生态系统的稳定性的概念大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇生态系统的稳定性的概念范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

中图分类号 Q-49 文献标识码 E

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。现在许多教辅资料上还在说生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性是相反的关系，也常见到图1。

笔者认为这种分析是不合适的。虽然在人教版2001年的版本生物第二册书中确实有这样的原话：“对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系。抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性就较低，反之亦然。例如，森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的高，但是，它的恢复力稳定性要比草原生态系统低得多。热带雨林一旦遭到严重破坏（如乱砍滥伐），要想再恢复原状就非常困难了。”但这是以前的观点。

现在再来看这个观点，显然是不准确的。首先人教版2007年的版本生物第三册书中已没有上述一段话，其次在人教版2007年的版本生物必修三教师参考书中还明确指出：

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。”

对比可知，人教版2007年的版本生物第三册的说法显然更科学，也更严谨。而教辅资料上所说生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性是相反的关系，是沿用人教版2001年的版本生物第二册中的说法。虽然实际中也有它适应的情况。这种说法是片面的、是不严谨的。

笔者认为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S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。

人教版2007年的版本生物必修三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一样的；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。

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）在相同时间内偏离正常值较小，即T较小，恢复到原状所需时间较长，即s较长，说明森林生态系统抵抗力稳定性强，恢复力稳定性弱。由此可见在这种情况下，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间存在相反的关系。

篇（2）

1 群落稳定性的基本含义

群落稳定性是和生态系统稳定性一样的，理由是一个群落的种间平衡，只有环境因子也处于某种平衡状态时才能维持。除了群落结构方面的问题外，一些群落的功能特征，应该在演替和生态系统稳定性的概念中加以考虑。有一个主要演替现象是，总生产量对群落呼吸作用的比率。当生态系统成熟时（即处于稳定阶段），总生产量对群落呼吸作用的比率应接近于1，因为在当时的群落达到最合适的生物量，亦即设想为与生境因子处于平衡之中。成熟时这种生物量的保持唯一要求以光合作用产物为形式的能量输入和通过呼吸作用的损耗一样多。这样，群落净生产量（即有机物的增加或产量）在生态系统的稳定阶段会低，而在其发育或演替系列阶段会高。食物链在稳定阶段为特征性的网状，而在早期的演替系列阶段则趋向于线形而简单化。

稳定性是一个动态的概念。把稳定性和定型性相对比，解释定型性为一种静止的概念。事实上，这两种概念是十分密切相关的，定型性的反面是变异或变化，而不是稳定；稳定性的反面是不稳定或易碎性。经过一段时间的定型性，正如经过一段时期的变异一样是个动态概念。稳定性概念的动态方面，在于系统的稳定性必须包括时间上的一定变化的这种思想。于是，群落或生态系统即使它经受节律性的变化也认为是稳定的。稳定性是群落或生态系统组成中的一个方面，一种时间上持续性的尺度。假如从稳定态变过来，而发展起能趋势它回复到原来状态的力量，这系统就是稳定的。

2 群落稳定性和动态平衡的四个阶段

2.1 无相互作用的种平衡

这主要适用于先锋群落，那里侵入某生境的种占据了空的小生境，这样的种类组合被认为是相互作用的。

2.2 起相互作用的种平衡

这适用于由无相互作用的加相互作用的种所组成的群落。这里，相互起作用的种是具有相似的小生境适应性的那些种。这样的种形成了生态种组。

2.3 同型的种平衡

指种间的相互作用造成了长寿的组合的一个阶段。

2.4 演化的种平衡

指群落发展的最后阶段。那时成员种在遗传上变得互相适应，而且对环境也相当适应。

这四个平衡是通过群落发展中相互竞争作用的程度和结构的复杂性来识别的。这种解释也规定了物种形成的演化过程，正如在群落和生态系统的组织内可以见到的那样。

初生演替过程内，平衡或稳定性概念的应用并不新鲜。比如，把一个地区内除气候顶极外所有的群落都认为是初生演替系列阶段。多顶极概念意指这些阶段的续存或永存，强调它们是和环境的某些调查因子相平衡的。

如果从变化的相对速度角度看，群落稳定性概念对变化相当慢的一个阶段赋有一种重要的意义。

对植被生态学家来说，群落稳定性最重要的尺度看来是群落的种类组成和结构。如果群落的种类组成经过几十年仍相对不变，人们就可以说它是稳定群落。这种稳定性概念不如种群生态学所定的概念严格，因为它允许个体的密度有某些变化。当然，群落的主要结构形成的种的数量可以在发展中显出导致不稳定性的变动。

所以，解释群落稳定性也和在生活型组成上的持续性联系起来似乎是有必要的。显然，结构上自然引起的变化（例如从密林到疏林或林地的变化），即使不伴有种类组成上的变化，也应解释为不稳定性。然而，如果这样一种结构变化颠倒过来，如在暴雨后的情况，则结构变化就不能解释为不稳定性，而最好解释为对变化的抗性，即稳定性了。

因此，群落稳定性最好解释为在陆地植物群落中至少经过几十年而续存的动态平衡的一个阶段。它是经过这个时间跨度而相当不变的种类组成和结构来识别的。种类组成和结构这两个参数是可以测定的，而且稳定性可以从群落内的结构分析或种群动态研究来作预言。一个群落内某些组成上的结构的变化是稳定群落中的正常现象。但这种变化的实质必须是能证明为一点点变动或是可逆的变化，而不是渐进的不可逆的变化。

3 总体稳定性空间概念

群落稳定性是由经过一段时期变化的种类和程度来决定的，但它也和群落的地理大小有关。例如，根据一个400平方米的样地看，森林群落可以认为是不稳定的，因为可能有一株大树倒下，造成了空隙而使杂草入侵，这会局部地造成新的种类组成和结构。在一公顷的同一片林内，可能找至好几个这样的空隙，因为占领这些空隙的杂草或其它阳性植物就属于总的种类组成的成员了。

因此，地理范围进入了稳定性的概念。在谈到稳定时，在心目中必须把群落概念专门化。可以预料群系的稳定性不如植被区的稳定性，而群丛的稳定性可设想不如群系的稳定增长性，层片的稳定性又不如群丛的稳定性。在涉及不同大小的生态系统时，必须说局部的或生境的稳定性，水域或景观单位的稳定性，或者是区域性的稳定性。在每种情况下，稳定性关系是十分不同的。

在经过一段时期而没有经历过重大的组成和结构变化的大的自然植被带时，似乎应完全避免顶极群落这个词，而改用如最初在俄罗斯地植物学中所发展起来的地带性、非地带外的或地带内的这些词。这些仅仅有一个地理性的含义，这三个词只和自然植被有关系。地带性植物群落大致相当于一个气候顶极群落，而地带性植物群落相当于主要受极端的土壤条件所控制的土壤顶极群落。泛域的和陷域的两个词在演替概念中没有相应的意义。

地带性这个词适用于高级的植被单位，它反映出和一个大区的现代气候条件的一种十分密切的关系，它是在非极端性质的土壤上，没有明显的人为干扰下发展起来的。例如，以欧洲山毛榉为优势种的中生性阔叶林代表德国西南低地的地带性植被。

地带性森林植被不能在过湿或过干的生境，或者经常受到水淹或养分极端贫乏的生境中建立。像苔草、泥炭藓沼泽森林、岩石植被、冲积带森林或耐酸的栎树林这类非地带性植物群落。这样的群落不仅在一种气候植被带中发展，并且也以极类似的组成出现在其它带内。水生植被特别表现出与成带的气候很少有依存性。

