释疑｜次生演替的过程中，为什么总是由一年生草本植物到多年生草本植物？
以前在推送公众号文章时，对于生态学的内容阅读率比较低，究其原因，一方面大家不重视，总是认为宏观内容，学生比较好理解；另一方面，许多老师自身对相关的知识不了解，也没有具体去研究生态学有关的原理。通过这次2024年浙江省首考以生态学实验题为压轴题，相信大家对生态学的内容为更重视一些。
在弃耕农田群落的演替往往是一年生草本植物到多年生演替，一年生草本的活动促进了多年生草本的生存，多年生草本会逐渐取代一年生草本成为优势类群，在浙科版教材中有如下所示：
导读：什么是一年生植物、二年生植物和多年生植物？
弃耕农田群落的演替过程为什么由一年生杂草→多年生杂草→灌木→早期演替树木→晚期演替树木→顶极群落？群落演替机制——资源比率假说。
典型试题解析
试题：(2023·西城一模)高原鼢鼠是青藏高原优势鼠种之一，营地下生活，主要采食植物根系。它在挖掘过程中向地表推出土丘，覆盖植物造成植物死亡。为更好地保护和利用高寒草甸，研究了高原鼢鼠对草甸的影响。
（1）根据鼢鼠土丘的分布密度，将样地分为轻度干扰、中度干扰和重度干扰三个水平，研究干扰强度对高寒草甸植物群落的影响，结果如下表。
①生物群落是指在一定时间内聚集在一定空间内的 的集合体。
②生物量是指生物在某一特定时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物质的鲜重或干重总量。取样调查各物种生物量时，需在每个干扰水平内 设置50cm×50cm的样方若干个。
③上表结果表明，在 干扰下植物群落的物种丰富度最高。
（2）形成数月的土丘中氮、磷、钾等无机盐的含量显著高于周围环境，主要是因为被鼢鼠推至地表的土壤透气性良好，受日光照射后温度较高，促进了 。
（3）在高原鼢鼠形成的土丘上会发生规律性的演替，对此演替的叙述正确的有 。
A.多年生草本会逐渐取代一年生草本成为优势类群
B.一年生草本的活动促进了多年生草本的生存
C.该群落的演替进行到森林阶段才会终止
D.群落的稳定性随着演替的进行逐渐增高
（4）大量研究表明，过度放牧导致的草甸退化促进了鼠类数量增加，鼠类的密度过大又加剧了草甸退化，这是我国青藏高原高寒草甸退化的主要原因。因此，高寒草甸生态系统保护和可持续利用的关键是 。
答案：（1）①所有生物种群 ②随机 ③中度 （2）微生物的分解作用 （3）ABD （4）适度放牧
解析：
（1）①生物群落是指在一定时间内聚集在一定空间内的所有生物种群的集合体。②取样调查各物种生物量时，需在每个干扰水平内随机设置样方。③上表结果表明，在中度干扰下植物群落的物种丰富度最高。
（2）土壤透气性良好，温度较高，促进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数量更多，会成为优势类群，一年生的草本让土壤条件变得更好，促进了多年生草本的生存，并不是所有的群落演替都要进行到森林阶段才会终止，这与该群落所处环境有关。故选A、B、D。
（4）高寒草甸生态系统保护和可持续利用的关键是适度放牧，防止草甸退化。
弃耕后的次生演替
首先，认识一下高原鼢鼠，高原鼢鼠是青藏高原上营地下生活，非常耐低氧的鼠，如下图所示：
栖息于森林边缘、草原和农田，在中国青海地区还可栖于海拔3900米的高山草甸。昼夜均活动，但白天只限于地下，夜间偶尔到地面寻食。吃植物的根、茎和种子。有贮存食物的习性。不冬眠。挖掘洞道速度惊人，洞穴构造复杂，长而多分支，总长度可达 100余米。洞系内有“仓库”、“厕所”、窝之分。洞口外有许多排列不规则的土堆，是由洞道内挖出的松土，土堆直径50～70厘米，间距约1～3米。平时地面无明显的洞口，如洞道遭到破坏，立即用土堵塞，这是它们防御敌害的一种本能。鼢鼠挖洞活动受气候影响显著。3～9月繁殖,年产2胎，每胎产仔1～8个。
弃耕农田的次生演替过程在人教版高中生物学教材有如下图所示的过程：
在群落的自然演替过程中，不同物种的取代顺序是可以预测的，如弃耕地上可预测的演替序列为：一年生杂草→多年生杂草→灌木→早期演替树木→晚期演替树木→顶极群落。至于演替的最后顶极群落是哪种类型是由土壤和降水量决定。
1.一年生植物、二年生植物和多年生植物
一个植物体从合子经种子发芽，进人幼年期、成熟期，形成新合子的过程，称为植物的生命周期。根据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。
一年生植物一年内完成种子萌发、开花、结实、植株衰老死亡的过程的植物。一年生植物在开花过程中将消耗掉所有的一般性组织细胞。因此，对于这类植物来说，开花就意味着结束。幸好它们留下了种子——冬天过后——还能重新发芽、开花……。植物能够对白天的时长有所感应，一到春季，白昼时间变长，它们就会从叶片向生长点发出一种信号，刺激少数能诱导花开的基因。
二年生植物第一年种子萌发后进行营养生长，第二年抽薹、开花、结实至衰老死亡的植物。
多年生植物每完成一个从营养生长到生殖生长的生命周期需3年或3年以上时间的植物。大部分多年生草本植物的地上部分每年在开花结实之后枯萎而死，而地下部分的根和根状茎、鳞状茎、块茎等则可存活多年。其中有一部分多年生草本植物能保持四季常青，该类植物每年通过枝端和根尖生长维持形成层生长，连续增大体积。多年生植物大多数一生中可多次开花结实，少数植物一生只开花结实一次，也有个别植物一年多次开花。多年生草本植物：有些植物的地下部分为多年生，如宿根或根茎、鳞茎、块根等器官，而地上部分每年死亡，待第二年春又从地下部分长出新枝，开花结实。
2.群落演替机制——资源比率假说
高中生物学教材可知，在次生演替中，在第I阶段经历了一年生草本植物占优势，到多年生草本植物占优势的过程，在第Ⅱ阶段，草本和灌木混生，群落内很少有一年生草本植物生长，其原因是一年生草本植物在争夺阳光和空间等竞争中被淘汰。具体的机制可以用资源比率假说来解释。
资源比率假说由美国科学家蒂尔曼(D. Tilman)1988年提出，认为植物的分布受资源的限制，资源是生存所必需的，但却是有限的。如果一个物种能有效获取这些限制性资源，才能在与其他物种的竞争中获胜。
资源比率假说认为，一个种在限制性资源比率为某一值时表现为强竞争者，而当限制性资源比率改变时，因为物种的竞争能力不同，组成群落的种类将随之改变。因此，演替通过资源的变化而引起竞争关系的变化而得以实现。在群落演替过程中，演替晚期的种类在于早期阶段的种类竞争中逐渐占据优势。演替晚期的种类若有较强的竞争力，也可在早期阶段的群落中定居生长。这种植物的竞争力主要体现在竞争深境中的多种资源。如果环境资源的比率随着时间而变化，那么组成群落的种类将随着资源比率而改变，进而导致演替的发生。
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