Question

【題目】當(dāng)土地停止耕種時(shí)，演替便開始了，最早入侵耕地的植物稱為先鋒植物，先鋒植物的出現(xiàn)是演替開始的標(biāo)志。隨著演替的發(fā)展，棄耕地周圍環(huán)境中的物種逐漸向棄耕地中擴(kuò)散。在自然狀態(tài)下，演替會(huì)使植被得以恢復(fù)，最終發(fā)展為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)學(xué)家在研究某棄耕地區(qū)群落演替過(guò)程中，對(duì)不同時(shí)期群落的豐富度指數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

（1）棄耕土地上的演替屬于_________類型。土地在經(jīng)數(shù)年精耕細(xì)作之后，以往植被的痕跡往往被徹底清除，同時(shí)創(chuàng)造出一種新的生態(tài)環(huán)境，這種環(huán)境不僅適于作物，還適于不受耕作抑制的雜草生長(zhǎng)，所以最早入侵棄耕土地的先鋒植物是___________。

（2）隨著演替的發(fā)展，物種數(shù)量增多，群落內(nèi)不同植物種群之間的_______關(guān)系明顯加劇，依據(jù)曲線圖，請(qǐng)描述物種豐富度在50a內(nèi)的變化：________________________________。

（3）經(jīng)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，群落中有一部分植物能在自然條件下無(wú)性繁殖，屬于克隆植物。在群落演替的中后期，這些克隆植物占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，與大部分非克隆植物相比，克隆植物能通過(guò)分株之間的連接物實(shí)現(xiàn)資源共享，有效地提高了克隆植物的環(huán)境適應(yīng)能力，這種現(xiàn)象叫生理整合。請(qǐng)據(jù)此推測(cè)群落演替過(guò)程中物種豐富度曲線下降的原因：_____________________________。

（4）在自然條件下，這片棄耕土地最終發(fā)展成為森林生態(tài)系統(tǒng)，在森林中自下而上分別有草本植物、灌木和喬木，這屬于群落的__________________，這種結(jié)構(gòu)顯著提高了群落________的能力。

Answer 1

【答案】次生演替 不受耕作抑制的雜草（或一年生雜草） 競(jìng)爭(zhēng) 在演替的前20a內(nèi)物種豐富度逐漸升高到達(dá)頂點(diǎn)，20~30a間豐富度下降，30a后豐富度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài) 因?yàn)榭寺≈参镉猩�理整合的特征，克隆植物與非克隆植物相比有很大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，阻礙了其他非克隆植物的發(fā)展，使得該地區(qū)物種豐富度降低 垂直結(jié)構(gòu) 利用陽(yáng)光等環(huán)境資源

【解析】

生物群落的演替是群落內(nèi)部因素（包括種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系等）與外界環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。不同群落的演替其過(guò)程有一定的區(qū)別：初生演替的一般過(guò)程是裸巖階段→地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→森林階段，次生演替的一般過(guò)程是草本植物階段→灌木階段→森林階段。

由圖可知，農(nóng)田棄耕后，物種豐富度的指數(shù)先增加后減小，然后穩(wěn)定在一定的數(shù)量，但比最初的物種豐富度增加了。

（1）在棄耕的土地上發(fā)生的演替屬于次生演替，根據(jù)題意“土地在經(jīng)數(shù)年精耕細(xì)作之后，以往植被的痕跡往往被徹底清除，同時(shí)創(chuàng)造出一種新的生態(tài)環(huán)境，這種環(huán)境不僅適于作物，還適于不受耕作抑制的雜草生長(zhǎng)”可知，棄耕之后，最先生長(zhǎng)的是不受耕作抑制的雜草（一年生雜草）。

（2）隨著群落演替的發(fā)展，物種數(shù)量越來(lái)越多，不同植物種群間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系明顯加劇。依據(jù)曲線圖，種群豐富度在50a內(nèi)的變化可描述為：在演替的前20a內(nèi)物種豐富度逐漸升高并到達(dá)頂點(diǎn)，20～30a間豐富度下降，30a后豐富度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）生理整合特征的存在，使得克隆植物在生存、生長(zhǎng)、繁殖和利用資源方面與非克隆植物相比就有很大的優(yōu)勢(shì)，從而在植物群落中逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。據(jù)此推測(cè)群落演替過(guò)程中物種豐富度曲線下降是因?yàn)榭寺≈参镉猩�理整合的特征，克隆植物與非克隆植物相比有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，阻礙了其他非克隆植物的發(fā)展。

（4）森林中垂直方向上的空間結(jié)構(gòu)為垂直結(jié)構(gòu)，這種垂直結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具有分層現(xiàn)象，顯著提高了群落利用陽(yáng)光等環(huán)境資源的能力。