然而，地带性植被与非地带性植被间的界线并不截然明显。例如潮湿的矿质土壤上的森林具有优势的地带性特点，不过它们与邻近带类似生境的森林的相似性，比它们与不大潮湿生境的森林的相似性多少要大些。一般，地带性植被的概念不应用得过窄，这样就不会把这概念和某些亚群丛、变异体、基群丛等同，而和群系、亚群系、群落属、或群丛相等同。

篇（3）

1.生态系统定义：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，最大的生态系统是生物圈(是指地球上的全部生物及其无机环境的总和)。

2.生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构(食物链和食物网)

3.生态系统的成分包括(1)非生物的物质和能量(无机环境);(2)生产者：自养生物，主要是绿色植物;(3)消费者：异养生物，绝大多数动物，(营腐生的动物是分解者);(4)分解者：异养生物，能将动植物尸体或粪便为食的生物(细菌、真菌、腐生生物)。注意：植物并非都是生产者，如菟丝子是寄生植物，它是消费者;动物也并非都是消费者，如蚯蚓是分解者;细菌也并非都是分解者，硝化细菌是生产者，寄生细菌是消费者。

4.食物链中只有生产者和消费者，其起点是生产者植物;第一营养级是生产者;初级消费者是植食性动物。

5.食物网：许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构，就是食物网。

二、生态系统的能量流动

1、定义：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。

a、能量来源：太阳能。输入：通过生产者的光合作用，将光能转化成为化学能。输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能总量。

b、传递途径：沿食物链、食物网，

c、散失：通过呼吸作用以热能形式散失的。

d、过程：能量来源 (上一营养级)，能量去向(呼吸作用、未利用、分解者分解作用、传给下一营养级)。

e、特点：单向流动、逐级递减(能量金字塔中底层为第一营养级，生产者能量最多 )，能量在相邻两个营养级间的传递效率：10%～20%(不可以提高也不可以降低)

2.研究能量流动的意义：

①可以帮助人们科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用

②可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。

三、生态系统的物质循环

1、定义：组成生物体的c、h、o、n、p、s等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程。又称生物地球化学循环。

2、特点：具有全球性、循环性

3、举例：碳循环

①碳在无机环境中的存在形式：co2和碳酸盐

②碳在生物体中的存在形式：有机物 碳在生物之间的传递形式：有机物

③碳在无机环境与生物群落之间循环形式：co2

④碳从无机环境到生物群落的途径主要是光合作用(还有化能合成作用)，从生物群落回到无机环境的途径有呼吸作用、微生物的分解作用、化学燃料的燃烧。

四、生态系统的信息传递

1.信息种类

a.物理信息：通过物理过程传递的信息，如光、声、温度、湿度、磁力等可来源于无机环境，也可来自于生物。

b.化学信息：通过信息素传递的信息，如，植物产生的生物碱、有机酸;动物的性外激素

c.行为信息：通过动物的特殊行为传递信息的，对于同种或异种生物都可以传递。(孔雀开屏、蜜蜂跳舞、求偶炫耀)

2.范围：在种内、种间及生物与无机环境之间

3.信息传递作用：生命活动的正常进行离不开信息作用，生物种群的繁衍也离不开信息传递。信息还能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。

4.应用：a.提高农产品或畜产品的产量。如：模仿动物信息吸引昆虫传粉，光照使鸡多下蛋

b.对有害动物进行控制，生物防治害虫，用不同声音诱捕和驱赶动物

注：物质循环是在无机环境和生物之间，不能在生物与生物间循环。

5.能量流动与物质循环之间的异同

不同点：在物质循环中，物质是被循环利用的;能量在流经各个营养级时，是逐级递减的，而且是单向流动的，而不是循环流动

联系： ①两者同时进行，彼此相互依存，不可分割

②能量的固定、储存、转移、释放，都离不开物质的合成和分解等过程

③物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。

6.生态系统的基本功能：能量流动(生态系统的动力)、物质循环(生态系统的基础)和信息传递(决定能量流动和物质循环的方向和状态)。

五、生态系统的稳定性

1、生态系统稳定性的概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能保持原状的能力，叫做抵抗力稳定性。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，叫做抵抗力稳定性。

2、生态系统具有自我调节能力，而且自我调节能力是有限的。一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低。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。

篇（4）

例1为了合理利用水域资源，某调查小组对一个开放性水库的生态系统进行了初步调查，部分数据如表1所示：

(1)浮游藻类属于该生态系统成分中的――，它处于生态系统营养结构中的――；

(2)浮游藻类数量少，能从一个方面反映水质状况好。调查数据分析表明：该水体具有一定的――能力；

(3)浮游藻类所需的矿质营养可来自细菌、真菌等生物的――，生活在水库淤泥中的细菌代谢类型主要为――；

(4)该水库对游人开放一段时间后，检测发现水体已被氮、磷污染。为确定污染源是否来自游人，应检测―――――处浮游藻类的种类和数量。

分析：本题结合实际问题考查同学们对生态系统的成分及其功能、营养结构的掌握情况。水域生态系统的生产者以浮游植物为主，浮游藻类是该水库生态系统的主要成员；分解者主要由存在于水库淤泥中腐生生活的细菌和真菌组成，它们在缺氧的环境中生活，通过厌氧发酵分解有机物，其中一些有机分解会产生N、P等矿质营养。自然界的任何一个生态系统在受到轻度的污染或破坏后都会通过自身的物理、化学和生物的调节作用，维持其结构和功能的相对稳定，即生态系统都具有一定的自动调节能力。

答案：(1)生产者第一营养级(2)自动调节(或自净化)(3)分解作用异养厌氧型(4)入水口

例2　表2是对某水生生态系统营养级和能量流动情况的调查结果，表中A、B、C、D分别表示不同的营养级，E为分解者。Pg表示生物同化作用所固定能量的总量，Pn表示生物体所贮存的能量，R表示生物呼吸所消耗的能量。[单位：102kJ/(m3年)]

试分析回答：

(1)能量流动是从A、B、C、D中的哪个营养级开始的?为什么?

(2)该生态系统中能量从第三营养级传递到第四营养级的效率是多少?

(3)从能量的输入和输出角度看，该生态系统的总能量是否增加?为什么?

分析：本题主要考查同学们从图表中提取信息、处理数据以及解决问题的能力。生态系统的能量流动是从生产者固定太阳能开始的，生产者所固定太阳能的总量是流经该生态系统的总能量。生物同化作用所固定的总能量为pg，其中一部分通过呼吸作用而消耗掉(R)，剩下的部分就以有机物的形式贮存在生物体中(Pn)。故三者的关系是：pg=Pn+R，同时能量传递必然逐级递减。能量传递效率是指某一营养级同化的能量与上一营养级同化的能量的比率。判断该生态系统的总能量是否增加，可以通过比较总输入和总消耗得出结论。

答案：(1)B。B营养级所含能量最多，是生产者。(2)5.7％。(3)增加。因为该生态系统输入的总能量大于所有生物消耗能量之和，即pg(生产者的)>R(所有生物的呼吸消耗)。

例3　为观察生态系统的稳定性，设计四个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件如表3所示。经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。请回答以下问题：

(1)乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为――，原因是――――。

(2)丙瓶与甲瓶相比，有较多的有机物，其原因是――――。

(3)丁瓶与甲瓶相比，氧气含量――，原因是――――。

篇（5）

作为生态安全系统的重要组成部分，土壤生态系统在微生物作用下充分发挥自身的生态功能。尤其在环境问题比较突出的背景下，生态系统稳定性很大程度上由微生物胁迫能力进行反映。因此通过通过生态系统稳定性受土壤微生物影响分析、环境胁迫影响以及土壤微生物对环境胁迫响应的关系研究响应机制具有十分重要的意义。

