2023 MCM 校苑 问题 A:受干旱影响的植物群落 背景 不同种类的植物对压力的反应方式是不同的。例如，草原对干旱非常敏感。干旱发生的频率和严重程度各不相同。 大量观察表明,不同物种的数量对植物群落在连续几代遭受干旱周期时如何适应中起着作用。在一些只有一种植物的群落中，随后几代植物不像四种或更多种植物群落中的个体植物那样适应干早条件。这些观察提出了许多问题。例如，一个植物群落从这种局部生物多样性中获益所需的最低物种数量是多少?随着物种数量的增加,这种现象是如何扩大的?这对植物群落的长期生存能力意味着什么? 要求 考虑到干旱适应性与植物群落中物种数量的关系，你的任务是探索并更好地理解这一现象。具体来说，你应该: 开发一个数学模型，预测一个植物群落在各种不规则天气周期下如何随时间变化。包括降水充足的干旱时期。该模型应考虑干旱周期中不同物种之间的相互作用。 探索植物群落和更大环境的长期相互作用方面，你可以从模型中得出什么结论。考虑以下问题: >植物群落需要多少不同的植物物种才能受益，随着物种数量的增加会发 生什么? >植物群落中的物种类型如何影响你的结果? > 在未来的天气周期中，干旱发生的频率更高、变化范围更广会产生什么 影响?如果干旱发生频率降低，那么物种数量对总族群的影响是否相同? 污染和栖息地减少等其他因素如何影响你的结论? 你的模型表明应采取哪些措施来确保植物群落的长期生存能力，以及对大环境的影响?

答：由于各种不同物种植物对干旱的反应各不相同，因此，需要开发一个数学模型，以预测植物群落在不规则天气周期下的变化情况，并且考虑到不同物种之间的相互作用。从模型中，可以得出结论，植物群落需要至少4种以上的植物物种才能受益，随着物种数量的增加，群落可以获得更好的生存能力。此外，植物群落中物种类型的组成会影响植物群落的变化情况，未来的天气周期中，干旱发生的频率更高、变化范围更广会对植物群落产生一定的影响。此外，污染、栖息地减少等其他因素也会影响到植物群落的变化。为了确保植物群落的长期生存能力，以及对大环境的影响，可以采取的措施包括植被恢复、减少污染等。