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与传统的模型相比,虚拟植物模型在空间规律研究方面具有哪些优势?

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与传统的模型相比较,虚拟植物模型在空间规律研究方面具有很大的优势。 如植物冠层空间的光照分布在过去很难进行实验测定和模拟研究,而在虚拟植物 模型中,根据在计算机上建立的植物模型。应用计算机图形学方法模拟光线在植 物冠层内的传输、反射和透射等,就能够精确地计算每个叶片的光截获值而其可视化特征,使得人们可以非常直观地对农田、森林等复杂的生态系统进行研 究,发现某些应用传统方法难以观察到的规律。 植物植株拓扑结构的模拟是实现虚拟植物模型的关键技术之一。一方面,植 物的形态拓扑结构,在很大程度上决定着植物的资源竞争能力,如冠层对光辐射 的截获能力、相邻植株根系之间对土壤水分和养分的竞争能力等。同时,植株对 资源的获取强度也与植株的形态结构密切相关,如叶片的空间分布状态对光辐射 截获量具有一定的影响,从而决定了植物当前生命活动(如光合作用、蒸腾等)的强 弱;而光合作用产物的生产与分配反过来又决定着植株各个部分的生长速率,从 而决定下一时段植株的形态结构。因此,植物生长发育过程实质上就是形态结构 与功能相适应的循环过程,其中植物的形态结构发挥着重要的影响作用。因此, 关于植物拓扑结构方面的研究对研究植物的生长规律具有重要的意义。 另一方面,植物的形态结构特征也决定着植物个体与群体的许多属性