對“生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性”的辨析

1、對“生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性”的辨析作者：來源：中學(xué)生物學(xué)2013 年3期摘要生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅與生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和進化特征有關(guān)，而且與外界干擾的強度和。 特征有關(guān)， 是一個比較復(fù)雜的概念， 不能片面地認為抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性之間存在相反的關(guān)系。關(guān)鍵詞抵抗力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性外界干擾生態(tài)系統(tǒng)中圖分類號q-49文獻標識碼e生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性表現(xiàn)在兩個方面：一方面是生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)和功能保持原狀（不受損害）的能力，叫做抵抗力穩(wěn)定性。另一方面是生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力，叫做恢復(fù)力穩(wěn)定性?，F(xiàn)在許多教輔資料上還在說生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)

2、力穩(wěn)定性是相反的關(guān)系，也常見到圖1。筆者認為這種分析是不合適的。雖然在人教版2001 年的版本生物第二冊書中確實有這樣的原話：“對一個生態(tài)系統(tǒng)來說，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性之間往往存在著相反的關(guān)系。抵抗力穩(wěn)定性較高的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性就較低，反之亦然。例如，森林生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性比草原生態(tài)系統(tǒng)的高，但是，它的恢復(fù)力穩(wěn)定性要比草原生態(tài)系統(tǒng)低得多。熱帶雨林一旦遭到嚴重破壞（如亂砍濫伐） ，要想再恢復(fù)原狀就非常困難了?！钡@是以前的觀點。現(xiàn)在再來看這個觀點，顯然是不準確的。首先人教版2007 年的版本生物第三冊書中已沒有上述一段話，其次在人教版2007 年的版本生物必修三教師參考書中還明確

3、指出：生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅與生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和進化特征有關(guān)，而且與外界干擾的強度和特征有關(guān)， 是一個比較復(fù)雜的概念。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)保持正常動態(tài)的能力，主要包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性。以往認為， 抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性是相關(guān)的，抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)，其恢復(fù)力穩(wěn)定性低。 也就是說，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性一般呈相反的關(guān)系。但是，這一看法并不完全合理。 例如， 熱帶雨林大都具有很強的抵抗力穩(wěn)定性，因為它們的物種組成十分豐富，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；然而，在熱帶雨林受到一定強度的破壞后，也能較快地恢復(fù)。相反，對于極地苔原（凍原） ，由于其物種組分單一、結(jié)構(gòu)簡單，它的抵抗力穩(wěn)定性很

4、低，在遭到過度放牧、 火災(zāi)等干擾后，恢復(fù)的時間也十分漫長。因此，直接將抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性比較， 可能這種分析本身就不合適。如果要對一個生態(tài)系統(tǒng)的兩個方面進行說明，則必須強調(diào)它們所處的環(huán)境條件。環(huán)境條件好，生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性較高，反之亦然。”對比可知，人教版 2007 年的版本生物第三冊的說法顯然更科學(xué)，也更嚴謹。而教輔資料上所說生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性是相反的關(guān)系，是沿用人教版2001 年的版本生物第二冊中的說法。雖然實際中也有它適應(yīng)的情況。這種說法是片面的、是不嚴謹?shù)摹９P者認為只要對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的示意圖進行深入理解，就能對生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性進行準確辨析

5、。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的示意圖如圖2 所示，圖中兩條虛線之間的部分表示生態(tài)系統(tǒng)功能正常的作用范圍。t 表示一個外來干擾使之偏離正常范圍的大小：偏離大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性的定量指標，偏離大說明抵抗力穩(wěn)定性弱；反之，則強。s 表示恢復(fù)到原狀所需的時間：s 越長，恢復(fù)力越弱；反之，越強。ts表示曲線與正常范圍之間所圍成的面積，可作為總穩(wěn)定的定量指標：t與 s 越大，即這一面積越大，則總穩(wěn)性越低；反之， ts 越小，則總穩(wěn)定性越強。人教版 2007 年的版本生物必修三教師參考書教學(xué)策略中談到：“請學(xué)生比較草原、 北極苔原、 森林生態(tài)系統(tǒng)， 抵抗力穩(wěn)定性誰強誰弱？恢復(fù)力穩(wěn)定誰高誰低？引導(dǎo)學(xué)生認識：一方面，不

