DOI: 10.1051/forest:2000131
Ann. For. Sci. 57 (2000) 399-412
Components of functional-structural tree models
Risto Sievänena -
Eero Nikinmaab -
Pekka Nygrenb -
Harry Ozier-Lafontainec -
Jari Perttunena -
Harri Hakulad
aVantaa Research Centre, Finnish Forest Research Institute, 01301 Vantaa, Finland
bDepartment of Forest Ecology, University of Helsinki, Finland
cUnité Agropédoclimatique de la Zone Caraïbe, INRA Antilles-Guyane, France
dDepartment of Mathematics, Helsinki University of Technology, Finland
(Received 1 February 1999; accepted 28 October 1999)
Abstract:
We analyze functional-structural tree models (FMSs) that are an outgrowth of developments in process-based
models (PBMs) on the one hand, and morphological models on the other. Existing morphological and
functional-structural models are briefly reviewed. We introduce the idealized elementary unit (IEU) that
can be used as the basic component of a FSM, and pinpoint the processes that have to be accounted for. The
distribution of metabolites and growth is identified as one of the main focal points to be investigated in
conjunction with FSMs, and the different approaches that can be applied in constructing the model component
for this process are presented. Finally, we analyze the computational requirements of FSMs, discuss the
challenges they pose, and assess their applicability in a number of different tasks.
Keywords:
functional-structural model / process-based model / morphological model / tree structure /
L-system
Résumé:
Les composants des modèles fonctionnels et structuraux des arbres. Cet article a pour objet de faire
une synthèse des approches réalisées dans le cadre de la modélisation fonctionnelle et structurale des
arbres (FSM). Ces modèles résultent du couplage entre la modélisation du fonctionnement écophysiologique
d'arbres, d'une part, et la modélisation des processus morphologiques, d'autre part. Après une brève
présentation des approches existantes, nous introduisons la notion " d'unité élémentaire idéale " (IEU) qui
peut être considérée comme la composante fondamentale des FSM au regard de la souplesse qu'elle confère
dans l'articulation des processus. La distribution des métabolites et la croissance sont ensuite abordées
comme étant les processus à résoudre de façon prioritaire dans le développement des FSM, et les différentes
approches pouvant être mises à contribution dans la construction de ces modèles sont discutées. Enfin nous
analysons les besoins en programmation des FSM, discutons des avancées nécessaires et évaluons leur
adéquation à la résolution d'objectifs divers.
Mots clé :
modèle fonctionnel-structural / modèle de fonctionnement / modèle morphologique / structure des
arbres / L-system
Correspondence and reprints: Risto Sievänen
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