一、土壤生态系统稳定性受土壤微生物影响分析

在分析土壤生态系统稳定性受土壤微生物影响过程中，首先需提及微生物的多样性特征。根据以往学者分析，认为系统中的能量在发生流动或物质进行循环的过程中，微生物发挥着不可替代的作用，能够对生态系统功能进行维持。但从方法学角度，微生物影响机制受其自身多样性特点影响仍有待于明确。对此在长期研究与实践中对其多样性生命层次进行总结，具体氛围群落内生物多样性、群落之间的多样性以及不同区域所表现的多样性特点。而研究中的土壤生态系统稳定性主要指在外界环境干扰下系统能够从结构、功能等各方面保持稳定性且具有一定的恢复能力与抵抗能力。以往在土壤真菌多样性试验过程中可发现系统的稳定程度会随多样性的丰富程度逐渐升高。再如Wittebolle所研究的系统稳定性受反硝化细菌群落的影响，发现微生物均匀程度以及物种的丰富度也会产生重要的作用。

二、土壤生态系统稳定性受环境胁迫的影响分析

（一）环境胁迫中土壤微生物响应分析

对环境胁迫的概念可理解为生物体生存过程中环境所带来的压力，或生态系统在环境影响下的发展受到一定的约束，通常表现为UV-B辐射、盐碱胁迫、干旱胁迫以及冷害胁迫等。从土壤生态系统角度，其环境胁迫主要来源于土壤污染，特别在重金属污染方面，对微生物群落结构与微生物数量等造成严重影响，不利于土壤生态系统功能的发挥。也因如此，许多学者对重金属影响进行一系列分析，如针对氮循环微生物，可将土壤添加其中并培养一段时间，其中土壤在汞浓度梯度方面不同。通过试验发现硝化潜势随汞浓度的提高而逐渐减弱，证明贡胁迫下这种微生物在功能上能够自行恢复。另外，生态系统稳定性的反应也可通过微生物对一次干扰响应与二次干扰响应表现的不同特征进行反映。根据试验可发现一次胁迫与二次胁迫在因子上具有极高的相似程度，能够形成协同耐受性。而二者关系在一定条件下又表现出很大的差异，其原因在于响应上的不同。若对环境胁迫响应的类群消失后，便会出现新的类群，这些类群所表现的特征很容易对胁迫产生耐受性。

（二）以定量描述的方式分析

由前文可知，土壤微生物对其生态系统稳定性能够产生很大的影响，这就要求利用定量的方式对环境扰动与系统稳定性间的关系进行描述。其中生态系统的恢复能力与抵抗能力计算中可利用样品在环境扰动前后所表现的不同进行比较，并利用相应的计算公式如土壤间差异、土壤在扰动下的变化以及综合计算方式等。通过这种定量描述方式，微生物多样性与土壤生态系统稳定性间存在的数量关系能够得到正确的分析与判断。

三、土壤微生物对环境胁迫响应机制分析

（一）从抗性基因与微生物水平转移角度

从前文中重金属对土壤微生物的影响可分析，其恢复能力与抵抗能力的产生主要受四方面因素影响，即：第一，原有敏感性物种逐渐被耐受性物种所取代。第二，重金属中具有抗性特征的基因会发生水平转移。第三，抗性物种很可能受遗传变异的影响而出现。第四，重金属生物有效性的逐渐降低。通过一定的试验研究便可推出土壤微生物群落多样性与其自身结构很容易受抗性基因与微生物的水平转移而影响，这样环境胁迫下的微生物群落在恢复能力以及抵抗能力等方面将逐渐提高。

（二）从功能冗余角度

功能冗余常发生在土壤微生物群落中，其具体指为物种的生态功能在一定条件下可能发生重叠情况，在一类群消失后，生态系统功能会在新类群作用下仍能够保持正常状态。很多情况下，受环境扰动影响，微生物群落结构很可能发生改变，这时功能冗余的作用将充分发挥出来以确保群落的正常功能得以维持。因此有试验研究表明，尽管环境胁迫影响下微生物群落可能无法以较快的速度向其初始状态进行恢复，但生态系统不会受其变化影响。其原因在于新微生物群落与原有微生物群落存在重叠的功能冗余单元，而且群落整体水平不会受群落内部功能单元的不同受到影响，这样对土壤生态系统稳定性不会造成影响。

四、结论

在分析环境胁迫下土壤微生物的响应机制过程中，应注意结合土壤生态系统稳定性受土壤微生物影响、土壤生态系统稳定性受环境胁迫的影响分析，从而确定土壤微生物对环境胁迫响应机制。除文中所分析的响应机制外，也存在其他机制如生物细胞在环境胁迫下发生的变化等。因此实际研究过程中对响应机制的分析应不断完善，确保其能够为土壤污染修复工作提供参考依据。

参考文献：

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题型一：未知能量的具体传递效率，求某营养级能量的最值

例1.在“藻类 甲虫 虾 小鱼 大鱼”这条食物链中：

（1）若有藻类植物G克，大鱼最多能增重多少克？

（2）若小鱼要增重N克，最少需要甲虫多少克？

【思路点拨】能量沿食物链传递过程中，相邻两个营养级之间的传递效率为10%～20%。当食物链中低营养级生物有物质G克时，传递到某一高营养级，生物可获得的最多量可用（20%）nG(即1/5nG)来计算；而获得的最少量可用（10%）nG（即1/10nG）来计算。（n为食物链中相应营养级总数减1或为箭头数。）

（1）从藻类到大鱼共有5个营养级，则大鱼最多能增重（1/54）G。

（2）从甲虫到小鱼共有3个营养级，现要小鱼增重N克，至少需要甲虫的量，采用逆推法，即52N克。

【答案】（1）（1/625）G克 （2）25N克

【方法提炼】未知具体传递效率，且为一条食物链时，可按10%～20%的传递效率计算。设食物链为A B C D，分情况讨论如下表：

题型二：已知营养级间的具体传递效率，求某营养级的能量

例2.下图为某生态系统中能量传递示意图，请回答：

(1)输入此生态系统的总能量是____________kJ。

（1）输入此生态系统的总能量是__________kj。

（2）从A到B，从B到C的能量传递效率分别为 和__________。

（3）欲使C增加3kg，需A__________克。

【思路点拨】流经生态系统的总能量应该是该生态系统的生产者所固定的太阳能总量，题中A是生产者，其固定的总能量为：175kJ+200kJ+875kJ=1250kJ。这部分能量的流向有三：一是生产者本身呼吸作用消耗；二是流向分解者；三是被下一个营养级所同化。能量沿食物链的传递效率10%~20%是一个平均值，在不同的食物链和在同一条食物链的不同营养级之间的具体传递效率不一定相同，要用具体的数值来具体的计算。

本题中能量从A传到B的传递效率为： 200/（175+200+875）×100% = 16%，从B传到C的传递效率为：30/200×100% = 15%。在计算C增加3kg需要消耗A的量时应按实际的传递效率计算，即：3kg÷15%÷16% = 125kg。

【答案】（1）1250 （2）16% 15% （3）125

【方法提炼】（1）相邻两个营养级之间的能量传递效率为：本营养级所同化的能量/上一营养级所同化的能量×100%；(2)具体问题要具体分析，不能一味认为传递效率为10%～20%。

题型三： 已知各营养级供能比例，求某营养级的能量

例3.若一个人的食物二分之一来自植物，四分之一来自小型肉食动物，四分之一来自牛羊肉，则人增重1kg时最多消耗植物___________kg。

【思路点拨】先根据题目要求画出食物网（如右图），其次据题目要求“最多消耗植物”，故按照最低传递效率10%计算，人的增重从不同途径获得能量的比例也已明确告诉。则解题图解如下：

【答案】280克

【方法提炼】解答此类题目时，首先要根据题干要求画出食物网图；第二要搞清各条食物链的具体供能比例，并将各比例分别落实到每条食物链上；第三要确定传递效率是10%还是20%，仍然要考虑“至多”与“至少”的问题；第四必要时采用逆推法更简捷。

