基于L系统的水生植物根系动态生长模型构建

摘要：

植物根系在地球生物圈物质循环中起到关键性作用.陆生植物中目前基于根系具有对称性和自相似性假设建立的L系统已经做了较好研究,但在水生植物中相关的研究较少,更缺乏根系动态生长模型的构建.本文拟通过发展L系统来模拟水生植物从初生结构到次生结构,从简单根系到复合根系的动态生长过程.根系动态生长模型主要包含根系伸长规则和根系分支规则,并包含由主根与侧根的夹角θ和径向角y确定初始根系生长方向.特别地,系统建立了 2种代表性水生植物——世界上入侵严重的水生植物凤眼莲(Eichhornia crassipes)和被研究较多的水生植物穗状狐尾藻(Myrio-phyllum spicatum)根系动态生长模型.结果表明凤眼莲成熟根系总长度可达到2042.78 m,可能有利于其占据较多的空间和资源,使得凤眼莲在与本地植物的竞争中占有优势.穗状狐尾藻的总根系长度为73.08 m,由于穗状狐尾藻表现出最为典型的叉状分支构型,表明其对沉水生长环境有较好的适应性.

关键词：水生植物、生长模型、拓扑指数、凤眼莲、穗状狐尾藻

所属期刊栏目：34

分类号：Q944.5;TP391.9;X524

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院科研仪器设备研制项目;河南省高等学校重点科研项目;河南工程学院科研培育基金项目;中国科学院南京地理与湖泊研究所青年科学家小组项目

在线出版日期：2022-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2103-2114