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第45讲　生态系统的稳定性
【课标要求】 1．生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰，保持或恢复自身结构和功能的相对稳定； 2．实验：设计并制作生态瓶，观察和比较不同生态瓶中生态系统的稳定性，撰写报告分析其原因。
考点　生态系统的稳定性
考 点 剖 析
知识1　生态平衡
? 解 疑 释 惑
生态系统中的负反馈调节与正反馈调节
项目 负反馈调节 正反馈调节
作用 是生态系统自我调节能力的基础 加速生态系统最初所发生的变化
调节方式 抵制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化 加速最初发生变化的那种成分所发生的变化
结果 有利于生态系统保持相对稳定 常使生态系统远离稳态
实例分析 森林中的食虫鸟和害虫的数量变化 已经污染的湖泊中污染程度加剧
知识2　生态系统的稳定性
1．生态系统的稳定性概念
(1)定义：生态系统维持或恢复　自身结构与功能　处于相对平衡状态(稳定)的能力。
(2)稳定性的原因：生态系统具有一定的　自我调节　能力。
①能力基础是　负反馈调节　。
②这种能力是　有限的　，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡会遭到严重破坏。
2．生态系统稳定性的两个表现
表现 抵抗力稳定性 恢复力稳定性
区别 实质 　保持　自身结构功能相对稳定 　恢复　自身结构功能相对稳定
核心 抵抗或消除干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状
影响因素
联系 ①二者与营养结构的复杂程度的关系如下图所示，且两者一般呈　负相关　(但是也有例外，如极地苔原生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性都比较弱)； ②二者是同时存在于同一系统中的两种不同表现，它们相互作用，共同维持生态系统的稳定
? 解 疑 释 惑
抵抗力稳定性和恢复力稳定性的定量指标
3．影响生态系统稳定性的因素
4．提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统　干扰　的程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的　自我调节能力　。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的　物质和能量　投入，保证生态系统内部　结构和功能　的协调。
思辨小练
1．判断下列说法的正误：
(1)生物群落的负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。(　√　)
(2)群落分层越明显、层次越多，生物多样性越丰富，生态系统稳定性越强。(　√　)
(3)珊瑚生态系统具有抵抗不良环境并保持原状的能力，这是恢复力稳定性的表现。(　×　)
(4)生态系统的自我调节能力表现在自身净化作用、群落内部的负反馈调节和生物群落与无机环境之间的负反馈调节等方面。(　√　)
(5)负反馈调节与正反馈调节是典型的循环因果关系。(　√　)
(6)相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征。(　√　)
2．对于单一的农田生态系统，要想保持其相对稳定，需采取哪些措施？　不断施肥、灌溉，控制虫害　等(至少写两条)。
典 题 精 析
考向1　生态系统的稳定性是一种动态平衡
(2026·镇江开学考)生态系统的结构和功能越稳定，对外来生物入侵的抵抗能力就越强。下列叙述错误的是(　C　)
A．利用除草剂清除杂草不利于提高农田的抵抗力稳定性
B．具有较多空余生态位的生态系统，更易受到入侵