题型四：未知各营养级供能比例，求某营养级获能的最值

例4. 下图食物网中，若人的体重增加1kg，最少消耗水藻_________kg；最多消耗水藻__________kg。

【思路点拨】此题没有告诉低营养级生物向高营养级生物能量传递的固定分配量，所以解题方法与上题稍有不同。求最少消耗水藻时，就要选最短的食物链，即水藻小鱼人，传递效率按最大20%计算，设最少消耗为X，则X×20%×20%＝1，所以X＝1÷20%÷20%＝25kg；求最多消耗时，就要选择最长的食物链，水藻水蚤虾小鱼大鱼人，传递效率按最小10%计算，设最多消耗Y，则Y×10%×10%×10%×10%×10%＝1，所以Y＝1÷10%÷10%÷10%÷10%÷10%＝100000kg。

【答案】25；100000

【方法提炼】在食物链中，已知高营养级生物的增重，求低营养级生物的物质重量时，应该用除法计算（又称食量放大法）。在不知能量传递效率时，要求某营养级的最值，更要弄清楚具体的食物链。如高营养级生物要增重N g，至少需要低营养级生物的物质重量应按最大传递率来计算，即N÷（20%）n＝5nN；而最多需要低营养级生物的物质重量应按最小传递率来计算，即N÷（10%）n＝10nN。

题型五：能量流动与生态系统的稳定性

例5：某生态系统中初级消费者和次级消费者的总能量分别是W1和W2，当下列哪种情况发生时，最有可能使生态系统的稳定性遭到破坏？（ ）

A.W1>10W2 B.W1>5W2 C.W1

【思路点拨】一般情况下，生态系统的能量在两个相邻营养级之间传递效率大约是10%-20%。小于或等于20%则不会导致其稳定性的破坏，而大于20%则有可能引起某些营养级生物量的大起大落或生态环境的改变，导致生态系统抵抗力稳定性被破坏。纵观本题的四个选项，A选项反映的能量传递效率小于10%，B选项反映的能量传递效率小于20%，C选项反映的能量传递效率大于10%（但不一定大于20%），只有D选项反映的能量传递效率大于20%。

【答案】 D

篇（7）

一、引言

如何使农业发展进入一个良性循环的轨道，对其稳定可持续发展进行定量评价一直是农业生态系统研究的前沿和热点问题之一。稳定性是农业长期发展和演替而达到一个相对平衡的结果。在农业这个系统中，由于人类管理和其他社会经济活动的干预，系统变得复杂起来，影响其稳定性的因素也变得更加错综复杂，探究其成因至关重要。从系统本身的特性来看，人类需要建立一个长期稳定的最大化生产力生态系统（曹文志，1998）。所以，建立一个可持续发展的农业，实质是建立一个生产力较高、长期处于相对稳定的农业生态系统。

本文从发展动态的角度出发，以可持续发展理论作为实证的理论指导，对新疆绿洲农业发展的稳定性进行了评价，进而结合实证分析结果提出一些对策建议。

二、指标体系的建立

本文借鉴评价指标体系的前提下，紧密结合新疆绿洲农业发展的实际特点，从经济、社会、生态三个方面考虑，建立了绿洲农业发展稳定性评价指标体系。其指标如下：1.反映经济系统的指标：人均农业GDPX1，农业劳动生产率（X2），土地生产率（X3），林草业与农业比率（X4），耕地平均农业机械总动力（X5），人均财政收入（X6），支农支出占财政支出比重（X7）；2.反映社会系统的指标：人口密度（X8），人口自然增长率（X9），社会公平度（X10），农村居民人均纯收入（X11），每万人农业劳动力拥有的农业科技人员（X12），农民恩格尔系数（X13），高等学校学校在校学生人数（X14），垦殖指数（X15）；3.反映生态系统指标：农业抗灾指数（X16），灌溉有效率（X17），人均水资源量（X18），森林覆盖率（X19），化肥使用强度（X20），盐渍化程度（X21），农民人均耕地面积（X22），当年的造林面积（X23），干燥度（X24）。

三、新疆绿洲农业发展稳定性评价实证分析

（一）方法和模型的选择

文中采用了模糊数学评价法。其基本思想：1.首先确定模糊子集合，即一个模糊性概念就是一个模糊子集，如U={极差、差、中等、好、很好}是一个模糊集合，其子集（模糊性概念）称为模糊子集合，模糊子集取值自0至1中间任一数值（包括两端的0与1），分别对应极差、差、中等、好、很好。2.隶属度，描述元素属于这个模糊性概念的程度。完全符合该模糊性函数是隶属度为1，不完全符对合时隶属度为0，介于二者之间取0到1的中间值。3.确定隶属函数。运用模糊数学方法时，最为关键的一步就是隶属函数的确定，隶属函数确定的好坏直接关系着评价结果的正确性。

本文将根据专家经验法，即专家根据实际经验给出的相应权数数值来确定隶属函数。 我们在大多数情况下，首先大致确定粗略的隶属函数，然后归纳结果反馈给专家，再次给出他们自己的意见，反复多次后，使得隶属函数逐步修改和完善。

（二）基于AHP层次分析法确定各指标权重

层次分析法（AHP）的基本思想是把研究的对象看成一个系统，对系统内多个指标进行分析，弄清各个指标在系统中的地位和相互关系，给出各指标有关联的有序层次，然后由专家对每个层次的各指标进行客观比较，定量地给出每个指标的相对重要性，并计算出每一层次所有指标的相对权重。

根据新疆绿洲农业的基本特征，在参考了大量关于绿洲农业的文献资料，结合新疆的特点之后，本文运用层次分析法求出了指标层的权重并进行了一致性检验。检验结果看出，评价体系总体上具有较好的一致性，且全面地包括绿洲农业稳定性的指标，保持了指标的相对独立和完整性。可见，利用该指标体系来衡量新疆绿洲农业发展稳定性是可行的。

（三）隶属函数的确定

文中选取1985-2008年作为评价新疆绿洲农业发展稳定性的时间段，根据模糊数学的理论，将选取的评价指标和绿洲农业发展稳定的关系分为直线型函数、对数型函数、指数型函数、戒上型函数、戒下型函数和峰值型函数6种类型的隶属函数。对于这6种类型我们采用特尔斐法对各个指标的实际值给出相应的一组隶属度，此隶属度由专家给出，然后根据这两组数据来拟合隶属函数。根据新疆绿洲农业实际情况和对绿洲农业稳定性的影响，确定各指标的函数类型。

（四）新疆绿洲农业发展稳定总体评价结果

我们使用加权线性方法来完成各个指标的合成，根据本文的数据，将构成24×24矩阵，经过隶属函数变换后得到隶属度，矩阵的行列数不变，因此绿洲农业系统发展稳定性评价结果用Aj表示，其模型为：。

其中Aj为第j年绿洲农业发展稳定性总得分，Dij为第 j年第i个指标经过隶属函数变换后所对应的隶属度，即单个指标因子对农业发展稳定性的贡献，Wi 为第i指标的权重。

由SAS9.1软件进行矩阵运算，新疆绿洲农业1985-2008年发展稳定性总得分见表1。

绿洲农业发展稳定性的评价结果主要根据文中选取指标的数据来确定。为了判断绿洲农业发展稳定性的程度，本文参考了界定可持续发展状态的标准，在此基础上，绿洲农业发展稳定性的标准见表2。

