Question

下表是某地区森林群落演替过程中部分相关量统计，根据表中数据回答下列问题：

群落演替	灌草丛	针叶林	针阔叶混交林	季风常绿阔叶林
群落垂直结构层数	2	3	4	5
叶面积指数	2．48	6．61	11．28	17．76
光能漏射率（%）	62．2	44．7	3．3	1．1
生 产 者	总初级生产量 （t·hm^-2·a^-1）	17．43	55．50	116．61	150．81
净初级生产量 （t·hm^-2·a^-1））	1．50	14．52	23．88	26．00
总生产量/总呼吸量	1．09	1．35	1．26	1．21

注：叶面积指数指单位土地面积上的植物叶面积。

（1）在垂直方向上，大多数群落都具有明显的____________现象，决定植物出现这种现象的非生物原因是____________，群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，使动物也有类似的现象。群落的垂直结构出现这种现象对群落的意义是____________。

（2）该地区生物群落的演替类型属于____________；从数据上分析，在演替过程中群落物种丰富度的变化趋势是____________。随着群落演替的进行，生态系统叶面积指数____________（填“增大”“减少”或“不变”），截获光能的百分率____________（填“提高” “降低”或“不变”）。

（3）生态系统总初级生产量指全部生产者（绿色植物）固定的能量，而净初级生产量指全部生产者固定并贮存的能量，统计数据表明在由针叶林到季风常绿阔叶林演替的过程中，生态系统的总生产量/总呼吸量有下降趋势，试解释可能的原因：________________________。

（4）某生态学研究者将一定数量的某种动物引入该生物群落，统计其种群数量变化如下图，刚开始CD段种群数量增长速率缓慢的原因主要是______________________，E点之后种群密度增长速率减缓的原因有____________________________________。

Answer

分层 光照（或“光照强度”） 使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量；提高了群落利用环境资源（如阳光、空间、营养物质等）的能力 次生演替 逐渐增加 增大 提高 随着生态系统中生物种类和数量的增多，全部生物的总呼吸量不断增加，而绿色植物可利用的光能有限，限制了光合作用总生产量的增加 种群数量较少、还未适应新环境 种内斗争加剧、天敌增多等

【解析】

随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。群落发生演替的主要标志：群落在物种组成上发生了变化，或者是在一定区域内一个群落逐步被另一个群落替代。群落具有分层现象。

（1）由于光照强度的不同，在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象；群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，使动物也有类似的现象。群落的垂直结构使得提高了群落利用阳光、空间、营养物质等环境资源的能力，生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量；

（2）表中数据表明该地区生物群落的演替是由灌草丛开始的，因此，这种演替属于次生演替；在该群落演替过程中，群落垂直结构表现出层数增多，群落物种丰富度不断增加；根据柱形图分析，随着时间的推移生态系统的随着群落演替的进行，生态系统叶面积指数增大，因光能漏射率不断降低，故截获光能的百分率提高；

（3）在群落演替过程中，一方面因为植物光合作用获得的光能增加有限，导致光合作用固定的能量增加受限；另一方面，随着生物数量的增加，生态系统呼吸作用（特别是动物和分解者的呼吸作用）总量增加，最终导致生态系统的总生产量/总呼吸量下降；

（4）分析题图可知，该生物的种群数量呈S型增长，因还未适应新环境且种群数量较少，故种群在CD段种群数量增长速率缓慢；E点时种群的增长速率最大，此后由于种内斗争加剧、天敌增多等原因，种群密度增长速率减缓。