高中 | 第1节 群落的结构 题目答案及解析

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选择性必修二 生物与环境

第二章 群落及其演替

第1节 群落的结构

热带雨林土壤中磷元素大部分以植物不能直接吸收利用的复杂有机磷形式存在,是植物生长和幼苗更新的主要限制因素。热带雨林中绝大多数植物都与菌根真菌形成互利共生关系,菌根真菌为植物提供矿质元素和水分,并从宿主植物获得生长必需的碳水化合物,其中,乔木主要与丛枝菌根($\rm AM$)或外生菌根($\rm ECM$)真菌共生(图$\rm a$)。为探究$\rm AM$$\rm ECM$真菌对宿主植物磷元素吸收的作用,科学家选取$\rm AM$$\rm ECM$树种开展盆栽实验,向接种菌根真菌后的幼苗分别提供$\rm \text{N}{{\text{a}}_{3}}\text{P}{{\text{O}}_{4}}$(无机磷)、腺苷酸(简单有机磷)、植酸(复杂有机磷)和水(空白对照),种植一段时间后测定幼苗生长情况(图$\rm b$)。

回答下列问题:

不同类型的菌根植物可以利用土壤中不同形式的磷元素,形成树种间                 进而实现稳定共存。

[["生态位分化"]]

一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位,分析题意可知,不同类型的菌根植物($\rm AM$$\rm ECM$)能够利用不同形式的磷元素(无机磷、简单有机磷、复杂有机磷),说明它们通过利用不同的资源避免了直接竞争,这种资源利用的差异称为生态位分化,是物种间稳定共存的重要机制。

热带雨林中冠层优势度较高的树种主要来自龙脑香科,以约$\rm 3\%$的物种数占据$\rm 30\%$以上的个体数。推测这些树种主要与                共生,原因是                                                                。同时,母树还可以通过地下菌丝网络实现“亲代抚育”,帮助幼苗突破林下光照不足的限制,可能的机制是                                                                。植物和菌根真菌间的互利共生越来越高效、相互依赖程度越来越高,这种生态学现象属于                

[["

$\\rm ECM$真菌;与其它组别相比,$\\rm ECM$树种在植酸(复杂有机磷)处理下生物相对量最高,说明其能将复杂有机酸分解利用;母树通过菌丝网络向幼苗传输碳源和养分;协同进化

"]]

由题可知,乔木主要与丛枝菌根($\rm AM$)或外生菌根($\rm ECM$)真菌共生,分析图$\rm b$可知,$\rm ECM$树种在植酸(复杂有机磷)条件下生长更好,而热带雨林土壤中磷元素大部分以植物不能直接吸收利用的复杂有机磷形式存在,说明$\rm ECM$真菌能高效分解复杂有机磷(如植酸),适应热带雨林贫磷土壤,故推测这些树种主要与$\rm ECM$真菌共生;据图$\rm a$可知,$\rm ECM$树种存在较为复杂的地下菌丝网络,据此推测“亲代抚育”机制是通过菌丝网络传输资源(如碳水化合物或磷),支持幼苗在光照不足的林下生长;植物和菌根真菌间的互利共生越来越高效、相互依赖程度越来越高,是不同生物之间、生物与无机环境之间协同进化的结果。

随着群落内宿主植物个体数增加,其对应的地下菌丝网络功能越强,越有利于同种个体生长和幼苗更新,这一过程属于                调节;但个体数增加到一定程度后,种内竞争加剧进而抑制种群进一步增长。上述调控机制共同维持了                的相对稳定。

[["

正反馈;种群数量

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随着群落内宿主植物个体数增加,其对应的地下菌丝网络功能越强,越有利于同种个体生长和幼苗更新,该过程中新结果跟老结果呈正相关,属于正反馈调节;个体数增加到一定程度后,种内竞争加剧进而抑制种群进一步增长,正反馈与种内竞争(负反馈)共同调控种群数量,从而维持了种群数量的相对稳定。

针对退化热带雨林开展生态修复工程,结合植物根际生态过程,提出合理建议以恢复生物多样性:                                                                

[["

接种多种菌根真菌;搭配$\\rm AM$$\\rm ECM$树种种植;重建地下菌丝网络

"]]

恢复生态需兼顾磷元素利用多样性,可以引入多样化菌根真菌(如$\rm AM$$\rm ECM$),提升不同磷源的利用效率;种植共生树种组合(如龙脑香科$\rm ECM$树种与其他$\rm AM$树种),促进生态位互补;重建地下菌丝网络,加速养分循环和幼苗更新。

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