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Science│普林斯顿大学研究者开发出解释控制植物根系生长规则的模型

已有 1985 次阅读 2020-12-4 16:18 |系统分类:论文交流

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2020 年12 月4 日,普林斯顿大学生态学与进化生物学系的Ciro Cabal 团队在Science 发表了题为The exploitative segregation of plant roots 的研究论文。本研究开发了一个理论模型并进行了实证检验,以解释控制根系生长的规则。植物根据相邻植物和竞争植物的距离来调整它们的根的生长方式和位置。该模型提取了一些规则,说明在靠近邻近植物生长的情况下与在没有竞争的情况下生长的根之间的差异。


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植物根系决定着碳的吸收、存活和农业产量,在世界植被碳库中占有很大比例。植物地下部分竞争的研究,不同于地上部分的竞争,这主要是由于人们无法对根进行观察。 


本研究建立了一个基于博弈论的消费者-资源模型(consumer-resource model),该模型预测了单株植物根密度的空间分布,并在温室实验中对模型预测进行了检验。实验中的植物对邻近植物的反应与模型的进化稳定平衡预测的相一致,都是过度供应于附近的根系,同时也减少了它们自身根系的营养吸收范围。


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ESS model prediction of a plant’s total root biomass (integral of the spatial distribution of root density) 


因此,本研究为地下碳分配的植被提供了一个理论基础,用以调和看似矛盾的实验结果,比如根系分离与植物根系中共有的不幸(tragedy)。 


文章链接:https://science.sciencemag.org/content/370/6521/1197




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