高中生物學中“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”相關(guān)思考

張堃

（湖南省長郡中學）

高中生物學中“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”相關(guān)思考

張堃

（湖南省長郡中學）

結(jié)合已有的研究文獻和資料，對高中生物學中“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”方面的相關(guān)問題進行了探討。其中“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”包括生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性與恢復力穩(wěn)定性，從這兩個方面研究如何提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

生態(tài)系統(tǒng)；抵抗力穩(wěn)定性；恢復力穩(wěn)定性

作為高中生物教材的一個重要知識點，學生對于“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”理解程度在很大程度上決定著其對于整個生物學科的學習效果。在目前的高中生物教材中，“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”這一章節(jié)所涉及的內(nèi)容較為繁雜，因此，作者就該章節(jié)的相關(guān)內(nèi)容進行了相應的解讀。

一、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性概述

生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)主要是通過兩種反饋方式來實現(xiàn)的：（1）負反饋，這種反饋模式對于生態(tài)系統(tǒng)維持平衡是必不可少的。自然界中關(guān)于負反饋的例子有很多，例如，在草原上如果狼群的數(shù)量在某段時間內(nèi)急劇增加，因此就會出現(xiàn)狼群對于羊群的捕食更加激烈，從而導致草原上羊的數(shù)量急劇減少；當羊的數(shù)量急劇減少時，狼群會因為缺少食物而出現(xiàn)種群內(nèi)斗爭或者是被餓死等情況，狼群數(shù)量也會隨之急劇減少，從而達到一個平衡的狀態(tài)。（2）正反饋，這種反饋模式在自然界中并不是很常見。這是一種極端的發(fā)展趨勢，如當河流受到了比較輕微污染，有一些適應能力較差的魚類會因此死亡，其死亡的尸體仍然存在于河流中，當其身體腐爛的時候則會進一步造成河流的污染，加重河流的污染，又引起更多魚類的死亡；正反饋可以加強某一種情況的出現(xiàn)。

二、生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性與恢復力穩(wěn)定性以及兩者的關(guān)系

1.生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性

生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性即是指生態(tài)系統(tǒng)自身具有的抵抗外界干擾并保持自身結(jié)構(gòu)與功能原有狀態(tài)的能力，它也可以被稱作抗變穩(wěn)定性。一般來說，判斷生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性是建立在其物種多樣性的基礎之上的。如，相對于物種較多的熱帶雨林而言，那些物種單一的苔蘚生態(tài)系統(tǒng)就更有可能遭到破壞。

2.生態(tài)系統(tǒng)恢復力穩(wěn)定性

生態(tài)系統(tǒng)恢復力穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)在受到較大的外界干擾、破壞以后，其自身能夠恢復到原來狀態(tài)的能力，它也可以被稱作彈性穩(wěn)定性。舉一個例子，如河流遭到污染后，導致河內(nèi)的水生物大量地死亡，使河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能遭到損壞。但是當停止排放污染物后，河流會通過自身擁有的凈化功能，使其自身恢復到原來或者接近原來的狀態(tài)。

3.抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性的關(guān)系

這兩種穩(wěn)定性存在著一定程度的相反關(guān)系，即是對于抵抗力穩(wěn)定性較強的生態(tài)系統(tǒng)而言，一般其恢復力穩(wěn)定性相對較弱，反之，對于生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的比較應該適合于不同類型的生態(tài)系統(tǒng)，例如，熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)和草原生態(tài)系統(tǒng)相比，熱帶雨林的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比草原生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，因此一般而言，前者的抵抗力穩(wěn)定性大于后者，后者由于其結(jié)構(gòu)簡單，因此后者的恢復力穩(wěn)定性更強。但是對于同一個生態(tài)系統(tǒng)來說，進行抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性的比較是沒有意義的。當不同的生態(tài)系統(tǒng)受到相同的外界“干擾”時，生態(tài)系統(tǒng)偏離正常范圍越近，這就說明其抵抗力穩(wěn)定性越高；而當生態(tài)系統(tǒng)遭受到“破壞”的時候，生態(tài)系統(tǒng)恢復原有狀態(tài)所需的時間越短，則說明其恢復力穩(wěn)定性越好。

另外，也存在一些生態(tài)系統(tǒng)擁有兩類穩(wěn)定性的特點，如，熱帶雨林由于其物種多樣且結(jié)構(gòu)復雜，不容易受到外界的影響，因此一般來說它的抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性都很高；如8個人被送進“生物圈二號”的例子，本來預期他們與世隔絕兩年，可以靠吃自己生產(chǎn)的糧食，呼吸植物釋放的氧氣，引用生態(tài)系統(tǒng)自然凈化的水生存。但18個月后，“生物圈二號”系統(tǒng)嚴重失去平衡：氧氣濃度從21%降低到14%，不足以維持研究者的生命，原有的25種小動物有19種滅絕。雖然事后研究是細菌所釋放的二氧化碳經(jīng)過化學作用被土墻所吸收，但是這也在一定程度上說明這一生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性都很低。

三、如何提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

作者已經(jīng)提出生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性有抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性兩個特征，因此，對于如何提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性應該從抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性兩個方面進行考慮。但是目前仍有很大一部分老師和學生認為提高生態(tài)系統(tǒng)的恢復力穩(wěn)定性沒有實際意義，認為“預防”的功能大于“整治”。本文作者認為，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性對于提高生態(tài)系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性都起著極其重要的作用，以農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為例：（1）許多農(nóng)民在進行種植的時候，經(jīng)常采用一種套種的方式，如玉米和紅薯的套種方式不僅可以增加土地的利用率，使農(nóng)田使用最大化，更為重要的是可以提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性。（2）在耕種活動中，弄明需要在固定的時期對玉米、稻谷等除蟲、除草，是為了降低雜草、昆蟲和莊稼之間的物種競爭，但是這在一定程度上提高了生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性。

［1］楊樹虎.“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”一節(jié)內(nèi)容的教學處理［J］.生物學教學，2010.

［2］李永加.“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”相關(guān)問題解讀［J］.生物學教學，2012.

·編輯王團蘭