沙漠中神秘的植物“仙女圈”是如何形成的？

精灵圈的形成有定论了吗？

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仙女圈，或者精灵圈（fairy ring）通常指的真菌等在地面分布时自发形成的环形图案。比如说在一片草地上，有时可以看到许多蘑菇围成一圈生长，中间却一个蘑菇都没有。在西欧文化中，这些圈被认为是小妖精跳圆圈舞时踩出来的，故称“精灵圈”。

除了真菌，植物也可以形成类似的图案。比如纳米比亚沙漠中由野草形成的精灵圈。纳米比亚精灵圈广泛散布在纳米布沙漠局部地区的一些草原上，直径在2-35米不等，内部寸草不生，周围环绕着旺盛的野草。

纳米比亚沙漠中的精灵圈。

Tarnita et al.

不过，这些神奇的图案形成的原因一直是一个未解之谜。本周《自然》发表的论文A theoretical foundation for multi-scale regular vegetation patterns对此提供了一种解释。

肯尼亚马赛马拉草原上的白蚁巢穴。

Tarnita et al.

自组织的规则性植被图案在自然界中广泛存在，但其存在的背后机制仍有争议，尤其是关于过度散布（间隔均匀）的图案的起源。一种假设认为它们是由尺度依赖反馈造成的，植物通过这种方式帮助自己的近邻，但是与远处的个体竞争。另一种假设将其归因于地下生态系统工程师，如白蚁、蚂蚁或啮齿类动物。

固定资源密度的条件下白蚁的自组织情况。

Tarnita et al.

美国普林斯顿大学的Corina Tarnita及同事将这两种不同的假设融入模型模拟中，然后使用来自四个大陆的野外数据进行验证。他们表明，这些自组织的规则性植被图案是由地下群居昆虫群体之间的种内竞争和尺度依赖反馈共同作用形成的，而不是其中任意一个单一因素造成的。作者在纳米比亚精灵圈这项研究中表明，沙地白蚁群体间的相互作用以及沙地白蚁和草地之间的相互作用共同造成了大规模的六边形植被图案。

对白蚁导致植物死亡的减少或降水量增多时，植被分布状况的预测。

Tarnita et al.

作者总结表示，在尝试解释此类规则分布的景观特征时，应将多种多样的生态自组织机制纳入考虑范围。ⓝ

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点击“阅读原文”阅读论文

A theoretical foundation for multi-scale regular vegetation patterns

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