C．生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和动态平衡的特征
D．火灾后的森林恢复过程中，抵抗外界干扰的能力逐渐增强
解析：利用除草剂清除杂草，会使农田生态系统的生物种类减少，营养结构变简单，抵抗力稳定性降低，A正确；具有较多空余生态位的生态系统，容易被外来生物占据，更易受到入侵，B正确；生态平衡的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡的特征，C错误；火灾后的森林恢复过程中，生物种类增多，营养结构变复杂，抵抗外界干扰的能力逐渐增强，D正确。
(2025·河北卷)口袋公园是指在城市中利用零星空地建设的小型绿地，可满足群众就近休闲需求，为群众增添身边的绿、眼前的美。下列分析错误的是(　C　)
A．大量口袋公园的建设有效增加了绿地面积，有助于吸收和固定CO2
B．适当提高口袋公园的植物多样性，可增强其抵抗力稳定性
C．口袋公园生态系统不具备自我调节能力，需依赖人工维护
D．从空地到公园，鸟类等动物类群逐渐丰富，加快了生态系统的物质循环
解析：任何生态系统都具备一定的自我调节能力，口袋公园生态系统也不例外，只是相对较弱，可能需要一定的人工维护，C错误。
考向2　生态系统稳定性的调节
(多选)(2025·湖南卷)某人擅自在一湖泊中“放生”大量鲶鱼。短期内鲶鱼大量死亡，导致水质恶化，造成生态资源损失，此人被判承担相关责任。下列叙述正确的有(　ABD　 )
A．鲶鱼同化的能量可用于自身生长、发育和繁殖
B．鲶鱼死亡的原因可能是水体中氧气不足
C．鲶鱼死亡与水质恶化间存在负反馈调节
D．移除死鱼有助于缩短该湖泊恢复原状的时间
解析：鲶鱼同化的能量包括呼吸消耗和用于自身生长、发育、繁殖的部分，A正确；短期内大量鲶鱼进入导致水中溶解氧被迅速消耗，鲶鱼可能因缺氧而死亡，B正确；鲶鱼死亡导致水质恶化，进一步加剧死亡，属于正反馈调节，C错误；移除死鱼可减少分解者耗氧和污染物积累，加速生态恢复，D正确。
实验15　设计并制作生态瓶，观察其稳定性
实 验 基 础
1．设计、制作生态瓶的要求
设计要求 相关分析
生态瓶必须　透明　 保证有充足的太阳能，且便于观察
生态瓶　封闭　 防止外界生物或非生物因素的干扰
生态瓶中必须包括生态系统的　各种成分　，且投放的几种生物必须具有很强的生活力，必须有足够的分解者 保证生态瓶中能够进行　物质循环和能量流动　，且在一定时期内保持稳定
生物之间要有合适的　营养　结构，生物的数量不宜过多，个体不宜太大。要考虑各组分及营养级之间的　合适比例　 减少对氧气的消耗，防止生产量小于消耗量
生态瓶宜小不宜大，瓶中的水量应适宜，要留出一定的　空间　 便于操作；保证瓶内储备一定的空气
采光应用较强的　散射　光 防止水温过高导致水生植物死亡
2．观察分析
(1)定期观察稳定性，可通过观察动植物的　生活情况　、　水质变化　、基质变化等判断生态系统的稳定性。做好记录。
(2)由于生态瓶中的生态系统极为简单，　自我调节　能力极差，所以抵抗力稳定性极低，生态系统的稳定性极易被破坏。因此，生态瓶内的生物只能保持一定时间的活性。
思辨小练
判断下列说法的正误：
(1)应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方，以保证获得足够的能量。(　×　)
(2)封闭的生态缸能够实现物质和能量的自给自足。(　×　)
(3)生态缸中的沙土需要进行灭菌处理。(　×　)
题 组 运 用
1．(2025·扬州中学改编)设计制作生态缸以观察人工生态系统的稳定性。下列相关叙述错误的是(　C　)
A．人工生态缸具有能量流动、物质循环和信息传递的功能
B．可对生态缸进行密封，防止外界环境与缸内发生物质交换
C．应定时向生态缸内通气，以保证生物的有氧呼吸
D．制作生态缸时，要考虑生态系统内组分及营养级之间的比例
解析：制作的生态缸应密闭(不通气)，防止外界环境与缸内发生物质交换。