表2绿洲农业发展稳定性具体标准度量

从表2可以看出，近20几年来，新疆绿洲农业发展稳定性结果在0.3092—0.5464之间。稳定性处于较差的年份是1985年、1986年、1987年、1988年、1989年、1990年、1991年、1992年、1993年和1997年。处于中等偏下的年份是1998年、1999年、2000年、2001年、2002年、2003年和2006年，处于中等偏上的年份是2004年、2005年、2007年和2008年，由此说明，新疆绿洲农业总体的发展稳定性趋势是由较差程度逐步向着好的方向变化。 2008年农业发展稳定达到0.5464，处于中等偏上的程度，其评价结果较为准确地反映了新疆绿洲农业在时间尺度上发展稳定性的状况。为此，我们可以得出新疆绿洲农业在上世纪80年代到90年代中期是稳定较弱的阶段，农业发展能力有所欠缺；90年代中期到现今，农业是处于一个中等发展稳定阶段，其稳定性程度有待提高，农业发展能力需要进一步提高。

四、政策建议

（一）转变思想，加强可持续发展意识

传统农业一般表现为自给自足的特点，具有一定的封闭性，不利于区域农业之间资源的合理配置。为此，各级政府需要培养和树立协调发展的新观念，合理调节人口、资源、环境与经济、社会之间的协调度。这对于地处干旱区的新疆绿洲农业的稳定发展显得至关重要。

（二）调整农业结构，加快推进农业产业化

要有效推动结构升级，除继续发展种植业外，还应大力发展畜牧业和特色林果业。把畜牧业作为重中之重，使其成为新疆农业经济的一个增长点。林果业方面要借助独特的资源优势，大力发展质量优异、特色鲜明、市场需求大的名牌产品。在此基础上形成一条良性循环的产业链条，进一步拓展农产品加工层次和深度，使农产品加工业逐步成为农村经济发展的主导产业，改善农村经济的区域差异。

（三）合理利用水资源，发展节水农业

在地下水越来越深的严峻现实面前，合理利用水资源和节水技术显得尤其重要。自治区政府和各级政府要制定节水灌溉的整体规划，新疆的南疆地区水资源极缺，从全局出发，合理规划耕地面积和耗水作物的规模，划定出节水灌溉的重点区域，并在此基础上大力推广先进的节水技术。

（四）防沙化、盐碱化，优化土壤质量

合理规划绿洲的土地开垦规模，有步骤地做好天然林保护和耕地治理工程，做好土壤培肥养地，有条件的全部使用生物肥，采取增施有机肥、秸秆还田、翻压绿肥等措施，改善土壤的可耕性。

（五）大力发展农村教育，特别是南疆农村教育

少数民族地区要确保九年义务教育的普及，要适当增加落后地区的教育投入，拨专款用于基础设施建设，改善教学条件和提高教师待遇。同时，还要结合当地实际采取多种形式、多种途径发展农村职业教育。

参考文献

[1]丁建丽.干旱区绿洲稳定性评价体系构建及应用分析[J].干旱区资源与环境， 2008(2).

[2]温晓南.半干旱区地区农业可持续发展的制约因素与对策[J].经济纵横，2008(5).

[3]袁榴艳等.新疆绿洲可持续发展评估研究[J].西北农林科技大学学报，2004(6).

篇（8）

0.引言

在公路建设中，如何尽最大可能减小对周边环境的破坏，是道路建设与生态环境保护协调发展，并实现其景观效果，是当今道路建设面临的新课题。而景观生态学理论与方法给我们提供了一种积极解决这个问题的有效工具，将景观生态学理念中关于廊道――斑块――基底理论、干扰理论以及景观异质理论等与公路建设进行很好地融合，对公路规划和设计进行有针对性的研究，从而更好地知道公路建设走向生态化，这也是建设可持续发展的生态公路的关键所在。

1.环境保护设计要点及原则

下文中公路建设中生态环境保护的设计原则，主要有节约用地的原则；原有生态系统连续性的原则；路域生态系统稳定性的原则；保护自然植被的原则和生态环境恢复的原则。并包含了遵循这5项原则的基本方法和要求。

1.1节约用地的原则

随着公路里程的增加，导致大片的土地丧失农业生产能力，并且优质耕地每年减少3.6×109m2。因此，保护土地资源，严格控制公路建设用地已迫在眉睫，尽量满足以下要求。

（1）合理布设路网，避免重复设线；（2）合理选用公路建设标准；（3）适当降低路基高度，减少两侧边坡占地及填挖方取土占地；（4）充分利用粉煤灰等工业废渣作筑路材料，减少公路取土占地；（5）取土坑的及时恢复利用；（6）公路临时用地的恢复利用。

1.2原有生态系统连续性的原则

生态系统是指在一定时间和一定范围内，由生物成分和非生物成分组成的有一定大小、执行着一定功能，并能自我维持的功能整体。各环境因素相互沟通、相互依存、相互影响和制约，因而要采取相应的保护措施。

（1）公路中心线距省级以上自然保护区边缘不宜小于100m；

（2）当公路侵入自然保护区时，应严格控制林木的砍伐数量，严禁砍伐公路用地之外不影响视线的树木；

（3）公路侵入湿地时，路线宜布设于湿地边缘或者采用高架桥、间续修桥等方案；

（4）在有国家保护的野生动物出没路段，应设置预告、禁止鸣笛等标志，且需要结合立体工程设置兽道；

（5）路面径流不得直接排人饮用水体和养殖水体。当路基边缘距饮用水体小于100m，距养殖水体小于20m时，应采取绿化或者其它隔离防护措施；

（6）施工期应注意保护自然水流形态，施工结束后必须清理河道中的工程废弃物。

1.3路域生态系统稳定性的原则

当公路建成以后，随着绿化和生态恢复为主的环保工程的实施，出现了一个新的生态系统。它的范围是公路用地界之内，宽约40～70 m，长几十到几百公里的地带。路域生态系统是一典型的人工生态系统。该系统的稳定主要受人为因素的影响。要保证路域生态系统的稳定，首先使路域生态系统与周边系统融合，满足尽可能选用乡土物种、淡化界域概念、维护物种多样性等措施。

1.4保护自然植被的原则

生态系统中自然植被不仅是能量的第一固定者，而且可以调节系统内的环境要素。因此保护公路沿线的自然植被以求生态系统稳态发展。可以采取林地补偿、加强施工管理减少植被破坏以及禁止在林区采石、采砂和采土等措施。

1.5生态环境恢复的原则

公路建成以后，需要将被恶化的生态系统恢复到原来的自然平衡状态。而建设行业引起的环境变化，往往使其完全恢复不切实际，这时需要建立新的群落，达到新的生态平衡。为尽快达到顶极群落，需要人们定向的设计，特别是绿化设计。主要针对公路用地范围内的绿化、水土流失的防治以及沿线环境的整治。

2.景观总体设计要点及原则

观念是人类支配行为的主观意识，是自身知觉、意识、思想、理智的体现。人类的行为均受行为执行者的观念支配，观念正确与否直接影响到行为的结果。公路景观设计作为一种设计行为也是在设计者观念的支配下进行的。以下是基于公路景观设计观念进行论述，阐述公路景观的设计要点及原则。

2.1系统观

系统是指由相互联系、相互作用的若干要素构成的具有结构和特定功能的有机整体，具有整体性、结构性、层次性、开放性。其最基本的特征是整体性。

公路本身构成一个系统，但其整体也作为要素构成更高层次的系统，公路上一级系统是与路域环境中各因素构成的系统。基于系统观，可以引申出公路景观的协调性原则、地域性原则、最少设计原则、整体性原则、前瞻性原则。

2.2生态观

生态平衡是动态的平衡，一旦受到自然和人为因素的干扰，超过了生态系统自我调节能力而不能恢复到原来比较稳定的状态时，生态系统的结构和功能就会遭到破坏，物质和能量输出输入就不能平衡，就会造成系统成分缺损，结构变化，能量流动受阻，物质循环中断，生态失调，严重时还会造成生态灾难。

