发布时间 : 星期日 文章人教版新课标高中生物必修三教材知识点解析（生态系统的稳定性）更新完毕开始阅读125c129ae418964bcf84b9d528ea81c759f52ec4
［教材优化全析］
全析提示
一、生物圈Ⅱ号 在现有技术条件下，人类还无法为了做人类离开地球能否生存的实验，美国花费２亿美元于１9８４建造一个脱离地球自然环境而又能年建造了一个完全封闭的生态实验基地。由于该实验室是模拟生物圈的让人类休养生息的生态系统。
结构和功能而建造的，因此叫做“生物圈Ⅱ号”。这是一个占地１.３亿
平方米的钢架结构的玻璃建筑，远远望去仿佛是一个巨大的温室。
从1993年1月，八名科学家和家人入住以后，科学家们一边从事科
学研究，一边养鸡养鸭，耕种收获，过着完全自给自足的生活。透过玻
璃往里看去，温室内有麦田、草地、鱼塘和微型海洋等；室内还放养着
猪、牛、羊和其他家禽。两年中只为他们提供包括种子在内的物品，其
余的一切都需要他们自己解决。能源取自太阳能；氧气由自己种植的植
物来制造；粮食全靠自己在里面种植收获；肉类和蛋白质取自自己养的
鸡、鸭、猪、羊；甚至包括里面的气温和气候，也由自己控制，并尽可
能地模拟地球气候。总之，他们必须设法保证这个小小的生态系统的平
衡。一年后，由于“生物圈Ⅱ号”内的氧气含量从21%下降到14%，加
之没有调节好内部气候，致使粮食歉收，科学家们不得不靠吃种子勉强
思维拓展
度日。最后科学家们提前撤出实验室。
人工生态系统的结构和功能难以像真正的生物圈那样，长期保持相对稳定状态，具备生态系统的稳定性。
图5—5—2 生物圈Ⅱ号实验室
二、生态系统稳定性的概念
生态系统一般是从产生开始、从低等到高等、从简单到复杂向前发
展并不断完善的。例如，在自然条件下，一个森林生态系统的形成，一
般是要经过地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、灌木阶段、乔木阶段，
从而形成森林的顶级群落。即该群落是一个相对稳定的生态系统。
图5—5—3是一个生态系统中美洲兔与猞猁的数量变化曲线。
全析提示
生态系统是一个自然系统，它的形成要经历一个物种由少向多、结构由简单向复杂、营养功能日趋完善直到平衡的过程。生态系统中的生物个体不断地有出生和死亡，迁入和迁出。物质和能量不断地从无机环境进入生物群落内部，又从生物群落内部散放到无机环境中去。因此，生态系统的平衡是一种动态
图5—5—3
从图中看出，每当美洲兔大量繁殖时，草原中的猞猁也大量繁殖，随着猞猁大量捕食美洲兔，美洲兔的数量大量减少了，猞猁的数量也会随着减少，事实上，美洲兔和猞猁之间是由于物质和能量的输入和输出之间达到了相对稳定的状态，才保证了美洲兔和猞猁的数量在一定范围
内变动。从而保持了相对的动态平衡状态。
我们再从原始森林生态系统某一阶段看，各种生物的种类和数量总是大体相同的，如图5—5—4：
的平衡。
图5—5—4
原始森林生态系统从产生开始，直到发展到今天，尽管其中的生物 生生死死，迁入迁出，无机环境也在不断地发生变化，但生物的种类组 成、数量比例仍保持着相对稳定。原因是：当一个生态系统趋于成熟时， 它的结构也趋于完善，所决定的功能也趋于稳定。即森林生态系统的能 量流动和物质循环能够保持一定的动态平衡，也就是物质和能量的输入 和输出保持着动态平衡。
以上两个实例都说明了生态系统的结构和功能能够保持相对稳定。 即生态系统发展到一定阶段，它的生产者、消费者和分解者之间都能在 较长时间内保持着相对平衡。
三、生态系统的自我调节能力 生态系统之所以能够保持生态平衡，关键在于生态系统本身具有自
要点提炼
动调节的能力（抗灾害自恢复能力和抗污染自净化能力），这种能力是通过生态系统内部的反馈机制来实现的。 生态系统具有保持和恢复自身
1.生态系统的反馈调节 结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统普遍存在着反馈现象。当生态系统中某一成分发生变化的生态系统的稳定性。生态系统都具时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又有自我调节能力。
反过来影响最初发生变化的那种成分，这个过程就叫做反馈。反馈有两
种类型，即负反馈和正反馈。
（1）负反馈是比较常见的一种反馈，它的作用是能够使生态系统达
到和保持平衡或稳态，反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成
分所发生的变化。例如，如果草原上的食草动物因为迁入而增加，植物
就会因为受到过度啃食而减少，植物数量减少以后，反过来就会抑制动
物的数量。如图5—5—5：
全析提示
负反馈调节在生态系统中普遍存
