試題:(2020年7月浙江選考)一種當地從未分布的新雜草出現在某農田生態系統中,排擠了原有的雜草而成為主要的雜草種類,對農作物造成了危害。回答下列問題:
(1)當新雜草種群密度處於較長期的相對穩定階段,表明其種群數量已達到了 。若連續陰雨和低溫的氣候変化使該雜草種群數量明顯下降,這種調節種群數量的因素屬於 調節因素。
(2)在生物群落的垂直結構中,雜草屬於 層。該農田生態系統的雜草種類發生改變後,生物群落是否發生了演替? 。為什麼? 。
(3)如果要控制該雜草的種群密度,除了人工拔除雜草外,還可採取的化學措施有 、生物措施有 。
答案:
(1)環境容納量 外源性
(2)草本 未發生 因為生物群落類型沒有發生改變
(3)施用除草劑 生物防治
解析:(1)種群較長時期相對穩定,說明已經達到環境容納量,對種群的氣候影響因素屬於外源性因素;(2)雜草屬於草本層,演替沒有發生,原因是群落類型仍然是農作物為優勢種;(3)農田中雜草一般是雙子葉植物,家作物水稻、小麥等是單子葉植物,雙子葉對除草劑敏感,故可以用除草劑化學措施(內容在必修3第8頁),生物措施是利用生物種間關係,發展生物防治(內容在選修3第79頁)。
首先,從浙科版必修3教材第95頁上的表述來看,所謂群落演替是「一些物種取代另一些物種、一個群落類型取代另一個群落類型的過程」,中間用的是頓號。頓號是分隔同類的並列的事,通常是單字、詞語或短句,當中的停頓較逗號短。因此,從這樣的表述來看,這兩種情況都應該是演替(我在教學中一直是這樣的理解的)。
群落演替過程示意圖
其次,從教材97頁頂極群落的表述來看,「演替是的一個漫長的過程。演替也不是一個永恆延續的過程。當一個群落演替到與當地氣候和土壤條件處於平衡狀態的時候,演替就不再進行了。在這個平衡點上,群落結構最複雜也最穩定,只要沒有外力幹擾,它將永遠保持原狀。演替所達到的這個最終平衡狀態就叫頂極群落。」從這段文字來看,達到頂極群落時,保持原狀,演替就不再進行了。
根據教材對頂極群落的表述來看,試題的情境已經是頂極群落(當然是人工建立起來的),演替就不再發生,那麼,估計答案就是基於上述理由命題的。
那麼問題來了,怎麼理解第95頁的表述,「一些物種取代另一些物種」?怎麼理解「演替是一個漫長的過程」?
通過從大學教材《基礎生態學》(牛翠娟等主編)尋找依據,把有關的群落演替知識結合自己的理解解釋如下。
1.群落演替的概念
群落的演替是指植物群落髮展變化過程中,由低級到高級,由簡單到複雜,一個階段接著一個階段,一個群落代替另一個群落的自然演變現象。
注意:從表述來看,沒有說群落類型改變。
從大學教材的的舉例來看,這種演替是一種「優勢取代」,而不一定是「物種取代」。同樣,浙科版教材中「一些物種取代另一些物種」,也應該是優勢取代。
2.對群落演替的理解
對群落演替的理解存在兩種觀點:
(1)廣義的理解
包括群落的一些變化,如群落的形成、季節性變化、年變化以及群落的演替等,這種理解稱為動態。
(2)狹義的理解
指的是地點相同,時間不同,群落的出現與消失、最後形成頂極群落的過程。多數學者對演替的理解是狹義的。
難道命題者認為是後一觀點?即「群落類型改變」?個人認為,居然有不同的觀點,就不應該用來命題,況且這是高考。
3.控制演替的主要因素
群落的演替是群落內部關係(包括種內和種間關係)與外界環境中各種生態因子綜合作用的結果。到目前為止,人們對演替的機制了解得還不夠。影響的幾種主要因素如下:
(1)環境不斷變化。
(2)植物繁殖體的散布,即植物本身不斷進行繁殖和遷移。
(3)植物之間直接或間接的相互作用,使它們之間不斷相互影響、種間關係不斷發生變化。
(4)在群落種類組成上,新的植物分類單位不斷發生。
(5)人類活動的影響,在目前起著巨大的作用。如森林採伐、家畜的過度放牧等。
因此,群落與環境之間以及植物與植物之間經常處於相互矛盾的狀態中,這些矛盾導致適於這個環境的植物生存下來,不適應的被淘汰出去,因而使群落不斷地進行演替。
綜上所述,從概念去理解,從演替是一個過程去理解,從控制演替的主要因素去看,並沒有說演替一定需要群落類型取代。
從大學教材對頂極群落的說法來看,僅停留在「單元頂極論」、「多元頂極論」、「頂極-格局假說」階段。浙科版教材對頂極群落的表述是片面的,僅僅停留在單元頂極論的氣候頂極群落。
單元頂極論這個學說的創始人是H.C.Cowle和F.E.Clements(1916)] 。F.E.Clements指出,演替就是在地表上同一地段順序出現各種不同生物群落的時間過程。任何一類演替都經過遷移、定居、群聚、競爭、反應、穩定六個階段。達到穩定階段的群落,就是和當地氣候條件保持協調和平衡的群落,他們最終均會發展成為一個相對穩定的氣候頂極終點。
只要氣候不急劇變化,只要沒有人類活動和動物的顯著影響,或其他侵移方式的發生,它們便一直存在,而且不可能出現任何新的優勢植物(注意:指的是優勢植物)。
下面就談一下個人的觀點,從頂極群落有多種假說來看,從浙科版教材對頂極群落沒有具體說清楚來看,該試題的這個設問是不可取的。造成大家理解上的不同的主要根源應該是浙科版教材對頂極群落表述模糊。再說,《基礎生態學》認為,演替頂極群落學說還在爭論中,觀點不統一。
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