公路建设对环境的影响主要包括对生态系统的影响、对生物因子的影响、对物理因子的影响三个方面。

2.3人本观

人本思想是相对于物本思想而提出来的。以往的过分关注道路本身，为景观而景观的思想不但不符合系统观和生态观，也不符合人本观。以人为本并非以人为尊，人本观的初衷即为人类创造良好的生存条件和发展环境。

人本观在公路设计中主要是对人的心理需求的尊重，体现在宽容设计和交通安全设计中。

基于人本观，体现出公路景观的功能原则、宽容设计原则、动态原则。

3.结束语

公路建设对环境的影响是多方面的。随着人们的环保意识和参与感的日益增强，将会有更多更有效的新思路新技术应用到公路的环境保护和景观总体设计中来，也只有那样，才能保证公路建设的经济效益、社会效益与环境效益统一及可持续发展。

参考文献：

[1] 陈爱侠，冀德学，邓顺熙. 公路建设中生态环境保护的设计原则与要求. 西安公路交通大学学报， 1999.7

篇（9）

景观是高于生态系统的自然系统,载体是一个空间异质性的区域。景观在结构与功能、生物多样性、物种流动、养分再分布、能量流动、景观变化、景观稳定性等方面具有较为特殊的规律。20世纪末,生态学广泛吸收地理学、生物学、信息学,测绘学、应用数学、系统生态学等理论,引入了景观的概念。景观生态学特别强调空间异质性,层次性结构和尺度在研究生态学格局和过程中的重要性。异质性是研究的基本出发点,也是其方法论的基点和核心。异质性是指在一个区域里(景观或生态系统)对一个种、或者更高级的生物组织的存在起决定作用的资源(或某种性状)在空间或时间上的变异程度(或强度)。异质性是景观的抗干扰能力的体现。景现有三个重要元素――拼块、廊道和模地。拼块是一个外观上与周围环境明显不同的非线性区域,其大小,形状、类型、边缘与相邻的拼块有很大的差别。廊道和模地是拼块的特殊类型,因为形状、面积、连通程度的特点而具有特殊的作用。廊道是指两拼块间狭长地带,呈带状,是生态系统中物质流、能量流和物种流的重要通道,如公路上预留的生物通道是廊道,河流是水生生物的廊道等。模地是景观内具有背景地域特性的拼块,在很大程度上对景观的性质、动态起着主导作用。这就是沙漠、森林、海洋在气候等特性上为什么如此不同的主要原因之一。模地有三个特性,即相对面积大、连通程度高和具有动态控制作用。相对面积是表现模地的重要参数。一般来说,一种景观元素覆盖了景观50%以上面积,就可以认为它是模地。如在流波电站评价范围内,林地相对面积为80%左右,显然林地是模地如果各景观元素的相对面积均不超过50%,则要由其它特性来决定模地。连通性是某些景观模地判别的重要元素,如树篱景观,树篱网一般只占景观总面积的10%以下,但由于其包围了田野,构成了单一的连续地域,高度连通性使其具有隔离其它元素的物理屏障功能、运输特性的廊道功能并包围其它元素使其形成孤立的生物“岛屿”。动态控制功能可以简单理解为模地是景观的动力源泉,控制了景观的发展方向,如树篱网由先锋种(如樱桃)及后来种(如栎树)混合构成,其种子被风吹落到附近的田野中,鸟和动物在吃果子的同时将种子带到景观的各个地域,因此树篱起了一个物种源的作用,把景观引向某种稳定状态或发生其它变化。

评价流波水电站工程对生态环境的影响,主要评价兴建工程前后,景观的生态完整性是否受到较大影响。主要指标可以概括为生物群落(生物量、物种多样性、异质性程度、珍稀濒危物种是否锐减或减少)、区域环境(绿地减少,连通程度变差),水和土地(发生荒漠化或土壤理化性质改变)。对如此多的指标进行定量或半定量分析计算是非常复杂的工作,大部分指标需要大量人力物力进行专门研究才能确定,而现阶段我国生态学基础研究方面缺少支持评价工作的基本研究成果,评价单位完全将这些指标定量几乎是不可能的。

通过工程前后自然体系生产力和稳定性分析,综合判断工程对景观生态完整性的影响,是流波水电站工程生态环境影响评价的主要思路。生产力计算以世界范围内相同地块平均净生产力为依据。对计算结果的分析,采用奥德姆4级分类法――将生产力分为最低、较低、较高和最高4个等级,各等级之间的阈值182.5、1095和3650单位,计算项目前后评价范围内自然体系生产力,判断生产力是否因项目建设而降低到低一级别的生态系统。生态体系的稳定状况包括两个特征,即恢复和阻抗。恢复稳定性与高亚稳定元素(如植被)的数量和生产能力较为密切,阻抗稳定性与景观异质性关系紧密。流渡水电站工程所在地域内景观稳定,陛是通过对景观三个重要元素一拼块、廊道和模地的分析计算,确定模地,并从模地入手进行分析。根据模地的三个特性,采用传统生态学中计算植被重要值的方法(优势度值)来判别景观模地,方法是计算各拼块的优势度值,优势度值最大的拼块就是模地。

二、流波水电站实倒

流波电站生态环境现状分析中对主要生态因子,如气候、土壤,植被等进行调查和分析。植被类型调查是现状调查的重点,是评价的基础。评价中采用样方调查法获得评价区植被信息。在现状调查和工程分析基础上分析流波水电站工程前后景观生态完整性,主要内容包括模地判别、生产力计算、稳定性分析。

模地判别判定模地采用传统生态学中优势度值判别法。首先对景观中各拼块、样方数目及面积进行量算,分别计算出密度、频率和景观比例。流波水电站工程评价范围内各拼块优势度值计算结果如表l所列。

评价范围内用地类型可大致分为河潍裸地、水域、园地、农耕地、疏林灌丛、竹林及落林阔叶林等类型,每种地块具有不同的生产力,评价中采用了世界范围内相同地类平均生产力作为计算依据。流波水电站工程评价范围内自然体系现状生产力为1 313 g/m 2・a,工程建成后生产力为1276 g/m 2・a,根据奥德姆分类,项目前后生产力水平均处于较高水平(1095-3650 g/m 2・a),流渡电站所在地域自然体系生产力并未因本工程建设而降低到低一级别的生态系统。

篇（10）

景观（landscape）一词，在不同的学科范围内有着不同的定义。地理学家把景观作为一个科学名词，定义为一种地表景象或综合自然地理区，或为一种类型单位的通称，如城市景观、森林景观等；艺术界和设计师把景观作为表现与再现的对象，类似于风景；生态学家把景观定义为生态系统或生态系统的系统。

随着人类社会的快速发展，生态环境日益恶化，人们开始重建对自然界的新观念和价值理想，并倚重生态科学来使人与自然回归和谐。作为景观规划设计的一个重要内容，如何将景观生态学及景观美学的理论运用于实践，使规划更趋于合理，以求得人类与自然的长期和谐共存，是景观设计师们迫切需要解决的问题。异质性是景观生态学的重点内容之一，是景观稳定的源泉，也是提高景观美感的重要途径。

一、景观异质性的概念与产生机理

景观异质性是指在一个区域里（景观或生态系统）对一个生物种类或更高级的生物组织的存在起决定作用的资源或某种性状在空间或时间上的变异程度或强度。其理论内涵是景观组分或要素如基质﹑廊道﹑动物﹑植物﹑生物量﹑热能﹑水分﹑空间矿质养分等在空间中的不均匀分布。当代人类活动对生态环境的影响日益扩大，对于某些地区景观的变化更是起到了控制性的作用，对生物多样性产生了很大的影响，现在景观规划设计在生物多样性保护中的意义已引起生物学家的高度重视，用Wilson的话说：“作为一个发展中的专业，景观设计(LandscapeDesign)将在(生物多样性)保护中起着决定性的作用，在环境日益人工化的情况下，仍然可以通过林地、绿带、水系、水库和人工池塘及湖泊的巧妙布置来使生物多样性保持在很高的程度。总体规划不但考虑经济效益和美，同时考虑生物种类的保护。”

