备课素材：抵抗力稳定性和恢复力稳定性 2022—2023学年高二上学期生物人教版选择必修2

抵抗力稳定性和恢复力稳定性 先看一道试题： 下图为某一生态系统稳定性图解，对此理解不正确的是(　　) A. a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性 B. a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性 C. 恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈相反关系 D. 抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系 【答案】B 【解析】据图分析，生态系统的物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强，恢复力稳定性越弱，a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性。 生态系统中组分越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，则抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越弱，因此a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性，A正确，B错误；营养结构越复杂，在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力越弱，即恢复力稳定性与营养结构成相反关系，C正确；一般情况下，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性就弱，成相反关系，D正确。 这是一道教辅中流传很广的题，一些老师也认为，生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性是相反的关系,以下图表示： 这种说法是不严谨的。 生态系统的稳定性表现在两个方面:一方面是生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状（不受损害）的能力，叫做抵抗力稳定性。另一方面是生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，叫做恢复力稳定性。 人教2001版高中生物必修三以热带雨林和苔原为例阐述二者关系： 这是一些教辅和老师上述观点的来源。 然而，2019版高中生物学选择性必修二教师参考书还明确指出： 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。 　　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。” 　　只要对生态系统稳定性的示意图进行深入理解,就能对生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性进行准确辨析。生态系统稳定性的示意图如图2所示，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。T表示一个外来干扰使之偏离正常范围的大小:偏离大小可以作为抵抗力稳定性的定量指标，偏离大说明抵抗力稳定性弱;反之,则强。S表示恢复到原状所需的时间:S越长,恢复力越弱；反之,越强。TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积，可作为总稳定的定量指标:T与甘越大，即这一面积越大，则总稳性越低;反之,TS越小，则总稳定性越强。 图2 生态系统稳定性示意图 　　人教20019版高中生物学选择性必修二教师参考书教学策略中谈到：“请学生比较草原、北极苔原、森林生态系统，抵抗力稳定性谁强谁弱？恢复力稳定谁高谁低？引导学生认识:一方面，不同的生态系统表现出的稳定性是不亠样的;另一方面,生态系统的稳定性也取决于外界因素的影响程度。”在教学中，基于对生态系统稳定性概念的理解,加之对生态系统稳定性示意图的准确把握，笔者引导学生将森林生态系统与草原生态系统稳定性的比较分两种情况进行讨论。 　　一种是同等强度干扰（图3）：在外界干扰之前,森林生态系统和草原生态系统均维持在相对稳定的状态（曲线重合部分）。在同等强度的干扰下，森林生态系统（实线）偏离正常值较小,即T较小，恢复较快,即S较短;而草原生态系统（虚线）偏离正常值较多，即T较大，恢复较慢，即.S较长。这些说明森林生态系统抵抗力稳定性强，恢复力稳定性也强;草原生态系统抵抗力稳定力弱，恢复力稳定性也弱,即森林生态系统的总稳定性比草原生态系统的总稳定性强。 图3 同等强喜干扰下，两种生态系统稳定性变化示意图 　　另一种情况是森林生态系统和草原生态系统都破坏到3/4的程度（图4）：在外界干扰之前，森林生态系统和草原生态系统均维持在相对稳定的状态（曲线重合部分），在不同强度的干扰下，两种生态系统偏离正常值的幅度相似，都破坏到3/4的程度。在这种情况下，因为草原生态系统（虚线）在相同时间内偏离正常值较大，即T较大，恢复到原状所需时间较短，即S较短,说明草原生态系统抵抗力稳定性弱，恢复力稳定性强;森林生态系统（实线）在相同时间丙偏离定常值较小,即T