基于群体行为的根系构型仿真

为了分析根系群体行为机制对环境刺激下根系生长发育的影响,提出了一种基于群体行为的根系构型可塑性分析模型.把整个根系视为由智能个体单根组成的智能群体,利用智能个体单根间的排斥、对齐和偏好构建环境感知的根系群体行为模型,结合通用根系模型ArchiSimple构建群体行为影响的根系生长发育模型.设置随机、分层、梯度3种不同的环境条件,比较分析了群体行为、随机生长和向性生长机制对根系长度、体积、分布和资源吸收量等特征影响.显著性检验结果表明,群体行为、随机生长、向性生长机制有显著不同;在分层和梯度环境条件下,3种生长机制对资源吸收量的影响有显著差异;在其他情况下3种生长机制对根长、体积、分布等特征的影响无显著差异.进一步分析表明,群体行为机制能够提升根系资源利用效率,群体行为模型能够被用于环境影响的根系构型可塑性分析.