在，它是生态系统自我调节的基础。
图5—5—5 兔种群与植物种群之间的负反馈示意图
当草原上兔数量增多的时候，植被迅速减少，造成兔的食物不足。 这时食兔动物（如狐、鹰等）有了丰富的食物来源，数量就随之增加。 由于食物不足和天敌数量增多，就使兔数量下降，从而减轻了对植物的 压力，植被又得以恢复。
（2）另一种反馈叫正反馈，正反馈是比较少见的，它的作用刚好与 负反馈相反，即生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列的变化，
反过来，不是抑制而是加速最初发生变化的成分所发生的变化，因此正反馈的作用常常使生态系统远离平衡状态或稳态。在自然生态系统中正反馈的实例不多，下面我们举出一个例子加以说明：如果一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。因此，由于正反馈的作用，污染会越来越重，鱼类的死亡速度也会越来越快。
2.自动调节能力的大小
生态系统的自动调节能力在一定范围内能够保持生态系统的稳定性。在一定限度内，生态系统可以抵抗一定的外界干扰，体现出一定的“弹性”从而维持着生态系统的稳定性。自动调节能力越大，即“弹性”越大，生态系统对外界干扰就越不敏感，并且当内部和外部干扰解除后，生态系统就迅速地得到完全恢复。
一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，生态平衡就越容易被破坏。反之，生态系统的营养结构越复杂，食物链中各个营养级的生物种类越繁多，自动调节能力就越大，生态平衡就越容易维持。
四、抵抗力稳定性和恢复力稳定性 1.抵抗力稳定性
抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身结构和功能保持原状的能力。生态系统的抵抗力稳定性是与生态系统的自动调节能力大小有关的。如：河流生态系统轻度污染后，会逐渐恢复原貌；森林生态系统出现“有虫不成灾”现象。
2.恢复力稳定性
恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。如：人类活动能够破坏草原生态系统的稳定性，但当人类停止破坏性活动后，草原在几年后会恢复原貌的现象。人类活动降低了生态系统的自动调节能力，生态系统可通过恢复力稳定性恢复到原貌。
3.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系
一般来说，热带雨林抵抗干扰和保持稳定状态的能力比苔原生态系统强。但是，热带雨林一旦受到严重破坏（如过量采伐），它要恢复到原状的时间就非常漫长；而苔原生态系统在受到严重破坏后，恢复时间就比较短。这就是说，就抵抗力稳定性来说，热带雨林比苔原高；而就恢复力稳定性来说，苔原则比热带雨林高。就同一类型的生态系统来说，抵抗力和恢复力也因生态系统所处的发育阶段而有差别。一般来说，顶极群落的抵抗力强，恢复力弱；发展中的群落的恢复力强，抵抗力弱。
关于抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性之间的关系，可以用图5—5—6来表示。图中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，而恢复到原状所需要的时间可以作为恢复力大小的定量指标。曲线与正常范围之间所夹的面积则可以作为总稳定性的定量指标（TS），这一面积越大，说明这个生态系统的总稳定性越低。
正反馈往往具有极大的破坏作用，但是它常常是爆发性的，所经历的时间也很短。从长远看，生态系统中的负反馈和自我调节将起主要作用。
生态系统自动调节能力的大小，有赖于生态系统内部生物种类的多少以及食物链、食物网、能量流动和物质循环的复杂程度。生态系统的自动调节能力有一定的限度。
要点提炼
“抵抗干扰，保持原状。”
“遭到破坏，恢复原状。” 全析提示
每一个生态系统都同时具有抵抗力稳定性和恢复力稳定性，它们的关系是相反的。生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高，而恢复力稳定性越低。
图5—5—6 抵抗力稳定性和恢复力稳定性之间的关系 五、提高生态系统的稳定性
破坏生态系统稳定性的因素有很多，按其属性分两大类——自然因素和人为因素，其中人为因素尤为突出。要提高生态系统的稳定性：①控制对生态系统的干扰程度，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。②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和功能的协调。
思维拓展
保护和提高生态系统的稳定性关键是人。