“生态系统的稳定性”相关问题解读

秦四哥

                              

“生态系统的稳定性”是高中生物学教材（必修3稳态与环境）第5章的教学内容。包括生态系统的自我调节能力、抵抗力稳定性与恢复力稳定性、提高生态系统的稳定性等内容。本文对相关问题进行解读。

1抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系

1.1抵抗力稳定性

抵抗力稳定性也称为抗变稳定性，指的是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力，其核心是“抵抗干扰，保持原状”。“干扰”是指破坏稳定状态的外界因素，这种“干扰”的破坏程度是比较小的；“保持”是指与干扰同时表现的系统内在的自我调节能力。

1.2恢复力稳定性

恢复力稳定性也称为弹性稳定性，指的是生态系统在受外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，其核心是“遭到破坏，恢复原状’。“破坏”时指受外界因素的影响使生态系统较远地偏离了原来稳定的范围；“恢复”是指外界因素消除后，生态系统重新建立稳定状态。

1.3两类稳定性既相对对立又相互联系

抵抗力和恢复力这两类稳定性存在着相反的关系，两者之间是相对对立的，即抵抗力稳定性强的生态系统，其恢复力稳定性较弱。对于不同的生态系统来说，很容易比较出两类稳定性的强弱。例如，森林生态系统与草原生态系统相比，前者结构复杂，后者结构简单；前者的抵抗力稳定性比后者强，而后者的恢复力稳定性却比前者强；对于同一生态系统来说，很少直接将抵抗力稳定性与恢复力稳定性比较，因为这种分析本身就不合适，这种比较没有实际意义。

抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系如图1所示，两条虚线之间的部分表示生态系统功能正常的作用范围，当一个扰动（干扰因素）偏离这个范围时，偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标（T），而恢复到原状所耑时间可以作为恢复力大小的定量指标（S）。曲线与正常范围之间所构成的而积则可以作为总稳定性的定量指标（TS），这一而积越大，说明这个生态系统的总稳定性越低。受到同样的外界干扰时，生态系统偏离正常范围越远，说明抵抗力稳定性越低；而生态系统遭到破坏后，恢复到原状所耑的时间越长，则说明恢复力稳定性越低。

1.4比较两类稳定性须强调具体的环境条件

对于同一个生态系统一般不易同时表现出两类稳定性。当然，也存在着特例。例如，热带雨林由于其具有丰富的物种组成，结构比较复杂，一般具有很强的抵抗力稳定性。然而，当其受到一定强度的破坏后，也能较快地恢复。再如，对于荒漠、极地苔原或冻原，由于其物种组分单一、结构简单，其抵抗力稳定性很弱。但是，在遭到严重破坏后，恢复的时间也十分漫长。对于这样的生态系统来说，抵抗力稳定性和恢复力稳定性都弱。

所以，不考虑外界环境条件，无法直接将抵抗力稳定性与恢复力稳定性进行比较。如果要对一个生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性进行说明，必须强调具体的环境条件。相对来说，环境条件好，生态系统的恢复力稳定性较强；环境条件差，甚至是极其恶劣，则恢复力稳定性和抵抗力稳定性都较弱。

2提高抵抗力稳定性还是恢复力稳定性

很多教师和学生都认为，提高生态系统的恢复力稳定性没有实际意义，应该提高生态系统的抵抗力稳定性。例如，对于农田生态系统来说，套种的做法体现了提高抵抗力稳定性。农田除去各种杂草，目的是为了减轻或避免种间竞争，从某种程度来说，却降低了抵抗力稳定性。那么，该如何提高农田的恢复力稳定性呢？到底是该提高抵抗力稳定性，还是恢复力稳定性？

其实之所以有此疑问，主要是由于“提高”这一行为动词引起的。很多人认为恢复力稳定性是无法提高的。实际上提高生态系统的稳定性主要是以人为手段提高或保持生态系统的自我调节能力，而这自我调节能力体现在抵抗力和恢复力。要协调生态系统的结构和功能，既要提高生态系统的抵抗力，也要保持系统具有一定的恢复力。而提高生态系统抵抗力稳定性的同时，处于相应发展阶段的系统本身自然具有了一定的恢复力稳定性。

提高生态系统稳定性的关键是人为活动。生态系统的稳定性是生态系统发展到一定阶段的必然产物，是抵抗力稳定性与恢复力稳定性协调统一的必然结果。例如，采用恢复生态学技术来治理退化的生态系统，主要是根据生物群落演替理论，强调生态系统的自我调节能力，并辅以有效的人为手段，从而尽快使退化的生态系统从受损的状态恢复到正常的健康状态。此过程就体现了逐渐提高系统的抵抗力稳定性，尽管对应着系统的每一个恢复阶段都有相应的恢复力稳定性，但却并不能说逐渐提高恢复力稳定性。提高生态系统的自我调节能力，准确来说就是要提高生态系统的总稳定性，即减小图1中的总稳定性的定量指标（TS），只不过人们在采取提高生态系统稳定性的具体措施时，更多的倾向于抵抗力稳定性的提高。

如果对生态系统的干扰程度处于生态系统正常自我调节能力的范围之内，那么生态系统抵抗干扰能力必将发挥出抵抗效果，同时其恢复时间也必然较短。概括地说，提高或保持生态系统的稳定性，一方面要控制干扰程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力；另一方而，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。

3提高抵抗力稳定性与生物入侵的问题

生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越高。对一个具体的生态系统来说，一般采取增加生态系统的生物种类的措施来提高抵抗力稳定性。那么，在增加生物种类过程中需不需要考虑新物种的生物入侵呢？

当然要考虑生物入侵的问题。生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。这些生物被称为外来物种。外来入侵物种具有生态适应能力、繁殖能力、传播能力强的特点。

外来物种引进的结果具有一定程度的不可预见性。外来有害生物入侵适宜生长的新区后，其种群会迅速繁殖，分布区也会逐渐扩大，并逐渐发展成为当地新的“优势种”，严重破坏当地的生态安全，这时也被称为“入侵种”，其导致的恶果主要有以下几项：严重破坏生物的多样性，并加速物种的灭绝1:1；入侵种可能携带病原微生物而对其他生物的生存甚至对人类健康构成直接威胁；严重破坏生态平衡并造成巨大的经济损失等。

因此，提高生态系统抵抗力稳定性，在采取增加系统的营养结构的措施时，一定要关注生物入侵问题。要阻止外来物种的入侵，首要的工作就是防御，力争在第一时间、第一地区将危害性较大的生物坚决拒之门外。例如，向检疫部门、相关权威科研机构进行咨询，可以查询植物风险评价系统，根据待引进物种的有关信息、生物学特征、繁殖和传播方式以及气候参数等情况对引进物种进行慎重的选择，以确保引种的安全性和科学性。

——李永加.刘丹丹.“生态系统的稳定性”相关问题解读.生物学教学.2012年第12期