景观异质性可降低稀有内部物种的丰度，增加需要两个或两个以上景观要素及边缘物种和动物的丰度，因此可增强总体物种共存的潜在能力。对景观视觉吸收来说，景观的实质承载力提供了发展及维持其原有视觉特性，视觉穿透力和景观的复杂性程度影响这种承载力。有两种景观的吸收能力的主要因素分别为视觉穿透力之程度和景观的复杂性。视觉穿透力（即你可于一处观看景观中的远景）受植被和地形影响。穿透力越高，景观之视觉吸收发展力及维持其原有视觉特性之能力越低。同样，景观中视觉复杂性越高，视觉吸收力越大。视觉品质即视觉的重要性，给予景观一个以文化价值与景观本体物质性的判决。当许多因子贡献于一个视觉品质时，可以将之整合成三个标题——生动性、完整性和统一性。

近年来，景观生态学家在探讨景观异质性的发生、发展、维持机理以及温度方法上做了大量的工作，取得了大量的研究成果；但是，由于景观异质性研究本身所具有的复杂性、不确定性等特点，使得当前景观异质性研究中仍然存在着很多问题，需对此做进一步研究。

二、景观异质性的特点

景观异质性是景观生态学的重要属性。人类和动物均需要两种以上景观要素的事实也证明了异质性存在的重要性。因此，有必要对景观异质性的特点进行系统分析。

（一）景观异质性的时空特点

目前，景观生态学研究对于异质性的关注主要集中在景观及景观要素的空间结构上，如对于空间组成（生态系统类型﹑数量及面积比例）的统计；空间型（各生态系统的空间分布﹑斑块大小﹑景观对比度）及空间相关性（各生态系统的空间关联程度﹑整体或参数的关联程度﹑空间梯度和趋势度）的计算和分析等。然而，景观异质性不仅体现在景观及其组分的空间结构变化上，而且还体现在它们的时空动态上，即空间异质性（在空间中的不均匀分布）和时间异质性（时间分布的不均匀性）。对于空间异质性而言，多数指二维平面空间异质性，如城市中的建筑物﹑河流﹑湖面﹑街道绿地的平面分布。其实，在垂直方向上也存在着空间异质性，例如，建筑物在垂直方向上的参差不齐，城市大气中的尘埃﹑二氧化碳﹑有害金属离子含量随高度的变化，植物的高低层次等。以上二者相结合，就形成了三维立体空间异质性。同时，由于时间与空间的耦合作用而产生了时空耦合异质性。在景观规划设计中，仅仅考虑二维平面上的异质性是不够的，目前，许多景观设计人员还存在着过于注重平面形式的错误观念，对于景观素材尤其是植物在时间与空间上的差异及动态变化的考虑和运用还不够充分。

（二）景观异质性的尺度效应

空间尺度通常是指观察或研究的物体或过程的空间的分辨度。从生态学角度来看，空间尺度指的是作为研究对象的生态系统的面积大小。尺度越大，分辨率越低，反之亦然。异质性与尺度是紧密相关的，尺度越大，景观的细节分辨率就降低，看起来就越模糊，景观就越趋于同质，也就是说，对于一异质的景观或景观要素，如在更大一级的尺度上去观察，它就成为同质的；相反，对某一尺度下的同质的景观或景观要素，如在更小一级的尺度上去观察，则为异质的。因此，异质性取决于尺度大小，也就是说异质性是绝对的，同质性是相对的。例如在对城市绿地的研究中，如果从大尺度的角度来讲，各类绿地可看作是同质的，各类绿地以不同的大小、形状分布于城市的每个角落，但是，如果从小一级的尺度来分析，作为绿地的斑块，由于种植布局的不同，它们所形成的景观是有差异的，也就是有异质性的存在，比如疏林﹑密林和草坪，或是由于植物种类不同，它们在形态和功能及美学特征上也都是存在着差异的。

三、景观异质性与景观几种特性的关系

景观本质上就是—个异质系统，正是因为异质性才形成了景观内部的物质流、能量流、信息流和价值流，才导致了景观的演化、发展与动态平衡。因此，了解景观异质性与景观其他特性之间的关系是十分必要的。笔者认为，景观异质性对景观美感的塑造、景观稳定性的增强及景观多样性的维护均有着重要的意义。

（一）景观异质性与景观美感

对于“景观”一词的意义，主要可以从三个方面来理解：第一种是美学上的概念，与“风景”同义；第二种是地理学上的理解，将景观作为地球表面气候﹑土壤﹑地貌﹑生物等各种成分的综合体，这样理解时，景观的概念就很接近于生态系统或生物地理群落这些术语；第三种是景观生态学中对景观的理解，景观在这里是指空间上不同生态系统的聚合。从“景观”的三方面含义来看，景观美感是景观不可缺少的特性，也就是说，提高景观的美学价值，是景观规划设计的重要目的之一。从美学角度来看，美的形式有其一定的法则：如对称与均衡﹑比例与匀称﹑节奏与韵律等；然而，美的最高法则则是多样统一（又称“和谐”）。“多样”是指构成整体的各部分形成一致的差异性，“统一”是指这种差异性的彼此协调，其中包括各部分之间的对称﹑均衡﹑比例﹑均匀﹑节奏等，“多样统一”体现了自然界和社会生活中对立统一的规律。从景观生态学的角度来看，景观的异质性越高，其内部生境的多样化程度越高，必然带来生物的丰富多样，从而形成景观的多样性，也使景观更趋于稳定；稳定也就是秩序，通过秩序，景观也就达到了自身的和谐。可见，异质性与景观美感的形成有着最直接的联系。

（二）景观异质性与景观稳定性

景观稳定性是一种有规律地绕中心波动的过程，反映了一个景观抵抗和适应干扰的能力。景观异质性与景观稳定性之间也是一种相互依存、相互影响的关系。生物正负反馈不稳定性可导致种群区域隔离，增加景观异质性，从而减少干扰的传播；反过来则有利于景观的稳定。另外，资源斑块的内在异质性有利于吸收环境的干扰，提供一种抗干扰的可塑性，而均质性一般可促进干扰的蔓延，不利于景观的稳定，促使景观发生变化。另外，景观异质性是保证景观稳定的源泉。实际观察和模拟研究均显示：景观异质性有利于景观的稳定。尽管表面看来异质使景观显得好像是杂乱无章，但这种状态和交替恰好抹去了景观中的剧烈性变化，而使之趋向一种动态稳定的状态。

（三）景观异质性与景观多样性

生物多样性是现代生态学研究的三大热点之一，它反映在景观生态学中即是景观多样性。景观多样性和景观异质性之间既存在着紧密的联系，又是两个不同的概念。二者均是自然干扰、人类活动和植被内源演替的结果，对物质、能量、物种和信息在景观中的流动均有重要的影响。但景观多样性描述的是景观结构、功能、动态的多样性和复杂性，而景观异质性是指景观类型的差异，类似于景观类型的多样性，代表的是景观镶嵌的空间复杂性，是土地镶嵌固有的特征，存在于任何尺度上，可以被认为是生物多样性发展的结构基质。

