水分耗竭可导致植物对地下竞争产生相反的根系分配响应

地下竞争中的植物，其根系产量可能增加、减少，或与单独生长的植物相比没有可检测到的变化。对此类不一致现象，通常归因于植物会针对多种线索改变其根系分配，包括邻体识别以及邻体导致的资源耗竭，但在实验上将这些线索彼此分离具有挑战性。本文提出假设，认为仅水分耗竭本身即可解释文献中所报道的各种根系分配策略。我们将这一假设表述为一个显式纳入水分因素的根系分配优化模型，该模型预测了一种非单调响应。模型识别出一个临界耗竭速率，在该点上，分配模式会随着耗竭增强而由增加转变为减少。我们利用人工生根盆栽体系检验了这一预测，该体系在排除活邻体及其线索的同时施加受控的水分耗竭。连续的人工耗竭梯度揭示了所预测的驼峰形模式。这些结果将根系过度增殖与不足增殖重新界定为同一耗竭响应曲线上的不同位置。

地下竞争中的植物，其根系产量相较于单独生长时，可能增加、减少，或没有可检测到的变化。这种不一致性通常被归因于植物会响应多种线索而改变其根系分配，包括邻体识别以及邻体导致的资源耗竭，但在实验上将这些线索彼此分离具有挑战性。在此，我们提出一个假设：仅水分耗竭本身就足以解释文献中所报道的各种根系分配策略。我们将这一假设表述为一个显式纳入水分因素的根系分配优化模型，该模型预测了一种非单调响应。模型识别出一个临界耗竭速率，在该点上，分配策略随耗竭程度增加而由增加转为减少。我们利用人工生根盆栽系统对这一预测进行了检验，该系统施加受控的水分耗竭，同时排除了活体邻体及其相关线索。连续的人工耗竭梯度揭示了模型所预测的驼峰状模式。这些结果将根系过度增殖与不足增殖重新界定为同一条耗竭响应曲线上的不同位置。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.09.743548v1?rss=1

🏷️ 根系分配 地下竞争 水分耗竭 资源分配优化 植物生态学