Question

当土地停止耕种时，演替便开始了，最早入侵耕地的植物称为先锋植物，先锋植物的出现是演替开始的标志。随着演替的发展，弃耕地周围环境中的物种逐渐向弃耕地中扩散。在自然状态下，演替会使植被得以恢复，最终发展为稳定的生态系统。生态学家在研究某弃耕地区群落演替过程中，对不同时期群落的丰富度指数进行了统计。结果如图所示。请回答下列问题。

（1）弃耕土地上的演替属于_________类型。土地在经数年精耕细作之后，以往植被的痕迹往往被彻底清除，同时创造出一种新的生态环境，这种环境不仅适于作物，还适于不受耕作抑制的杂草生长，所以最早入侵弃耕土地的先锋植物是___________。

（2）随着演替的发展，物种数量增多，群落内不同植物种群之间的_______关系明显加剧，依据曲线图，请描述物种丰富度在50a内的变化：________________________________。

（3）经研究调查发现，群落中有一部分植物能在自然条件下无性繁殖，属于克隆植物。在群落演替的中后期，这些克隆植物占据优势地位，与大部分非克隆植物相比，克隆植物能通过分株之间的连接物实现资源共享，有效地提高了克隆植物的环境适应能力，这种现象叫生理整合。请据此推测群落演替过程中物种丰富度曲线下降的原因：_____________________________。

（4）在自然条件下，这片弃耕土地最终发展成为森林生态系统，在森林中自下而上分别有草本植物、灌木和乔木，这属于群落的__________________，这种结构显著提高了群落________的能力。

Answer

次生演替 不受耕作抑制的杂草（或一年生杂草） 竞争 在演替的前20a内物种丰富度逐渐升高到达顶点，20~30a间丰富度下降，30a后丰富度达到稳定状态 因为克隆植物有生理整合的特征，克隆植物与非克隆植物相比有很大竞争优势，阻碍了其他非克隆植物的发展，使得该地区物种丰富度降低 垂直结构 利用阳光等环境资源

【解析】

生物群落的演替是群落内部因素（包括种内关系、种间关系等）与外界环境因素综合作用的结果。不同群落的演替其过程有一定的区别：初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段，次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。

由图可知，农田弃耕后，物种丰富度的指数先增加后减小，然后稳定在一定的数量，但比最初的物种丰富度增加了。

（1）在弃耕的土地上发生的演替属于次生演替，根据题意“土地在经数年精耕细作之后，以往植被的痕迹往往被彻底清除，同时创造出一种新的生态环境，这种环境不仅适于作物，还适于不受耕作抑制的杂草生长”可知，弃耕之后，最先生长的是不受耕作抑制的杂草（一年生杂草）。

（2）随着群落演替的发展，物种数量越来越多，不同植物种群间竞争关系明显加剧。依据曲线图，种群丰富度在50a内的变化可描述为：在演替的前20a内物种丰富度逐渐升高并到达顶点，20～30a间丰富度下降，30a后丰富度达到稳定状态。

（3）生理整合特征的存在，使得克隆植物在生存、生长、繁殖和利用资源方面与非克隆植物相比就有很大的优势，从而在植物群落中逐渐占据优势地位。据此推测群落演替过程中物种丰富度曲线下降是因为克隆植物有生理整合的特征，克隆植物与非克隆植物相比有很大的竞争优势，阻碍了其他非克隆植物的发展。

（4）森林中垂直方向上的空间结构为垂直结构，这种垂直结构的特点是具有分层现象，显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。