第07講生態系統的穩定性

【學習目標】

1.解釋生態系統具有保持或恢復自身結構和功能相對穩定，并維持動態平衡的能力。

2.舉例說明生態系統的穩定性會受到自然或人為因素的影響，如氣候變化、自然事件、人類活動或外來物種

入侵等。

3.闡明生態系統在受到一定限度的外來干擾時，能夠通過自我調節維持穩定。

那【基礎知識】

、生態平衡

生態平衡指生態系統的結構和功能處于相對穩定的一種狀態。

特別提醒

1.生態平衡時生態系統的結構保持動態平衡，生態系統各組分保持相對穩定。

2.生態平衡時生態系統的功能保持動態平衡，生產者一消費者一分解者所執行的生態過程正常進行，保證了

物質總在循環，能量不斷流動，生物個體持續發展和更新。

3.生態平衡狀態時，生態系統保持收支平衡。生產者在一定時間內制造的可供其他生物利用的量，處于比較

穩定的狀態。

二、生態系統的穩定性

1.生態系統的穩定性本質是生態系統能夠保持動態平衡，生態系統的動態平衡通過負反饋調節實現。生態系

統穩定性的調節機制是負反饋調節。

2.反饋調節是指在一個系統中，系統工作的效果，反過來又作為信息調節該系統的工作，并且使系統工作的

效果減弱或受到限制，它可使系統保持穩定。包括正反饋調節和負反饋調節。

3.正反饋調節：加速最初發生變化的那種成分所發生的變化，常使生態系統遠離穩態。

正反饋調節示意圖：

正反饋調節”

/生偏離需離原來方向

錯上加錯原方向

4.負反饋調節：抑制和減弱最初發生變化的那種成分所發生的變化，有利于生態系統保持相對穩定。

負反饋調節示意圖

負反饋調節

生偏離甲到埠來

改邪歸正原方向

歸納總結負反饋調節和正反饋調節比較

負反饋調節正反饋調節

是生態系統自我調節能力的基礎，能使生態系統

作用使生態系統遠離平衡狀態

達到和保持平衡

抑制或減弱最初發生變化的那種成分所發生的

結果加速最初發生變化的那種成分所發生的變化

變化

實例森林中的食蟲鳥和害蟲的數量變化已經污染的湖泊中污染狀況加劇

-------鳥數量增加-------------魚類數量減少

湖

鳥數量下降---1泊

污

tn染

鳥食物鳥因饑鳥吃少鳥吃大

圖示增加餓死亡量害蟲量害蟲

污染程度增加

上害蟲減少-----------1

----------害蟲增加一一個湖泊生態系統中發生的正反饋調節

一個森林生態系統中發生的負反饋調節

三、生態系統的穩定性

1.生態系統維持或恢復自身結構與功能相對平衡狀態的能力。也就是說生態系統維持生態平衡的能力。

2.生態系統具有穩定性的原因是生態系統具有一定的自我調節能力，自我調節能力的基礎是生態系統的負反

饋調節機制。

3.生態系統的自調能力有一定限度，當外界干擾因素的強度超過一定限度時，生態系統的穩定性急劇下降，

生態平衡遭破壞。

4.生態系統的穩定性包括抵抗力穩定性和恢復力穩定性兩種類型。

歸納總結

1.抵抗力穩定性和恢復力穩定性比較

抵抗力穩定性恢復力穩定性

實質保持自身結構功能相對穩定恢復自身結構功能相對穩定

核心抵抗干擾，保持原狀遭到破壞，恢復原狀

區別

生態系統中組分越多，食物網越復雜，

生態系統中組分越少，營養結構越簡

影響因素其自我調節能力就越強，抵抗力穩定性

單，恢復力穩定性越高

越高

①相反關系：抵抗力穩定性強的生態系統，

恢復力穩定性弱，反之亦然；

二者聯系②二者是同時存在于同一系統中的兩種截然

不同的作用力，它們相互作用共同維持生

態系統的穩定。如圖所不：

2.北極凍原生態系統抵抗力穩定性和恢復力穩定性都低

北極凍原生態系統，動植物種類稀少，營養結構簡單，其中生產者主要是地衣，其他生物大都直接或間接

地依靠地衣來維持生活，假如地衣受到大面積破壞，整個生態系統就會崩潰。

四、生態系統穩定性的數學模型

生

態

系

統

功

能

1.圖中兩條虛線之間的部分表示生態系統功能的正常作用范圍。

2.y表示一個外來干擾使之偏離這一范圍的大小，y值大，說明抵抗力穩定性弱，反之，抵抗力穩定性強;

