LIGNUM: A Tree Model Based on Simple Structural Units

Perttunen, Jari; Änen, R. Siev; Nikinmaa, Eero; Salminen, Hannu; Saarenmaa, Hannu

doi:10.1006/anbo.1996.0011

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“…However results also indicate that the ratio may be different for stem and branches and that the transport roots obey a similar relationship [43,72]. Several models of tree growth use the pipe model [71,72,84,91,141,142].…”

Section: Quantitative Characteristics Of Hydraulic Architecturementioning

confidence: 99%

Hydraulic architecture of trees: main concepts and results

2002

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-Since about twenty years, hydraulic architecture (h.a.) is, doubtless, the major trend in the domain of plants (and especially trees) water relations. This review encompasses the main concepts and results concerning the hydraulic of architecture of trees. After a short paragraph about the definition of the h.a., the qualitative and quantitative characteristics of the h.a. are presented. This is an occasion to discuss the pipe model from the h.a. point of view. The second part starts with the central concept of embolism and give a review of important experimental results and questions concerning summer and winter embolism. The last part deals with the coupling between hydraulic and stomatal conductances. It discusses the theoretical and experimental relationships between transpiration and leaf water potential during a progressive soil drought, the increase of soil-root resistance and its consequences in term of xylem vulnerability, the factors controlling the daily maximum transpiration and how stomates can prevent "run away embolism". In conclusion different kinds of unsolved questions of h.a., which can be a matter of future investigations, are presented in addition with a classification of trees behaviour under drought conditions. To end, an appendix recalls the notions of water potential, pressure and tension.hydraulic architecture / cohesion-tension theory / summer embolism / winter embolism / drought resistance Résumé -Architecture hydraulique des arbres : concepts principaux et résultats. Sans aucun doute, depuis une vingtaine d'années, l'architecture hydraulique (a.h.) est devenue une approche majeure dans le domaine des relations plantes-eau (et particulièrement pour les arbres). Cette revue présente les principaux concepts et résultats concernant l'a.h. Après un bref paragraphe sur la définition de l'a.h., les caractéristiques qualitatives et quantitatives définissant l'a.h. sont passées en revue. À cette occasion le « pipe model » est discuté du point de vue de l'a.h. La seconde partie commence avec le concept central d'embolie et continue avec une présentation des principaux résultats et questions touchant l'embolie estivale et l'embolie hivernale. La dernière partie analyse le « couplage » entre les conductances hydraulique et stomatique. Il y est discuté des relations théoriques et expérimentales entre la transpiration et le potentiel hydrique foliaire durant la mise en place d'une sécheresse progressive du sol, de l'augmentation de la résistance sol-racines et de ses conséquences en terme de vulnérabilité du xylème, des facteurs contrôlant la transpiration maximale journalière et de quelle manière les stomates peuvent prévenir l'emballement de l'embolie. La conclusion fait état de différentes questions non résolues, qui pourraient faire l'objet de recherches futures et esquisse une classification du comportement des arbres vis-à-vis de la sécheresse. Pour finir, un appendice rappelle les notions de potentiel hydrique, de pression et de tension.architecture hydraulique / théorie de la cohé...

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Section: Quantitative Characteristics Of Hydraulic Architecturementioning

confidence: 99%

Hydraulic architecture of trees: main concepts and results

2002

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“…The model LIGNUM [78,79,96] combines a PBM with a detailed description of the tree crown. The photosynthetic production of tree parts depends on their local light climate.…”

Section: Models Utilizing Process-based Relationshipsmentioning

confidence: 99%

“…[16]. For example, in the LIGNUM model of Scots pine [78,79], the construction that corresponds to our definition of IEU, is the stem segment including branching point and axillary buds at the upper end. The tree segment is composed of heartwood, sapwood, bark and the foliage cylinder surrounding the segment ( figure 2).…”

Section: An Elementary Unit and Its Processesmentioning

confidence: 99%

“…For example, the gas exchange of each leaf or growth segment can be estimated as a function of the micro environment of the IEU, and the results can summed up over the whole tree to estimate gas exchange at the tree level [40,71,78,82]. Also the aging-associated changes [70] are easy to take into account.…”

Section: An Elementary Unit and Its Processesmentioning

confidence: 99%

“…A Pipe model is one of the most commonly used method to distribute resources between foliage and woody structures in PBMs [37,55,69,78,106]. The pipe model theory was initially proposed as a purely morphological model [93].…”

Section: Pipe Model Theorymentioning

confidence: 99%

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Components of functional-structural tree models

Sievänen¹,

et al. 2000

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-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. 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. modèle fonctionnel-structural / modèle de fonctionnement / modèle morphologique / structure des arbres / L-system

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Woody Tree Architecture

Sterck

2018

Annual Plant Reviews Online

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LIGNUM: A Tree Model Based on Simple Structural Units

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Hydraulic architecture of trees: main concepts and results

Hydraulic architecture of trees: main concepts and results

Components of functional-structural tree models

Woody Tree Architecture

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