2．生态缸是在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统的基本成分进行组织，而构建的人工微生态系统。生态缸既可以是封闭的，也可以是开放的。下列叙述正确的是(　D　)
A．生态缸中所有的动植物和微生物构成一个微生态系统
B．生态缸中生物种类越多、结构越复杂，其恢复力稳定性越高
C．外部环境对封闭型生态缸的生态平衡和稳定性没有影响
D．用散射光照射开放型生态缸，其中生物的存活时间更长久
解析：生态系统是指在一定地域内，生物与环境所形成的统一整体，生态缸中所有的动植物和微生物不能构成一个生态系统，A错误；在一定范围内，生态缸中生物种类越多、结构越复杂，其抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低，B错误；外部环境对封闭型生态缸的生态平衡和稳定性有影响，比如光照是维持生态缸稳定性的重要条件，C错误。
一、 单项选择题
1．(2025·梅村中学)关于生态学中的稳定与平衡，下列叙述错误的是(　A　)
A．稳定的种群具有稳定型年龄结构，性别比例为1∶1，种群数量就达到K值
B．演替到稳定阶段的群落具有相对不变的物种组成和结构
C．相对稳定的能量流动、物质循环和信息传递是生态系统平衡的特征
D．资源的消费与更新保持平衡是实现可持续发展的重要标志
解析：K值是在自然环境不受破坏的情况下，在一定环境条件下所能维持的某个种群数量的最大值，此时性别比例不一定为1∶1，A错误。
2．下列关于生态平衡和生态系统稳定性的叙述，正确的是(　B　)
A．达到生态平衡的生态系统中物质输入和输出保持不变
B．生态系统能维持相对稳定是因为其具有自我调节能力
C．北极冻原生态系统结构简单，其恢复力稳定性相对较强
D．热带雨林遭到严重破坏后，恢复到原来状态的时间较短
解析：生态平衡时，物质和能量的输入与输出均衡(而非保持不变)，生态系统的组分等保持相对稳定，这时生态系统的外貌、结构以及动植物组成等都保持相对稳定的状态，A错误；北极冻原生态系统结构简单，恢复力稳定性和抵抗力稳定性都较差，C错误；热带雨林营养结构复杂，恢复力稳定低，遭到严重破坏后，恢复到原来状态的时间较长，D错误。
3．(2025·甘肃卷)凤眼蓝原产于美洲，最初作为观赏花卉引入我国。数十年后，凤眼蓝逃逸到野外，在湖泊、河流蔓延，造成河道堵塞、水生生物死亡，变成外来入侵种。关于此现象，下列叙述错误的是(　B　)
A．外来物种可影响生态系统，但不一定都成为外来入侵种
B．凤眼蓝生物量的快速增长，有利于水生生态系统的稳定
C．凤眼蓝扩散到湖泊、河流，改变了水生生态系统的结构
D．凤眼蓝蔓延侵害土著生物，影响群落内物种的相互关系
解析：外来物种进入新的生态系统后，有的可能被生态系统中的生物和环境所制约，不会大量繁殖破坏生态平衡，所以不一定都成为外来入侵种，A正确；凤眼蓝作为外来入侵种，其生物量快速增长会占据大量空间和资源，导致其他水生生物生存空间和资源减少，造成河道堵塞、水生生物死亡，不利于水生生态系统的稳定，B错误；凤眼蓝扩散到湖泊、河流，大量繁殖改变了原有的生物种类和数量分布，进而改变了水生生态系统的结构，C正确；凤眼蓝蔓延会与土著生物竞争资源等，侵害土著生物，从而影响群落内物种的相互关系，比如种间竞争、捕食等关系，D正确。
4．如图是某河流受到不同程度污染与恢复速率的关系，下列说法正确的是(　C　)
A．一定范围内，污染程度越大，河流的恢复速率越慢，需要的恢复时间越短
B．水体富营养化导致更多生物死亡，这又加重了水体的污染，体现了负反馈调节
C．b点之后造成的污染难以恢复的原因是超过了河流的自我调节能力
D．适量增加该河流各个营养级的生物种类能提高其恢复力稳定性
解析：由图可以看出，一定范围内，污染程度越大，河流的恢复速率越慢，需要的恢复时间越长，A错误；水体富营养化导致更多生物死亡，更多生物死亡进一步加重水体污染，属于正反馈调节，B错误；适量增加该河流各个营养级的生物种类，能提高生态系统营养结构的复杂性，进而提高其抵抗力稳定性，而恢复力稳定性降低，D错误。