如受到相同干擾時，草原生態系統的V值大于熱帶雨林生態系統。

3.x表示恢復到原狀態所需的時間，x值大，說明恢復力穩定性弱，反之，恢復力穩定性強。

特別提醒：

曲線與正常范圍之間所夾的面積作為總穩定性的定量指數（TS）,TS越大，說明這個生態系統的總穩定性越

弱。

五、研究生態系統穩定性的意義

1.可以持續不斷地滿足人類生活所需；

2.能夠使人類生活與生產的環境保持穩定。

歸納總結

1.控制對生態系統的干擾強度，在不超過生態系統的自我調節能力的范圍內，合理適度地利用生態系統。

2.對人類利用強度較大的生態系統，應給予相應的物質、能量的投入，保證生態系統內部結構與功能的協調。

如對農田生態系統要不斷施肥、灌溉，增加投入，控制病蟲害，才能保證高產出。

六、設計生態缸并觀察其穩定性

1.目的要求：設計一個生態缸，觀察這一人工生態系統的穩定性

2.設計原理：在有限的空間內，依據生態系統原理，將生態系統的基本成分進行組織，構建一個人工微生態

系統是可能的。要使人工微生態系統正常運轉，在設計時還要考慮系統內組分及營養級之間的合適比例。

應該注意，人工生態系統的穩定性是有條件的，也可能是短暫的。

3.小型生態缸的設計流程

注入適量的河水或池塘水，使缸內

有陸上與水下之分

根據生物本身的生活習性正確放置

適量的生物個體

T用膠帶將生態缸口密封

_將生態缸放置在光線良好的散射

光下

_每周定時觀察生態缸中生物的

存活和水質變化，情況

歸納總結

設計要求相關分析

生態缸必須是封閉的防止外界生物或非生物因素的干擾

生態缸中的生物必須有很強的生活能力，且成分要齊保證物質循環和能量流動，在一定時期內保持穩

全（有生產者、消費者、分解者）定

生態缸的材料必須透明，且要采用較強的散射光為光合作用提供光照，便于觀察；防止水溫過高

導致水生植物死亡

生態缸宜小不宜大，缸中的水量應占其容積的4/5,留便于操作，缸內儲備一定量的空氣

出一定空間

選擇的動物不宜太多，個體不宜太大。減少對氧氣的消耗，防止生產量小于消耗量

【考點剖析】

考點一：生態系統穩定性的調節

小^［例1.L（2022?四川涼山?高二期末）下列關于生態系統的穩定性敘述錯誤的是（）

A.負反饋調節是生態系統自我調節能力的基礎

B.一般來說，生態系統的抵抗力穩定性與自我調節能力呈正相關

C.生態系統穩定性的高低不可通過種群內個體數目的多少來體現

D.生物群落與無機環境間不存在負反饋調節

【答案】D

【解析】負反饋調節：使生態系統達到或保持平衡或穩態，結果是抑制和減弱最初發生變化的那種成分的

變化，是生態系統自我調節能力的基礎，A正確；一般來說，生態系統的抵抗力穩定性與自我調節能力呈

正相關，生態系統越復雜，自我調節能力越強，抵抗力穩定性越高，B正確；生態系統穩定性的高低主要與

群落內物種的多少有關，食物網越復雜，越穩定，而不是通過種群內個體數目的多少來體現，C正確；生物

群落與無機環境間存在負反饋調節，例如草食動物的增多導致草消耗過多，反饋調節引起草食動物減少，

利于恢復草的生長，D錯誤。故選D。

考點二：生態系統自我調節能力辨析

、.眄2.以下生態系統中，自我調節能力最強的是（）

A.荒漠生態系統B.森林生態系統C.苔原生態系統D.農田生態系統

【答案】B

【解析】抵抗力穩定性：指生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構與功能保持原狀的能力；恢復力穩定性:

