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植物密度的奇妙影响：为何密集生长的植物会变小？
在自然界中，植物的密度会影响它们的生长模式与形态，这一点在科学界受到广泛关注。植物密度指的是每单位面积上所存在的植物数量，通常在种子同时发芽的单一植物种类中解释最为简单。然而，植物密度的影响其实比我们想象中更为复杂，尤其是当植物生长得过于密集时，我们经常会目睹它们变得更加矮小，生长迟缓的现象。
植物密度的变化，除了取决于可用空间，还受到资源（如光照、水和养分）可获取程度的影响。当植物之间的竞争加剧，尤其是在光线资源匮乏的环境中，某些植物将难以获得足够的资源以实现最优生长。
然而，随着植物密度的增加，这种竞争会影响到植物的结构及发育模式，进而衍生出一个现象，即自我稀疏。
自我稀疏的过程当中，大量的植物会因为资源不足而死亡，最终存活的植物则有更多的资源可供吸收，表现会更加优异。这样的现象在农业及林学中显得尤为重要，因为它提供了一个了解植物间竞争的实验方法。
单一植株与密度
在同时播种或种植的单一物种群落中，科学家们称之为「单一植物种群」。这类研究不仅在农业和园艺中受到关注，在生态学中同样相关。总体而言，单一植物种群的地上生物量随着密度的提高而增加，直到生物量达到饱和点，这一现象被称为「固定最终产量」。这是指每单位地面面积的总植物生物量。
一旦生物量达到最高，土壤的种子产量不再保持不变，往往会随着密度的增加而下降。
自我稀疏的影响
在植物界中，实验报导指出当植物密度越高，个体的生长情况也随之变化。以草本植物为例，在密度达到80,000株每平方米的极端情况下，很多植物会在发芽后不久开始竞争，最终可能会有高达95%的个体死亡。这为农民提供了一个警示：过高的密度不会促进种子产量。
一般来说，现代农业中根据最终植物大小的不同，密度范围可从每平方米5-10株玉米，到每平方米200-300株水稻或大麦。
在林业方面，密度则保持在每平方米少于0.1株。随着植物密度的增加，不仅每平方米的生物量提升，叶面积指数（LAI，单位面积的叶面积）也随之上升。随着叶面积指数的提高，截获的阳光份额增多，然而，光合作用的增益却并不会与叶面积指数的增加相符，这就是为何高植物密度下的总生物量最终会饱和的原因。
单一植物种群的个体生长
回到单一植物种群的情况，随着密度的增加，平均每个植物的生物量却大幅减少。每当密度加倍时，植物的平均大小通常会减少30-40%。密集生长的植物会将更多的生物量投入到干部，而对叶片和根部的投资则相对减少。
此外，密集生长的植株往往会拥有较少的叶片，这些叶片通常更小而且狭窄，特别是在植株的较低部位。
关于干部，密集群落中的植物虽然平均高度相似，但干部直径却显著较小，并且侧芽的数量（例如，草类的抽枝或树木的分枝）也会减少。在根系方面，虽然植物的根长和整体密度保持不变，但每株植物的根数量却显示下降，这未来可能会对植物的生长造成负面影响。
密集生长对繁殖的影响
由于密集生长的植物较小，因此每个植物所产生的种子数量也相对较少。而且，作为总植物生物量的比例，种子产量的变化以及单个种子的重量也将降低。
总的来说，植物密度的影响成为了全球生态学与植物生理学研究中不可忽视的话题。当面对资源的竞争时，植物如何适应，是否会引致其体型的缩小，这是否真是自然选择的结果？