景观异质性的存在决定了景观空间格局的多样性和斑块多样性。异质性创造了边界和边缘，因此可以增加边缘种，但却相对减少了内部种，而且还直接影响着动物的迁移、植物种子的传播等过程，进而影响着生物多样性。一般来说，景观异质化程度愈高，愈有利于保持景观中的生物多样性。维持良好的景观异质性，能够提高景观的多样性与复杂性，有利于景观的持续发展，反过来讲，景观多样性的保存也有利于景观异质性的维持，由于多样性造成的不同斑块间的差别创造了新的生态过程，影响到物质、能量和信息的流动，物质、能量和信息流动进而又会对异质性产生促进或抑制。

四、景观异质性在风景名胜区特色构建中的重要性体现

景观异质性研究是景观类型划分的基础，也是自然保护区区划的基本原则之一。景观生态学研究的最终目的就是在对景观的异质性有了足够了解的基础上，对景观要素的数量、比例及时空配置进行有效的规划、调整和管理，使景观中资源组合在结构和功能上接近或达到优化；而且景观异质性是形成不同景观结构和功能的基础，直接影响到资源的分配、干扰的传播以及景观的稳定性和多样性，对景观整体功能及生态过程有着重要的控制作用。所以景观设计、规划和管理应是为发展和维持优化的景观异质的，即景观异质性的发展、维持和管理应该是景观设计、规划与管理的基础和前提，也是其考虑的重要原则之一。

风景名胜区是风景名胜资源集中，自然环境优美，具有一定规模和游览条件，可供人游览、观赏、休息和进行科学文化活动的地域。一些大型的风景名胜区由于幅员辽阔，所占地域包含了多个相邻城镇，因而在历史演化进程中，依托各城镇自身特点逐步发展形成了地缘相近邻、景观风貌相类似、地域文脉相关联而又相互独立的子一级风景名胜区。在该类风景名胜区的规划、保护和建设过程中，准确把握其发展定位，突出风景名胜区的特色，对于区域风景资源开发和整合、区域经济实力提升及各风景名胜区的可持续发展都具有举足轻重的意义和作用。

对于地缘相邻的风景名胜区而言，为突显风景区资源优势，构建风景区自身特色，“同中求异”是关键所在。因此，必须对风景区内各类景观资源要素进行异质性对比分析，即通过对风景区内不同类型景观资源分布及分级对比分析，挖掘地缘相邻风景区之间的本质区别特征，从而科学提取风景区典型景观风貌特征，为风景区特色定位的确立提供有利的依据。

五、小结

景观生态学发展到现在，虽然在广度和深度上均取得了大量的研究成果，但仍存在许多尚未解决的问题。笔者通过对景观异质性的基本属性的分析，探讨了它与景观的几种特性的关系，结合风景名胜区特色构建，深入地分析了景观异质性在实践中的应用及对规划的影响。景观异质性的发展是在生态理论研究的初期，它还不够成熟，不能被广泛地接受和使用，因此还有待于我们去进一步的发展和完善。

参考文献：

［1］俞孔坚.景观的含义［J］.时代建筑，2002（1）：1417.

［2］姜艳，陈超.景观设计的“四维”价值体系探讨［J］.南京林业大学学报:人文社会科学版，2006(2):8791.

［3］肖笃宁，布仁仓，李秀珍.生态空间理论与景观异质性［J］.生态学报，1997（5）：453461.

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2．目前学案教学中存在的有关问题

2003年来，新一轮的课程改革对我们传统教学提出了新挑战：在培养目标上，重视学生积极主动学习态度的形成和各种能力的培养；在学习方式上，倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革；在教学方式上，要求教师由知识的讲授者转变为学生学习过程的设计者、组织者、引导者和合作者。一句话，充满活力的课堂是新课改的追求目标和具体体现。

随着课改的深入，尽管本市的课堂组织形式上有了一些变化，但在活跃课堂气氛，培养学生的学习习惯和能力上仍缺乏行之有效的做法。究其原因，关键在于学案设计的指导思想滞后：从内容上看，过多注重习得性知识；从形式上看，大都以简单填空的形式呈现；从组织形式上看，仍然沿袭过去的老做法――教学流程一般是学生在学案的引导下，先进行阅读教材，直接从教材中获取信息来理解掌握教材知识，然后教师进行强调规范。在这种模式下，学生学习方式单一，更多地是个体自主学习，由于缺乏交流的平台，群体互助式学习无法在现有学案的基础上开展，合作、探究更无从谈起。曾经是教学改革的推动者，却成为课改的桎梏。

笔者曾经在一些学校听过课，发现只要老师注意发动，学生都能对学习表现出很高的热情和兴趣；通过问卷调查来看，学生也普遍对学案教学持肯定态度，但也对学案的设计和使用方面倾向于希望有更多的参与机会。学案这一有效的形式如何才能与当前的课堂教学改革相适应呢?

3．让学案改革与课堂教堂改革同步

3.1问题的设计是课堂教学改革的关键

课堂因互动而精彩。之所以有些课堂不活跃，我认为关键在于“学习活动设计”处理方式简单，缺少有启发性问题的设计：以两位教师处理人教版必修Ⅲ《生态系统的稳定性》的不同方式更直观地说明这一问题：

在处理“抵抗力稳定性和恢复力稳定性”这一部分知识时，教师甲学案的设计为：

(1)抵抗力稳定性：生态系统抵抗________并使自身结构和功能保持的能力。

①产生原因：生态系统内部具有能力，它包括抗灾害的自我恢复能力和抗污染的自我净化能力。

②影响因素：生态系统的这种能力有大有小，一般地说，生态系统越单纯，________越简单，它的自动调节能力就越________，抵抗力稳定性就越________。

③举例：________________

(2)生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到的________能力。

①与抵抗力稳定性的关系：二者之间存在着________的关系。抵抗力稳定性越高的生态系统，恢复力稳定性就越________，反之亦然。

②举例：________

教师乙在处理相关内容时的学案设计为：

“资料分析”，科学家对某原始森林生态系统进行了长期的观察与研究发现：

材料一：气候干旱，对该生态系统中物种数量及营养结构影响不大；

材料二：森林中发生局部火灾后，森林中种群密度降低，但是由于阳光充沛、土壤中无机养料增多，植株迅速生长，生物种类和数量迅速恢复正常；

材料三：森林某部分，由于大面积过度砍伐，生物种类和数量及其营养结构遭到严重破坏，经过了很长一段时间，也没有恢复正常。

①从以上三个材料中，你能分别得出什么结论?

②与森林生态系统相比较，气候干旱对草原生态系统的影响却非常大。为什么?

③你认为生态系统抵抗力稳定性与生态系统的成分、营养结构的关系应如何描述?

④试用曲线图的形式，表示出抵抗力稳定性、恢复力稳定性与营养结构复杂程度之间的关系：

前者的教学组织形式，更多地是指导学生进行自主读书、主动填写，学生学习书本知识(间接经验)时脱离了自己的直接经验，不能把概念原理建立在他们的感性经验基础之上。由于教学方式和学习方式单一化，即使学生掌握了书本知识，但学习效率和教学质量都难以提高；课堂应是点燃学生智慧的火把，而给予火把、火种的是一个个具有挑战性的问题。后者的教学中，教师对教材知识的呈现方式作了适当的变化，不是把现成的知识提供给学生，而是以“问题组”的方式呈现。学生依据教师所提供的问题和材料，进行自主思考、分组讨论，交流与展示。学生的学习体验，知识整理，认识的深化大都在讨论中完成。在讨论中发生思维碰撞，迸发出思想的火花；在讨论中，发现自我缺陷，进行自我完善；在讨论中，学会协作互助，养成合作精神。

现代合作教育学派认为，在合作学习、竞争学习和个体学习的三种学习情境中，合作学习是最重要的一种学习情境，也是最有效的一种学习方法。因此要体现出课改理念中的“合作与探究”，变个体学习为群体互助式学习，学案中问题的设计是关键。

3.2学案改革要体现多种方法的综合与优化