指生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力影響。生態系統中的組成成分越多，營養結構

就越復雜，生態系統的自我調節能力就越強，其抵抗力穩定性就越強，相反的其恢復力穩定性就越弱。生

態系統的調節能力有大有小，這主要取決于它自身的結構特點。在題干的4個選項中的生態系統中，森林

生態系統中動植物種類繁多，營養結構復雜，自我調節能力最強，能夠長期處在比較穩定的狀態，B正確，

ACD錯誤。

考點三、生態瓶的設計及制作

在2例3.下面羅列了設計生態瓶應該遵循的原理，其中不合理的是（）

A.瓶內各種生物之間應有營養上的聯系

B.瓶內各種生物的數量搭配應合理

C.應定時向瓶內通氣，保證生物的有氧呼吸

D.生態瓶放在有陽光的地方以獲得充足的能量供應

【答案】C

【解析】生態瓶是一種微型生態系統，使其在一定時間內保持結構和功能上的相對穩定，應使其具有一定

的生態系統成分，并具有合理的生態系統結構。生態瓶中各種生物之間應有營養上的聯系，形成食物鏈或

食物網，A正確；瓶內各種生物的數量搭配應合理，符合能量流動的逐級遞減規律，B正確；生態瓶應與外

界環境保持相對立，應保持生態瓶的密閉狀態，C錯誤；生態瓶放在散射光下，以獲得充足的能量供應，D

正確。

考點三、生態系統通過反饋調節維持穩定性

亡］例4.生態系統在正常情況下能保持穩定，即使受到一定程度的外來干擾，也能通過反饋調節保持自

身的穩定性。下列錯誤的是（）

A.生態系統的自我調節能力是保持穩態的基礎

B.負反饋調節是生態系統自我調節能力的基礎

C.在群落與非生物環境之間不存在負反饋調節

D.捕食者和被捕食者的數量變化能體現群落的負反饋調節

【答案】C

【解析】生態系統具有自我調節能力，這是生態系統穩定性的基礎。自我調節能力的基礎是負反饋調節。

生態系統的穩定性是指生態系統所具有的保持自身結構和功能相對穩定的能力，以及在受到一定的干擾后

恢復到原來平衡狀態的能力。生態系統之所以能保持穩定是因為生態系統的自我調節能力，A正確；負反

饋調節在生態系統中普遍存在，它是生態系統自我調節能力的基礎，B正確；反饋調節不僅存在于一些動物

激素的調節過程中，也存在于生態系統中，對于生態系統，它在生物群落、生物群落與無機環境之間都存

在，C錯誤；捕食者和被捕食者的數量變化能體現群落的負反饋調節，如當農田里蠣蟲數量增多時，七星瓢

蟲的數量也增多，這樣蜥蟲種群數量的增長就會受到抑制，屬于生物群落內的負反饋調節，D正確。

【真題演練】

1.（2022年1月浙江）垃圾分類是廢棄物綜合利用的基礎，下列敘述錯誤的是（）

A.有害垃圾填埋處理可消除環境污染

B.廚余垃圾加工后可作為魚類養殖的餌料

C.生活垃圾發酵能產生清潔可再生能源

D.禽畜糞便作為花卉肥料有利于物質的良性循環

2.（2021福建）下列關于生態茶園管理措施的分析，錯誤的是（）

A.使用誘蟲燈誘殺害蟲，可減少農藥的使用

B.套種豆科植物作為綠肥，可提高土壤肥力

C.利用茶樹廢枝栽培靈芝，可提高能量的傳遞效率

D.修剪茶樹枝葉通風透光，可提高光合作用強度

3.（2021湖北）反饋調節是生命系統中最普遍的調節機制。下列在生理或自然現象中，不屬于反饋調節的

是（）

A.干旱時，植物體內脫落酸含量增加，導致葉片氣孔大量關閉

B.某湖泊中肉食性魚類甲捕食草食性魚類乙形成的種群數量動態變化

C.下丘腦產生的TRH刺激垂體分泌TSH,TSH的增加抑制TRH的釋放

D.動物有氧呼吸過程中ATP合成增加，細胞中ATP積累導致有氧呼吸減緩

4.（2021?河北高考真題）濕地生態系統生物多樣性豐富，鳥類是其重要組成部分。研究者對某濕地生態系

統不同退化階段的生物多樣性進行了調查，結果見下表。下列敘述正確的是（）

典型濕地季節性濕地中度退化濕地嚴重退化濕地

濕地特征常年積水季節性積水無積水完全干涸，鼠害嚴重

生物多樣性指數2.72.42.11.5

鳥類豐富度2517129

