中国科学院自动化研究所机构知识库

【有关概念】GreenLab是器官尺度的植物功能结构模型（Functional-Structural Plant Model， FSPM），采用离散动态系统的形式来描述植物的生长和发育过程，包括植物生物量产生和分配，以及结构形成等，是融合植物学、数学、农业、计算机、自动化领域学科知识的通用模型。【目前研究现状】自1998年以来，基于中法合作，围绕GreenLab模型发展了包括双尺度自动机理论、分枝结构植物的参数反求方法、随机的植物功能结构模型以及理论计算、植物快速建模与可视化算法，开发了SciLab以及MatLab环境下的作物生长模拟与拟合软件，以及基于c++的面向复杂植物计算的软件。目前，GreenLab模型已应用于玉米、小麦、黄瓜、番茄、油菜、菊花、松树、枫树等具有不同特点的几十种植物，涵盖的植物类型从草本作物到复杂的树木。模型特色在于可通过观测植物的器官生物量和数量等数据，反求影响生物量产生和分配的模型内部源库参数；对于单枝或分枝结构、确定性或随机性结构，均能采用通用的器官尺度的数据进行模型校准。【本文的内容概括】本文回顾GreenLab模型的发展历程及其最新进展，介绍模型的基本概念和主要方法，包括双尺度自动机、器官序列，以及通用的植物拟合目标。详细介绍了GreenLab模型中所包含的结构模型（器官数量的计算、器官产生的随机性模拟等）、功能模型（植物和器官需求、生物量产生和分配、器官生长等），以及二者相结合进行参数反求的计算方法。【展望】随着植物表型技术的成熟和普及，GreenLab模型可用于平行农业种植系统的构建，服务植物与环境关系的深入理解，以及生产管理与控制中的智能决策支持。