備課素材：棄耕農(nóng)田群落演替的草本植物 高二上學期生物人教版選擇性必修2

棄耕農(nóng)田群落演替的草本植物2019版高中生物學選擇性必修二簡單介紹了棄耕農(nóng)田群落的演替：在棄耕農(nóng)田群落的演替往往是一年生草本植物到多年生演替，一年生草本的活動促進了多年生草本的生存，多年生草本會逐漸取代一年生草本成為優(yōu)勢類群。那么，什么是一年生植物、二年生植物和多年生植物？棄耕農(nóng)田群落的演替過程為什么由一年生雜草→多年生雜草→灌木→早期演替樹木→晚期演替樹木→頂極群落？在群落的自然演替過程中，不同物種的取代順序是可以預測的，如棄耕地上可預測的演替序列為：一年生雜草→多年生雜草→灌木→早期演替樹木→晚期演替樹木→頂極群落。至于演替的最后頂極群落是哪種類型是由土壤和降水量決定。1.一年生植物、二年生植物和多年生植物一個植物體從合子經(jīng)種子發(fā)芽，進人幼年期、成熟期，形成新合子的過程，稱為植物的生命周期。根據(jù)生命周期不同可把植物分成一年生植物、二年生植物和多年生植物。一年生植物一年內(nèi)完成種子萌發(fā)、開花、結實、植株衰老死亡的過程的植物。一年生植物在開花過程中將消耗掉所有的一般性組織細胞。因此，對于這類植物來說，開花就意味著結束。幸好它們留下了種子——冬天過后——還能重新發(fā)芽、開花……。植物能夠?qū)Π滋斓臅r長有所感應，一到春季，白晝時間變長，它們就會從葉片向生長點發(fā)出一種信號，刺激少數(shù)能誘導花開的基因。二年生植物第一年種子萌發(fā)后進行營養(yǎng)生長，第二年抽薹、開花、結實至衰老死亡的植物。多年生植物每完成一個從營養(yǎng)生長到生殖生長的生命周期需3年或3年以上時間的植物。大部分多年生草本植物的地上部分每年在開花結實之后枯萎而死，而地下部分的根和根狀莖、鱗狀莖、塊莖等則可存活多年。其中有一部分多年生草本植物能保持四季常青，該類植物每年通過枝端和根尖生長維持形成層生長，連續(xù)增大體積。多年生植物大多數(shù)一生中可多次開花結實，少數(shù)植物一生只開花結實一次，也有個別植物一年多次開花。多年生草本植物：有些植物的地下部分為多年生，如宿根或根莖、鱗莖、塊根等器官，而地上部分每年死亡，待第二年春又從地下部分長出新枝，開花結實。2.群落演替機制——資源比率假說高中生物學教材可知，在次生演替中，在第I階段經(jīng)歷了一年生草本植物占優(yōu)勢，到多年生草本植物占優(yōu)勢的過程，在第Ⅱ階段，草本和灌木混生，群落內(nèi)很少有一年生草本植物生長，其原因是一年生草本植物在爭奪陽光和空間等競爭中被淘汰。具體的機制可以用資源----比率假說來解釋。資源---比率假說由美國科學家蒂爾曼(D.Tilman)1988年提出，認為植物的分布受資源的限制，資源是生存所必需的，但卻是有限的。如果一個物種能有效獲取這些限制性資源，才能在與其他物種的競爭中獲勝。資源----比率假說認為，一個種在限制性資源比率為某一值時表現(xiàn)為強競爭者，而當限制性資源比率改變時，因為物種的競爭能力不同，組成群落的種類將隨之改變。因此，演替通過資源的變化而引起競爭關系的變化而得以實現(xiàn)。在群落演替過程中，演替晚期的種類在于早期階段的種類競爭中逐漸占據(jù)優(yōu)勢。演替晚期的種類若有較強的競爭力，也可在早期階段的群落中定居生長。這種植物的競爭力主要體現(xiàn)在競爭深境中的多種資源。如果環(huán)境資源的比率隨著時間而變化，那么組成群落的種類將隨著資源比率而改變，進而導致演替的發(fā)生。例、高原鼢鼠是青藏高原優(yōu)勢鼠種之一，營地下生活，主要采食植物根系。它在挖掘過程中向地表推出土丘，覆蓋植物造成植物死亡。為更好地保護和利用高寒草甸，研究了高原鼢鼠對草甸的影響。（1）根據(jù)鼢鼠土丘的分布密度，將樣地分為輕度干擾、中度干擾和重度干擾三個水平，研究干擾強度對高寒草甸植物群落的影響，結果如下表。①生物群落是指在一定時間內(nèi)聚集在一定空間內(nèi)的

的集合體。②生物量是指生物在某一特定時刻，單位面積或單位體積內(nèi)實際存在的有機物質(zhì)的鮮重或干重總量。取樣調(diào)查各物種生物量時，需在每個干擾水平內(nèi)

設置50cm×50cm的樣方若干個。③上表結果表明，在

干擾下植物群落的物種豐富度最高。（2）形成數(shù)月的土丘中氮、磷、鉀等無機鹽的含量顯著高于周圍環(huán)境，主要是因為被鼢鼠推至地表的土壤透氣性良好，受日光照射后溫度較高，促進了

。（3）在高原鼢鼠形成的土丘上會發(fā)生規(guī)律性的演替，對此演替的敘述正確的有

。A.多年生草本會逐漸取代一年生草本成為優(yōu)勢類群B.一年生草本的活動促進了多年生草本的生存C.該群落的演替進行到森林階段才會終止D.群落的穩(wěn)定性隨著演替的進行逐漸增高（4）大量研究表明，過度放牧導致的草甸退化促進了鼠類數(shù)量增加，鼠類的密度過大又加劇了草甸退化，這是我國青藏高原高寒草甸退化的主要原因。因此，高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)保護和可持續(xù)利用的關鍵是

。答案：（1）①所有生物種群②隨機③中度（2）微生物的分解作用

（3）ABD

（4）適度放牧解析：（1）①生物群落是指在一定時間內(nèi)聚集在一定空間內(nèi)的所有生物種群的集合體。②取樣調(diào)查各物種生物量時，需在每個干擾水平內(nèi)隨機設置樣方。③上表結果表明，在中度干擾下植物群落的物種豐富度最高。（2）土壤透氣性良好，溫度較高，促進了土壤中微生物的分解作用。（3）多年生草本比一年生的草本存活的更久，在相同的繁殖速度下多年生的草本比一年生的草本數(shù)量更多，會成為優(yōu)勢類群，一年生的草本讓土壤條件變得更好，促進了多年生草本的生存，并不是所有的群落演替都要進行到森林階段才會終止，這與該群落所處環(huán)境有關。故選A、B、D。（4）高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)保護和可持續(xù)利用的關鍵是適度放牧，防止草甸退化。高原鼢鼠是青藏高原上營地下生活，非常耐低氧的鼠，如下圖所示：棲息于森林邊緣、草原和農(nóng)田，在中國青海地區(qū)還可棲于海拔3900米的高山草甸。晝夜均活動，但白天只限于地下，夜間偶爾到地面尋食。吃植物的根、莖和種子。有貯存食物的習性。不冬眠。挖掘洞道速度驚人，洞穴構造復雜，長而多分支，總長度可達100余米。洞系內(nèi)有“倉庫”、“