光截留描述了植物用叶子捕获阳光的效率。最大限度地利用这种截留对于提高光合作用至关重要，而光合作用又直接影响作物产量。一项新研究比较了简单、中等和复杂模型在准确计算光截留方面的有效性。通过模拟一个生长季的各种冠层特征和植物结构，该研究表明，尽管建模复杂度存在差异，但最简单的模型足以计算玉米的光截留量。
有几个因素会影响光拦截，包括：
- 叶子的光学特性，如颜色和水分含量，
- 植物结构，如叶子的大小、角度、分布和形状，以及
- 环境条件，例如其他植物的遮光、云量和太阳角度。
未被拦截的光线要么从其表面反射，要么穿过叶子到达植物的下部。
大约 50 年前，J. Goudriaan 开发了一种简单的光截留模型，该模型可以捕捉作物几何形状的关键方面，至今仍被广泛使用。它将冠层的行表示为均匀的 块，由空路径分隔。区块的特征在于高度和宽度以及区块体积中包含的叶子材料的数量。 辐射 块模型的组成部分用于计算入射光，它假设入射光源自均匀的阴天，并且块对光的拦截也是均匀的。
相比之下，功能结构植物模型（FSPM) 表示考虑了单个叶片和茎的三维结构、大小、方向和光学特性的冠层行。FSPM 的辐射分量使用 射线追踪算法。它的工作原理是在 3D 中追踪光线的路径，并捕捉受一年中的某一天、纬度和一天中的时间影响的太阳角度。
FSPM 需要估计大量参数，因此数据需求量大，计算复杂度高。相比之下，块方法等更简单的方法数据密集度较低，计算时间也短得多。
中国农业大学李双伟博士及其同事 研究块方法是否可以像 FSPM 一样准确地计算光拦截.
由于李博士使用的 FSPM 和块模型在两个关键方面（它们如何模拟辐射和冠层）存在差异，因此无法确定哪些因素导致了它们模拟的光截留之间的差异。为了确定 FSPM 和块模型结果之间的差异是否由辐射成分引起，她创建了一个 中间 模型使用射线追踪作为辐射模型，使用块结构作为冠层。将中间模型与 FSPM 进行比较将展示植物和冠层的简化表示如何影响计算的光截留量，而将其与块模型进行比较将说明简化的辐射分量对光截留量的影响。
作者使用这三个模型对一个生长季进行了模拟，其中植物结构和冠层特征（如冠层高度和叶片密度）每天都在变化。模拟还考虑了植物结构的每日变化，这些变化会影响冠层吸收、透射或反射的光量。FSPM 详细模拟了这些变化，中间模型（均匀叶片）采用了更通用的方法，而块模型在计算中使用了固定值。
作者发现，尽管这三个模型对日光截留量的模拟有所不同，但生长季的总光截留量在这三个模型中是相当的。块模型（最简单的方法）和 FSPM（最复杂的方法）之间的差异仅为 3.1%。
尽管块模型对冠层的表示和光截留的计算做出了简化假设，但估计的光截留量接近使用射线追踪和植物结构的 3D 表示的更复杂和更现实的模型的估计值。这些结果支持使用 Goudriaan 的块模型代替 FSPM 来计算玉米的光截留量。
阅读文章：
李双伟, Wopke van der Werf, 苟芳, 朱俊奇, Herman NC Berghuijs, 周虎, 郭岩, 李保国, 马云涛, Jochem B Evers, 使用功能结构植物模型对 Goudriaan 的带状冠层光截留总结模型进行评估, in silico Plants，第 6 卷，第 1 期，2024 年，diae002， https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diae002