5．(2025·苏州八校三模)群落间隙动态是指由于自然因素或人为干扰(如风暴、火灾、病虫害、砍伐、放牧等)导致群落局部区域出现断层，群落通过物种的迁入、竞争和演替等逐步恢复的过程，这是生态系统自我修复和维持多样性的重要机制。下列说法正确的是(　A　)
A．啮齿动物挖掘形成的裸地、倒木后形成的林窗与人类采矿区都属于群落断层
B．群落间隙动态属于群落的初生演替，恢复后群落与原来群落的物种组成相同
C．生物与生物、生物与环境之间的相互作用及人类活动是影响群落间隙动态的内因
D．人为干扰群落间隙动态演替不会提高生态系统的稳定性，但可以制造出特殊景观
解析：由于干扰形成的各种断层，其土壤条件基本保留，甚至还会保留植物的种子或其他繁殖体等，属于群落的次生演替，B错误；生物与生物、生物与环境之间的相互作用属于内因，人类活动属于外因，C错误；人为干扰如生态修复可能增加物种丰富度，提高生态系统稳定性，D错误。
6．(2024·重庆卷)为了解动物共存方式，科学家调查M1等西南3个山系肉食动物的捕食偏好，结果如图，推断最合理的是(　C　)
A．棕熊从低营养级中获得能量少，对其所在生态系统的影响较弱
B．M2的豹猫和雪豹均为三级消费者，处于第四营养级
C．3个山系中，M3的肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高
D．大型捕食者偏好捕食小型猎物，大、小型肉食动物通过生态位分离实现共存
解析：棕熊为顶级的大型肉食动物，处于食物链的顶端，对其所在的生态系统的影响较大，A不合理；豹猫和雪豹为肉食动物，可能属于次级消费者、三级消费者等，处于第三、第四营养级等，B不合理；由图可知，3个山系中，M3的肉食动物最多，食物网最复杂，肉食动物丰富度和生态系统的抵抗力稳定性均最高，C合理；肉食动物与其猎物的体重之间存在正相关性，一般来说，大型捕食者偏好捕食大型猎物，D不合理。
7．(2025·扬州期末)下列有关生物学实验操作、材料、条件等方面的叙述，正确的是(　B　)
A．为了较真实地估算培养液中的酵母菌种群密度，计数时应从培养液下层取样
B．制作的生态瓶应放置在温度适宜和光线良好的地方，但要避免阳光直接照射
C．“土壤中小动物类群丰富度的调查”实验利用了小动物趋暗、趋热、趋湿的特点
D．探究土壤微生物在落叶分解中的作用，对照组需要对土壤灭菌以排除土壤微生物作用
解析：为了较真实地估算培养液中的酵母菌种群密度，计数时应将培养液振荡均匀后取样，A错误；制作的生态瓶应放置在温度适宜和光线良好的地方，但要避免阳光直接照射，否则温度太高影响生态瓶中生物的生长，B正确；“土壤中小动物类群丰富度的调查”实验中，利用了土壤小动物趋暗、避热、趋湿的特点，C错误；探究土壤微生物对落叶的分解作用时，实验组将土壤用塑料袋包好，放在60 ℃的恒温箱中灭菌1 h，目的是尽可能排除土壤微生物的作用，对照组土壤不作处理，D错误。
二、 多项选择题
8．下列关于生态平衡及生态系统稳定性的叙述，正确的有(　ABC　 )
A．生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡
B．生态平衡的特征包括：结构平衡、功能平衡和收支平衡三个方面
C．负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节能力的基础
D．一般而言，生态系统中组分越多，食物网越复杂，抵抗力稳定性就越低
解析：一般而言，生态系统中组分越多，食物网越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越高。
9．(2025·南菁中学)生态学研究中有时会采用物种去除实验，该方法从群落中去除一种或几种物种，可用来研究种间关系、物种多样性、某一特定物种与生态系统功能的关系。下列说法错误的有(　AB　)
A．若去除一种生物后，另一种生物也随之消失，说明两种生物是捕食关系
B．在不同的群落中去除同一种生物，生态系统的稳定性会发生相同程度的变化
C．一般来说，营养结构越简单的生态系统，去除某物种后造成的影响越大