注：生物多樣性指數反映生物多樣性水平

A.嚴重退化濕地中的鼠類吸引部分猛禽使得食物網結構最為復雜

B.因濕地退化食物不足，鳥類死亡率增加導致豐富度降低

C.濕地生態系統穩定性是其自我調節能力的基礎

D.濕地退化對生物多樣性的間接價值影響最大

1.北極苔原指北極地區北冰洋與泰加林帶之間的永久凍土地和沼澤地帶，苔原氣候屬荒漠氣候，年降水量

低。在北極苔原生態系統中，動植物種類稀少，營養結構簡單，其中生產者主要是地衣，其他生物大都直

接或間接地依靠地衣來維持生活。下列關于北極苔原生態系統及其穩定性的敘述，不正確的是（）

A.北極苔原氣候條件差，抵抗力穩定性較弱

B.食物網相對簡單，恢復力穩定性較強

C.抵抗力穩定性與物種特性如抗逆性有關

D.冰川大量融化會影響北極苔原的現有穩定性

【答案】B

【解析】北極苔原氣候條件差，生態系統的生產力較弱，營養結構簡單，抵抗力穩定性較弱，A正確；北

極苔原食物網相對簡單，北極苔原氣候條件差，生態系統的生產力較弱，無論是物質的積累還是能量的周

轉都受環境條件的限制，恢復力穩定性較低，B錯誤；生態系統的每個結構，包括營養結構、非生物的物質

和能量均與生態系統的穩定性息息相關，抵抗力穩定性與物種特性如抗逆性有關，C正確；無機環境的變遷

時刻影響著生態系統的穩定性，冰川融化影響北極的氣候以及生態系統的邊界范圍、溫度變化等，從而影

響生態系統的穩定性，D正確。

故選B。

2.長跑后心跳加速、血壓升高，傳出神經釋放一種神經遞質作用于心臟及血管，使心率減慢、血管緊張度

下降，從而降低血壓。下列相關敘述錯誤的是（）

A.突觸前膜以主動運輸的方式釋放神經遞質B.機體血壓平衡的調節方式稱為負反饋調節

C.心跳加速、血壓升高有利于氧氣及時供給D.長跑結束后肌肉和肝臟等的產熱量會減少

3.下列有關生態系統穩定性的敘述，錯誤的是（）

A.包括抵抗力穩定性和恢復力穩定性

B.生態系統穩定性具有一定的自我調節能力

C.通常自我調節能力越強，抵抗力穩定性就越高

D.極地凍原抵抗力穩定性低，恢復力穩定性較高

4.許多同學設計制作小生態缸，評價其設計制作水平的主要標準是（）

A.生態系統維持時間的長短B.生態系統營養結構的復雜程度

C.生態系統有機物積累的速度D.生態系統的成分是否全面

5.下列有關生物進化的敘述，錯誤的是（）

A.某果蠅種群中的全部眼色基因構成其基因庫

B.自然選擇使有利變異得到保留并逐漸積累

C.生物多樣性是維持生態系統平衡的必要條件

D.馬和驢交配產生的騾子不育，兩者之間存在生殖隔離

6.下列有關生態系統穩定性的敘述，錯誤的是（）

A.抵抗力穩定性弱的生態系統恢復力穩定性一定強

B.生態系統自我調節能力的基礎是負反饋調節

C.適當增加物種豐富度可有效提高抵抗力穩定性

D.“野火燒不盡，春風吹又生”體現了恢復力穩定性

7.下列關于生態系統的敘述，錯誤的是（）

A.自然生態系統常趨于穩態B.生態系統保持穩態不需要外界能量的輸入

C.生態系統結構越復雜，功能就越完善D.負反饋調節是生態系統具備自我調節能力的基礎

8.下列關于生態系統穩定性的敘述，正確的是（）

A.生態系統的成分越復雜自我調節的能力越小

B.生態系統的穩定性包括抵擾力穩定性和恢復力穩定性

C.抵抗力穩定性越低的生態系統，其恢復力穩定性也越低

D.減少各營養級生物的種類可提高生態系統自我調節能力

9.下列關于種群、群落、生態系統的相關實驗表述，錯誤的是（）

A.樣方法、標志重捕法和用黑光燈進行誘捕的方法都可以用來調查種群密度

B.若調查池塘中鯉魚的種群密度時，初次捕撈和再次捕撈時漁網網眼均過大，則估算值與實際值相比明顯

偏大

C.調查土壤中小動物類群的豐富度常采用取樣器取樣的方法，而豐富度的統計方法常用記名計算法和目測

估計法

D.設計并制作生態缸時，應將生態缸置于室內通風、光線良好的地方，但要避免陽光直接照射

10.生命系統各個層次都存在著調節，下列相關說法錯誤的是（）

A.植物葉片的光敏色素能感受光周期，從而調節植物開花

