對(duì)“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(duì)“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(jìn)化特征有關(guān)，而且與外界干擾的強(qiáng)度和。特征有關(guān)，是一個(gè)比較復(fù)雜的概念，不能片面地認(rèn)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(hào) q-49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 e生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性表現(xiàn)在兩個(gè)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。現(xiàn)在許多教輔資料上還在說生態(tài)系統(tǒng)抵

2、抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性是相反的關(guān)系，也常見到圖1。筆者認(rèn)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(cè)書中確實(shí)有這樣的原話：“對(duì)一個(gè)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(yán)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(diǎn)?，F(xiàn)在再來看這個(gè)觀點(diǎn)，顯然是不準(zhǔn)確的。首先人教版2007年的版本生物第三冊(cè)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

3、中還明確指出：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(jìn)化特征有關(guān)，而且與外界干擾的強(qiáng)度和特征有關(guān)，是一個(gè)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(dòng)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(rèn)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(qiáng)的抵抗力穩(wěn)定性，因?yàn)樗鼈兊奈锓N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(qiáng)度的破壞后，也能較快地恢復(fù)。相反，對(duì)于極地苔原（凍原），由于其物種組分單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它的抵抗力穩(wěn)定性很低，

4、在遭到過度放牧、火災(zāi)等干擾后，恢復(fù)的時(shí)間也十分漫長(zhǎng)。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(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的兩個(gè)方面進(jìn)行說明，則必須強(qiáng)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?！睂?duì)比可知，人教版2007年的版本生物第三冊(cè)的說法顯然更科學(xué)，也更嚴(yán)謹(jǐn)。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(cè)中的說法。雖然實(shí)際中也有它適應(yīng)的情況。這種說法是片面的、是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。筆者認(rèn)為只要對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的示意圖進(jìn)行深入理解，就能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確辨析。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定

5、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(gè)外來干擾使之偏離正常范圍的大?。浩x大小可以作為抵抗力穩(wěn)定性的定量指標(biāo)，偏離大說明抵抗力穩(wěn)定性弱；反之，則強(qiáng)。s表示恢復(fù)到原狀所需的時(shí)間：s越長(zhǎng)，恢復(fù)力越弱；反之，越強(qiáng)。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(biāo)：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(qiáng)。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(qǐng)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(qiáng)誰弱？恢復(fù)力穩(wěn)定誰高誰低？引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)：一方面，不同的生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出的穩(wěn)定性是不一樣的；另

6、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(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性概念的理解，加之對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性示意圖的準(zhǔn)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(jìn)行討論。一種是同等強(qiáng)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(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)（曲線重合部分）。在同等強(qiáng)度的干擾下，森林生態(tài)系統(tǒng)（實(shí)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(zhǎng)。這些說明森林生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)，恢復(fù)力穩(wěn)定性也強(qiáng)；草原生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(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

7、生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性強(qiáng)。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(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)（曲線重合部分），在不同強(qiáng)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?yàn)椴菰鷳B(tài)系統(tǒng)（虛線）在相同時(shí)間內(nèi)偏離正常值較大，即t較大，恢復(fù)到原狀所需時(shí)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(qiáng)；森林生態(tài)系統(tǒng)（實(shí)線）在相同時(shí)間內(nèi)偏離正常值較小，即t較小，恢復(fù)到原狀所需時(shí)間較長(zhǎng)，即s較長(zhǎng)，說明森林生態(tài)系統(tǒng)抵抗力穩(wěn)定性強(qiáng)，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

8、在相反的關(guān)系。由此不難看出，人教版2001年的版本中“對(duì)一個(gè)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(qiáng)度的干擾下，兩種生態(tài)系統(tǒng)偏離正常值的幅度相似時(shí)的情況。例如兩個(gè)版本中都有的一道課后題：同等強(qiáng)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(cè)所說，這個(gè)說法就是正確的，因?yàn)椴菰鷳B(tài)系統(tǒng)比沙漠生態(tài)系統(tǒng)抵抗力強(qiáng)，所以草原生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力相對(duì)較弱。這是按不同生態(tài)系統(tǒng)在不同強(qiáng)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(qiáng)

9、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(cè)所說，這個(gè)說法就是錯(cuò)誤的，因?yàn)楦蓴_強(qiáng)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(qiáng)；草原生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到正常值所需時(shí)間較短，說明草原生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力強(qiáng)。由此可見草原生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)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(qiáng)，即生態(tài)系統(tǒng)的總穩(wěn)定性較強(qiáng)。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(duì)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的兩個(gè)方面進(jìn)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，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(rèn)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

10、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(zhǔn)確，也不嚴(yán)謹(jǐn)、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(duì)環(huán)境的變化很敏感，也很容易被破壞，它的生長(zhǎng)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)