6、同的生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出的穩(wěn)定性是不一樣的；另一方面， 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也取決于外界因素的影響程度。 ”在教學(xué)中，基于對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性概念的理解，加之對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性示意圖的準確把握， 筆者引導(dǎo)學(xué)生將森林生態(tài)系統(tǒng)與草原生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的比較分兩種情況進行討論。一種是同等強度干擾（圖3）：在外界干擾之前，森林生態(tài)系統(tǒng)和草原生態(tài)系統(tǒng)均維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)（曲線重合部分）。在同等強度的干擾下，森林生態(tài)系統(tǒng)（實線）偏離正常值較小，即 t 較小，恢復(fù)較快，即s 較短；而草原生態(tài)系統(tǒng)（虛線）偏離正常值較多，即t 較大，恢復(fù)較慢， 即 s 較長。這些說明森林生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性強，恢復(fù)力穩(wěn)定性也強；草原生態(tài)系統(tǒng)抵抗

7、力穩(wěn)定力弱，恢復(fù)力穩(wěn)定性也弱， 即森林生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性比草原生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性強。另一種情況是森林生態(tài)系統(tǒng)和草原生態(tài)系統(tǒng)都破壞到3/4的程度（圖 4）：在外界干擾之前，森林生態(tài)系統(tǒng)和草原生態(tài)系統(tǒng)均維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)（曲線重合部分），在不同強度的干擾下，兩種生態(tài)系統(tǒng)偏離正常值的幅度相似，都破壞到3/4的程度。在這種情況下，因為草原生態(tài)系統(tǒng)（虛線）在相同時間內(nèi)偏離正常值較大，即t 較大，恢復(fù)到原狀所需時間較短，即 s 較短，說明草原生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性弱，恢復(fù)力穩(wěn)定性強；森林生態(tài)系統(tǒng)（實線）在相同時間內(nèi)偏離正常值較小，即t 較小，恢復(fù)到原狀所需時間較長，即s 較長，說明森林生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性

8、強，恢復(fù)力穩(wěn)定性弱。 由此可見在這種情況下， 抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性之間存在相反的關(guān)系。由此不難看出，人教版2001 年的版本中“對一個生態(tài)系統(tǒng)來說，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性之間往往存在著相反的關(guān)系。抵抗力穩(wěn)定性較高的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性就較低，反之亦然?！彼硎镜膽?yīng)該是第二種情況，即在不同強度的干擾下，兩種生態(tài)系統(tǒng)偏離正常值的幅度相似時的情況。例如兩個版本中都有的一道課后題： 同等強度干擾下， 草原生態(tài)系統(tǒng)比沙漠生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的速度慢。如果按人教版 2001 年的版本生物第二冊所說，這個說法就是正確的，因為草原生態(tài)系統(tǒng)比沙漠生態(tài)系統(tǒng)抵抗力強， 所以草原生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力相對較弱。 這是按不

9、同生態(tài)系統(tǒng)在不同強度的干擾下， 偏離正常值的幅度相似來考慮的。 但這顯然是與題目中所給出在同等強度的干擾下是不符合的。如果按人教版2007 年的版本生物第三冊所說，這個說法就是錯誤的， 因為干擾強度相同的情況下，草原生態(tài)系統(tǒng)比沙漠生態(tài)系統(tǒng)偏離正常值小，說明草原生態(tài)系統(tǒng)抵抗力強；草原生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到正常值所需時間較短，說明草原生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力強。由此可見草原生態(tài)系統(tǒng)相對于沙漠生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性均較強，即生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性較強。綜上所述， 直接將抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性相比較，本身這種分析就不合適。如果要對一個生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩個方面進行說明，首先要考慮不同生態(tài)系統(tǒng)外界因素的影響程度

10、，其次還要考慮不同生態(tài)系統(tǒng)所處的環(huán)境條件。片面地認為抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性之間存在相反的關(guān)系，抵抗力穩(wěn)定性較高的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性就較低，反之亦然。這種想法不僅不合適、不準確，也不嚴謹、不科學(xué)。1. 抵抗力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身結(jié)構(gòu)和功能保持原狀的能力。（核心：抵抗干擾，保持原狀）2. 恢復(fù)力穩(wěn)定性：生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾使自身結(jié)構(gòu)和功能破壞后恢復(fù)原狀德能力。（核心：遭到破壞，恢復(fù)原狀）3. 兩者的關(guān)系：一般情況下， 兩者存在相反的關(guān)系。抵抗力穩(wěn)定性較高的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性就較低，反之亦然。但是有些生態(tài)系統(tǒng)（比如荒漠生態(tài)系統(tǒng)、北極苔原生態(tài)系統(tǒng)等）卻有所不同，它們的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性都很低。北極苔原生態(tài)系統(tǒng)：它的生產(chǎn)者主要是地衣，地衣對環(huán)境的變化很敏感，也很容易被破壞， 它的生長又很慢，一旦因某種原因使地衣大面積死亡后就很難恢復(fù)，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的崩潰！荒漠生態(tài)系統(tǒng)也是一樣，容易破壞，而且很難恢。（恢復(fù)力穩(wěn)定性的高低：主要從2 方面來考慮 :1. 結(jié)