B.DNA分子的甲基化或乙酰化能調控基因的表達

C.生態系統的自我調節能力是以負反饋調節為基礎的

D.骨骼肌運動和語言活動受高級神經中樞的支配

11.課外小組設計小型生態缸，下列不利于生態缸長時間維持穩定的是（）

A.生態缸中的動植物最好從自然環境中選擇

B.需要依據能量的傳遞規律推算各生物成分的數量

C.生態缸中必須包括一定量的腐食性生物、細菌等

D.生態缸需要放置在可以被陽光直接照射到的地方

12.一個湖泊經歷了沼澤、草原、灌木，最后演變為森林，下列說法錯誤的是（）

A.湖泊近岸區和湖心區不完全相同的生物分布，構成群落的水平結構

B.森林階段，處于林下層的植物葉片厚、葉綠體顆粒小，適于在弱光條件下生存

C.群落演替過程中可遺傳變異為進化提供了原材料，人類活動可改變演替的方向和速度

D.森林階段，生態系統的結構和功能處于相對穩定的狀態，即處于生態平衡狀態

13.生態系統的自我調節能力對于維持其穩定性起著關鍵作用。這是通過（）

A.種群密度規律性變化實現B.生物群落的物質循環實現

C.生態系統負反饋調節實現D.人工建造“生態屏障”實現

14.下圖是某農田生態系統中食草昆蟲類的能量流動情況，止匕外，該農田生態系統還存在蛻螂等生物，據

圖判斷，下列說法錯誤的是（）

「一呼吸散失

攝食能一同化能—儲存能_遺體殘骸等

197068.16

」糞便量必q「X

1402（單位：kJ）

A.流經食草昆蟲類的總能量為568kJ,其中呼吸作用散失的能量為499.84kJ

B.蛻螂等生物獲取的能量屬于食草昆蟲類體內同化的能量

C.圖中儲存能用于食草昆蟲類的生長、發育、繁殖

D.該生態系統雖有人工的管理，但生態系統穩定性比自然區域低

15.我國農業諺語和古代詩詞中蘊藏著豐富的生態學知識，下列相關敘述錯誤的是（）

A.“種田無它巧，糞是莊稼寶”，農家肥中的物質和能量可被農作物循環利用

B.“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開“，生命活動的正常進行離不開信息的作用

C.“捕蛾一個，增產一要“，調整能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分

D.“牛馬草場不足，山羊草場有余”，放牧超過草原生態系統的自我調節能力，恢復原狀需要漫長時間

16.某果園里生活著多種昆蟲，害蟲主要有卷葉蛾、蛇蟲、蠣蟲和食心蟲等；害蟲的天敵（即天敵昆蟲）為草

蛉、異色瓢蟲、螳螂等；既非害蟲又非害蟲天敵的中性昆蟲有蚊、蠅、螞蟻等。在果園中種草，天敵昆蟲

的種類和數量都有增加。下列敘述正確的是（）

A.中性昆蟲在該果園生態系統中是多余的

B.卷葉蛾、蛉蟲、魴蟲等植食性動物是初級消費者

C.卷葉蛾一螳螂一黃雀構成一條食物鏈，其中螳螂位于第二營養級

D.天敵昆蟲的數量越多，該生態系統的抵抗力穩定性越高

17.宋代詞人辛棄疾的《西江月?夜行黃沙道中》寫到“稻花香里說豐年，聽取蛙聲一片”，詞人聞著稻花香、

聽著蛙叫聲，聯想到即將到來的豐收景象。現流行水稻田養青蛙，青蛙成了稻田的“植保衛士”。下列敘述正

確的是（）

A.稻花香和蛙聲都屬于物理信息

B.蛙肥還田，實現了物質和能量的循環利用

C.與森林相比，稻田營養結構簡單，更穩定

D.蛙通過捕食昆蟲調整了能量流動關系，使能量更多地流向對人類有益的部分

18.如圖為甲、乙兩個群落在演替過程中的變化曲線。請回答下列問題：

O

時間

（1）圖中代表發生初生演替的群落是（選填甲、乙）；曲線甲中A-C的寬度可以反映生態系統

穩定性的大小。區別甲、乙兩個群落的重要特征是o

（2）在群落演替的草本植物階段，各種草本植物之間的競爭主要體現在_______（至少答出兩項）；大多數群

落都具有明顯的垂直分層現象，垂直分層的意義在于o

19.（2021.重慶.真題）“瓦爾迪茲”油輪意外失事泄漏大量原油，造成嚴重的海洋污染，生物種群受到威脅。

為探究油污染對海獺的影響，生態學家進行了長達25年的研究，有以下發現