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蒋世禄的生物课堂内外

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生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性  

2011-12-30 09:20:41|  分类: 生物必修3稳态与 |  标签: |举报 |字号 订阅

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教师用书:

生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性

生态系统的稳定性不仅与生态系统的结构、功能和进化特征有关,而且与外界干扰的强度和特征有关,是一个比较复杂的概念。生态系统的稳定性是指生态系统保持正常动态的能力,主要包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

  “抵抗力稳定性”要强调其核心是“抵抗干扰,保持原状”。“干扰”是指破坏稳定状态的外界因素;“保持”是指与干扰同时表现的系统内在的自动调节能力。“恢复力稳定性”要强调其核心是“遭到破坏,恢复原状”。“破坏”是指受外界因素影响使生态系统较远地偏离了原来的稳定范围;“恢复”是指外界因素消除后,生态系统重新建立稳定状态。

以往认为,抵抗力稳定性与恢复力稳定性是相关的,抵抗力稳定性高的生态系统,其恢复力稳定性低。也就是说,抵抗力稳定性与恢复力稳定性一般呈相反的关系。但是,这一看法并不完全合理。例如,热带雨林大都具有很强的抵抗力稳定性,因为它们的物种组成十分丰富,结构比较复杂;然而,在热带雨林受到一定强度的破坏后,也能较快地恢复。相反,对于极地苔原(冻原),由于其物种组分单一、结构简单,它的抵抗力稳定性很低,在遭到过度放牧、火灾等干扰后,恢复的时间也十分漫长。因此,直接将抵抗力稳定性与恢复力稳定性比较,可能这种分析本身就不合适。如果要对一个生态系统的两个方面进行说明,则必须强调它们所处的环境条件。环境条件好,生态系统的恢复力稳定性较高,反之亦然。

生态系统的调节能力主要是通过反馈(feedback)来完成的。反馈又分为正反馈(positive feedback)和负反馈(negative feedback)两种。负反馈对生态系统达到和保持平衡是必不可少的。正负反馈的相互作用和转化,保证了生态系统可以达到一定的稳态。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;而植物数量减少以后,反过来就会抑制动物的数量,从而保证了草原生态系统中的生产者和消费者之间的平衡。在生态系统中关于正反馈的例子不多,例如,有一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因为死亡而减少,鱼类死亡的尸体腐烂,又会进一步加重污染,引起更多的鱼类的死亡。

不同生态系统的自我调节能力是不同的。一个生态系统的物种组成越复杂,结构越稳定,功能越健全,生产能力越高,它的自我调节能力也就越高。因为物种的减少往往使生态系统的生产效率下降,抵抗自然灾害、外来物种入侵和其他干扰的能力下降。而在物种多样性高的生态系统中,拥有着生态功能相似而对环境反应不同的物种,并以此来保障整个生态系统可以因环境变化而调整自身以维持各项功能的发挥。因此,物种丰富的热带雨林生态系统要比物种单一的农田生态系统的自我调节能力强。

省! 简单的归纳为环境因素会影响生态系统的恢复力稳定性。

(1)森林生态系统

特点:以乔木为主,动物的生活习性大多以树栖、攀缘。种群密度和群落结构能长期处于较稳定状态。

(2)草原生态系统

特点:以草本植物为主,啮齿目和适于奔跑的动物较多。但动植物种类较少,种群密度和群落结构常发生剧烈变化。

(3)农田生态系统

特点:人的作用很突出,群落结构单一,主要成分是农作物。

(4)海洋生态系统

特点:生物数量和种类繁多。以浮游植物为主,是植食性动物的主要饵料,一般都分布在200米以内的海域中。

(5)淡水生态系统

特点:浅水区以挺水、浮水植物为主,深水区分布大量的浮游植物,是浮游动物和鱼类的饵料。

(6)苔原(冻原)生态系统

特点:主要是分布在北纬60O以北,北极圈以南的永久冻土带,土壤几厘米以下终年结冰,有机物不能彻底分解。其中地衣是极地苔原的典型植物。    

(7)城市生态系统

特点:具有很大的依赖性,它所需求的物质和能量,大多从其他生态系统人为地输入。它所产生的废物大多输送到其他生态系统中分解和再利用。对其他生态系统中会造成冲击和干扰。

(8)深海热泉口生态系统

特点:无光、高温、高压。生产者是硫细菌等化能合成作用的细菌。消费者是一些高等无脊椎动物。


博主解读抵抗力稳定性与生态系统的复杂程度物种丰富度呈正相关(当然这里没有忽视环境,因为环境条件越好生态系统越复杂物种丰富度越高);恢复力稳定性不能简单地理解为和抵抗力稳定性呈负相关,恢复的能力还必须看环境条件,环境条件好,生态系统的恢复力稳定性较高。也就是环境因素会影响生态系统的恢复力稳定性。


生态系统稳定性与营养结构的联系

生态系统的稳定性常常与生态系统的营养结构(食物链与食物网)联系起来考虑,因此,把握食物链,尤其是食物网中个生物之间的变化关系尤为重要,其特点如下:①食物链越短,营养结构越稳定;②生产者越多,营养结构越稳定;③生物种类越多,营养结构越稳定;④生物关系越复杂,营养结构越稳定。

练习

1.在一个生态系统中的甲、乙、丙、丁四种生物,由于食物关系形成以下几种类型的结构,其中最稳定的是(    )

 

2.(09·福建,2)下列有关生态系统稳定性的叙述,不正确的是(  )

A:生态系统具有自我调节能力,这是生态系统稳定性的基础  B:生态系统内部结构与功能的协调,可以提高生态系统稳定性  C:生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用,体现了其间接价值  D:生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统恢复力稳定性就越强


 

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