Question

【題目】當土地停止耕種時，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散。在自然狀態(tài)下，演替會使植被得以恢復，最終發(fā)展為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)學家在研究某棄耕地區(qū)群落演替過程中，對不同時期群落的豐富度指數進行了統(tǒng)計。結果如圖所示。請回答下列問題。

（1）棄耕土地上的演替屬于_________類型。土地在經數年精耕細作之后，以往植被的痕跡往往被徹底清除，同時創(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，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，物種數量增多，群落內不同植物種群之間的_______關系明顯加劇，依據曲線圖，請描述物種豐富度在50a內的變化：________________________________。

（3）經研究調查發(fā)現(xiàn)，群落中有一部分植物能在自然條件下無性繁殖，屬于克隆植物。在群落演替的中后期，這些克隆植物占據優(yōu)勢地位，與大部分非克隆植物相比，克隆植物能通過分株之間的連接物實現(xiàn)資源共享，有效地提高了克隆植物的環(huán)境適應能力，這種現(xiàn)象叫生理整合。請據此推測群落演替過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__________________，這種結構顯著提高了群落________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） 競爭 在演替的前20a內物種豐富度逐漸升高到達頂點，20~30a間豐富度下降，30a后豐富度達到穩(wěn)定狀態(tài) 因為克隆植物有生理整合的特征，克隆植物與非克隆植物相比有很大競爭優(yōu)勢，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 垂直結構 利用陽光等環(huán)境資源

【解析】

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

由圖可知，農田棄耕后，物種豐富度的指數先增加后減小，然后穩(wěn)定在一定的數量，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，根據題意“土地在經數年精耕細作之后，以往植被的痕跡往往被徹底清除，同時創(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”可知，棄耕之后，最先生長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，物種數量越來越多，不同植物種群間競爭關系明顯加劇。依據曲線圖，種群豐富度在50a內的變化可描述為：在演替的前20a內物種豐富度逐漸升高并到達頂點，20～30a間豐富度下降，30a后豐富度達到穩(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、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，從而在植物群落中逐漸占據優(yōu)勢地位。據此推測群落演替過程中物種豐富度曲線下降是因為克隆植物有生理整合的特征，克隆植物與非克隆植物相比有很大的競爭優(yōu)勢，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構為垂直結構，這種垂直結構的特點是具有分層現(xiàn)象，顯著提高了群落利用陽光等環(huán)境資源的能力。