虚拟植物的研究方法是不是仅仅局限于个体水平的研究与应用？

为定量化研究植物的生长规律，从60年代中期开始，研究人员就开始了植物生长的模拟研究。所建立的模型通过对植物生理生态过程的模拟，能够预测不同环境条件下生长的植物的某些综合指标，如作物的产量、牧草的生物量，叶面积指数动态，器官的生物量、数量等，而在植物形态结构和环境因素的时空变异对植物生长的影响等方面进行了简化处理。这类模型与专家系统结合，对农业生产等领域具有重要的指导意义，但对于一些新的应用领域，已难以满足要求。

以农田系统为例，农田小尺度范围内的环境条件、作物生长便有着明显的时空变异性，近年来迅速发展起来的精确农业就是基于这种差异性而诞生的。就水分而言，由于土壤条件、作物冠层和根系的形态结构在小尺度范围内便有着很大的时空变异，这些变异对根系吸水、土面蒸发、作物蒸腾都有着很大的影响，而生理生态模型在处理植物和土壤的时空变异性方面进行了较大的简化，难以对农田水分的运动与转化实现精确定量化研究。

1虚拟植物的定义与研究意义

1．1虚拟植物的定义 虚拟植物是在三维空间内植物结构及个体生长的计算机模拟。在不同领域，虚拟植物的含义有所不同。影视动画制作领域主要追求植物外形的相像，不涉及植物生态和生理方面的内容。生物学研究领域则以植物学原理为基础的植物形态及生理生态等内容为主，追求植物形态上的真实；同时，不断吸收影视领域虚拟植物建模的成果。虚拟植物是科学和艺术的结晶。虚拟植物虽以植物结构和个体生长的模拟为主要内容，但研究领域并不局限于此。它还可以模拟植物结构与环境因子的关系，可以研究植物叶色变化与植物病虫害的关系、光线对植物生长发育的影响、基因与植物发生发育的关系、植物激素及其他新陈代谢产物与植物形态发生学的关系。

随着虚拟现实技术在虚拟植物研究中的应用，虚拟植物研究已发展到一个新阶段。将形态的真实和机理上的一致，作为虚拟植物研究的新追求。虚拟植物的特征在于外部形态的逼真，以建立植物个体三维模型为主体，并以其严格的形态发生学、生态学及生理学等为依据，模拟植物的生长、发育、衰老及死亡过程，是真实植物的映射。