كثافة النباتات

كثافة النباتات هي عدد النباتات الفردية الموجودة في وحدة مساحة الأرض. ويسهل تفسيرها في حالة الغابات أحادية النوع، حيث تنتمي جميع النباتات إلى النوع نفسه وقد نبتت في الوقت نفسه. ومع ذلك، يمكن أن تشير أيضًا إلى عدد النباتات الفردية الموجودة في موقع معين.

تُعرَّف كثافة النباتات بأنها عدد النباتات الموجودة في وحدة مساحة الأرض. في الطبيعة، قد تكون كثافة النباتات عالية جدًا عندما تنبت البذور المخزنة في بنك البذور بعد فصل الشتاء، أو في الطبقة السفلى من الغابة بعد سقوط شجرة تُحدث فجوة في الغطاء النباتي. ونظرًا للتنافس على الضوء والمغذيات والماء، لن تتمكن النباتات الفردية من استهلاك جميع الموارد اللازمة للنمو الأمثل. وهذا يدل على أن كثافة النباتات لا تعتمد فقط على المساحة المتاحة للنمو، بل تتحدد أيضًا بكمية الموارد المتاحة. ففي حالة الضوء تحديدًا، تستهلك النباتات الأصغر حجمًا موارد أقل من النباتات الأكبر، حتى أقل مما هو متوقع بناءً على اختلاف أحجامها. ^{[ 1 ]} ومع ازدياد كثافة النباتات، يتأثر تركيبها وأنماط نموها. ^{[ 2 ]} يُطلق على هذه الظاهرة اسم "التنافس غير المتكافئ"، وتؤدي إلى موت بعض النباتات الثانوية، في عملية تُعرف باسم "التخفيف الذاتي". وتتحسن حالة النباتات المتبقية نظرًا لقلة عدد النباتات التي تتنافس على الموارد. يُعدّ كثافة التجمعات النباتية عاملاً رئيسياً في علم الزراعة والغابات، وهو ما يوفر منهجاً تجريبياً لفهم أفضل للتنافس بين النباتات. ^{[ 3 ]}

يمكن دراسة العديد من العمليات المتعلقة بكثافة النباتات في مزارع أحادية النوع تضم نباتات متساوية العمر تُزرع في نفس الوقت. تُعرف هذه المزارع باسم "المزارع الأحادية"، وغالبًا ما تُدرس في سياق المسائل الزراعية والبستانية والحرجية. ومع ذلك، فهي ذات أهمية بالغة في علم البيئة أيضًا . ^{[ 4 ]} بشكل عام، تزداد الكتلة الحيوية الكلية فوق سطح الأرض في المزرعة الأحادية مع ازدياد الكثافة، حتى تصل إلى حد التشبع. يُعرف هذا بـ"العائد النهائي الثابت"، ^{[ 5 ]} ويشير إلى إجمالي الكتلة الحيوية النباتية لكل وحدة مساحة أرضية. إنتاج البذور لكل وحدة مساحة أرضية ليس ثابتًا، بل غالبًا ما ينخفض ​​مع ازدياد الكثافة بعد أن تصل الكتلة الحيوية الكلية لكل وحدة مساحة أرضية إلى قيمتها القصوى. ^{[ 6 ]}

أُجريت تجارب على النباتات العشبية بكثافات عالية للغاية (تصل إلى 80,000 نبتة في المتر المربع). عند هذه الكثافات العالية، تبدأ هذه النباتات بالتنافس بعد الإنبات بفترة وجيزة، وفي النهاية يموت عدد كبير منها (يصل إلى 95%). في الزراعة، يتجنب المزارعون هذه الكثافات العالية جدًا لأنها لا تُسهم في زيادة إنتاج البذور. تختلف الكثافات المثلى بناءً على حجم النبات المطلوب، والموقع، ومجموعة متنوعة من العوامل البيئية، وتتراوح من 30,000 إلى 90,000 نبتة في الهكتار الواحد للذرة ^{[ 7 ]} إلى 40 إلى 872 نبتة في المتر المربع الواحد (400,000 - 8,720,000 نبتة في الهكتار الواحد) للقمح الشتوي ^{[ 8 ]} . أما في مجال الغابات ، فالكثافات الطبيعية أقل من 0.1 نبتة في المتر المربع الواحد ^{[ 9 ]} . لا تزداد الكتلة الحيوية لكل متر مربع مع الكثافة فحسب ^{[ 10 ]} ، بل يزداد أيضًا مؤشر مساحة الورقة (LAI، مساحة الورقة لكل وحدة مساحة أرضية). كلما ارتفع مؤشر مساحة الورقة، زادت نسبة ضوء الشمس المُمتص، لكن الزيادة في امتصاص الضوء وعملية التمثيل الضوئي لا تتناسب مع الزيادة في مؤشر مساحة الورقة، وهذا هو سبب تشبع الكتلة الحيوية الكلية لكل وحدة مساحة أرضية عند كثافات نباتية عالية.

• المنافسة بين أفراد النوع الواحد