D．物种去除实验运用了自变量控制的“减法原理”
解析：若去除一种生物后，另一种生物也随之消失，说明两种生物可能是互利共生关系，也可能是寄生或捕食关系，A错误；同一种生物在不同群落中的作用和地位不同，则在不同的群落中去除同一种生物，生态系统功能会发生不同程度的变化，B错误；一般来说，营养结构越简单的生态系统，去除某一物种后无法由其他物种进行补充，从而对生态系统造成的影响较大，C正确；人为去除物种进行实验运用了自变量控制的“减法原理”，D正确。
10．(2025·镇江监测)图示为某地“耐盐牧草—肉羊—鲜食玉米”循环生态农业模式，下列相关叙述正确的有(　CD　)
A．有机肥为耐盐牧草提供的能量仅少部分流入羊的体内
B．厌氧发酵生产青贮饲料过程中大部分能量转变为热能
C．氨化处理的秸秆提高了其作为饲料的营养价值和适口性
D．需不断向该生态系统投入物质和能量以保证结构的稳定
解析：有机肥为耐盐牧草提供无机盐，不能为牧草提供能量，A错误；厌氧发酵生产青贮饲料过程主要是微生物将秸秆等有机物进行分解转化，在这个过程中，微生物呼吸作用消耗有机物释放能量，大部分能量储存在未彻底氧化的产物中，B错误。
三、 非选择题
11．(2025·四川卷)川西林盘是人与自然和谐共生的典型代表，一般由宅院、林地及外围耕地等组成。林盘的植被丰富，林地中有乔木、灌丛和草本植物，耕地种植有多种农作物。有人在某林盘选取A、B、C三种样地(见下图)，用样方法调查食叶害虫(蚜虫)及其主要天敌(蜘蛛和步甲虫)的种类和数量，结果见下表。请回答下列问题：
样地 蚜虫 蜘蛛 步甲虫
物种数 个体数 物种数 个体数 物种数 个体数
A 3 171 8 36 7 32
B 4 234 13 80 10 39
C 3 243 15 78 12 45
注：表中物种数和个体数为多个样方统计的平均值。
(1)该林盘中，蜘蛛和步甲虫均属于　消费者　(填生
态系统组分)；若它们数量大量减少，　不利于　(填“有利于”“不利于”或“不影响”)能量流向对人类有益的部分。
(2)与样地A相比，样地B中的高大乔木可降低风速，减少土壤侵蚀，能更好地发挥生物多样性的　间接　价值；同时，样地B的植物群落结构更复杂，有利于增强该样地的　抵抗力　稳定性。
(3)研究结果显示，害虫天敌多样性最高的样地为　林—耕交错区(或C)　，该样地能维持更多天敌物种共存的原因是　该地为林耕交错带/兼有林地、耕地生态位，食物资源更丰富/生存空间更大/能为天敌提供更多样化的资源　。
(4)土地利用布局对林盘生态系统稳定性有重要影响。综上分析，以下甲、乙、丙三个林盘布局示意图中，生态系统稳定性从高到低依次为　乙、丙、甲(或乙>丙>甲)　，依据是　甲群落结构最单一，无林耕交错带，所以甲最不稳定；乙、丙稳定性大于甲，乙的林地面积大于丙，乙的稳定性大于丙，综上乙>丙>甲　。
甲　 乙　 丙
解析：(1)一个完整的生态系统组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。该林盘中，蜘蛛和步甲虫以蚜虫为食，蜘蛛和步甲虫均属于消费者；若它们数量大量减少，食叶害虫蚜虫数量增多，不利于能量流向对人类有益的部分。(2)与样地A相比，样地B中的高大乔木可降低风速，减少土壤侵蚀，能更好地发挥生物多样性的间接价值；同时，样地B的植物群落结构更复杂，有利于增强该样地的抵抗力稳定性。(3)研究结果显示，害虫的天敌蜘蛛和步甲虫物种数最多、多样性最高的样地为林—耕交错区，该地兼有林地、耕地的生态位，食物资源更丰富，生存空间更大，能为天敌提供更多样化的资源，能维持更多天敌物种共存。(4)土地利用布局对林盘生态系统稳定性有重要影响。综上分析，甲、乙、丙三个林盘布局示意图中，甲群落结构最单一，无林耕交错带，所以甲最不稳定；乙、丙稳定性大于甲，乙的林地面积大于丙，乙的稳定性大于丙，综上，生态系统稳定性从高到低依次为乙、丙、甲。

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