生态边界层原理与方法PDF电子书下载

第一章 绪论 1

一、科学发展与学科交叉 1

前言 1

二、生态边界层理论的形成 2

三、研究工作总体思路 3

第二章 生态系统与生态边界层 5

第一节 基本概念 5

一、生态边界层 5

二、生态边界层的类型与生态实体 6

三、生态边界层的厚度 9

第二节 生态边界层的功能 10

一、生态边界层的功能 10

二、生态力的概念 11

第三节 生态边界层与传统边界层概念的区别与联系 12

第一节 常见农、林植物的冠层形态 14

一、大田农作物的“株型”和“长相” 14

第三章 植物形态学和冠层几何学研究 14

二、天然森林 15

三、人工纯林 19

第二节 冠层几何学研究 21

一、概述 22

二、直接法 23

三、间接法 24

第三节 叶倾角及叶方位角的测定和分级统计 30

一、叶倾角和方位角的测量结果 31

二、叶倾角和方位角的分级统计方法 34

三、冠层叶面积密度的水平分布 35

第四节 与冠层几何学有关的生态系统的定位研究 37

第四章 冠层辐射传输及光合生产力 39

第一节 群落中的光能传输和冠层消光 39

一、光-叶几何学和G函数 40

二、分层模式简介 41

三、辐射传输中的半影效应 43

一、林冠透射率和反射率随太阳高度角的变化 44

第二节 模式敏感性实验 44

二、叶面积指数对冠层辐射的影响 46

三、林地反向率的影响 48

第三节 林区辐射观测实例与模式验证 48

一、叶盛期冠层 49

二、无叶期冠层 52

三、冠层反射率 53

第四节 冠层光合作用强度和气孔传导率 54

一、冠层光合作用强度和气孔传导率模型 55

二、冠层光合作用强度观测 56

三、结果分析 57

第五章 近地层空气动力学简介 63

第一节 空气动力学中的边界层理论 63

一、边界层研究的重要意义 63

二、边界层的结构 64

三、大气边界层理论研究现状及发趋势 65

四、大气边界层探测技术 66

五、边界层探测的外场实验和国际合作 70

第二节 大气边界层湍流特征 72

一、π定理与Monin-Obukhov相似理论 72

二、里查森数 76

三、里查森数和Monin-Obukhov长度的关系 82

第三节 植被冠层对近地层湍流的影响 83

一、空气动力学粗糙度 83

二、地表特征的卫星识别 87

三、数值模式网格中综合有效粗糙高度的计算方法 90

四、计算结果分析 93

五、综合有效粗糙度的其它计算方法 97

第六章 生态边界层一维模式 100

第一节 基本数学模型 100

一、叶面边界层模式 100

二、从叶面生态边界层到冠层生态层 108

三、生态边界层中的水、热和动量通量 112

一、实验点选择与仪器安装 116

第二节 一维模式的简化应用 116

二、理论模型及运行结果 118

第三节 一维诊断模式结果讨论 121

一、林网结构与参考高度对通量计算结果的影响 121

二、通量密度的日变化规律 122

第四节 近地层风速、温度和湿度廓线的数值模拟 127

一、模型简介 127

二、近地层风速、温度和湿度廓线的模拟结果 128

第七章 生态边界层二维和三维模式 133

第一节 控制方程 133

第二节 地面能量平衡方程和植物的蒸散计算 134

一、地面能量平衡方程 134

二、植物蒸散计算 136

三、湍流参数化 137

第三节 数值计算方案、网络系统及初边值条件 138

一、模式的垂直分层 138

第四节 生态边界层二维模式控制方程及运行结果 139

二、差分方案和边界处理 139

一、贴地层温度的日变化 140

二、大气温度的时空变化 141

三、植物蒸散与低层大气湿度 142

四、近地层湍流结构特征 144

第八章 产量生态学模型 147

第一节 潜在产量及模型设计 147

一、潜在产量、可达产量和实际产量 147

二、潜在产量的形成 148

三、CO2浓度对潜在产量的影响 151

四、温度的影响 151

第二节 作物冠层的CO2同化过程 152

一、光能有效率 152

二、冠层结构的影响 153

第三节 呼吸消耗和植株发育 157

一、维持呼吸 157

二、生长呼吸 158

三、作物产量 159

四、作物生长(育)期生物量 161

五、植株发育 162

第四节 水分亏缺对潜在产量的影响 165

一、植物体内的水分 165

二、植物群落蒸散 166

三、与蒸腾有关的辐射过程 167

四、土壤水分平衡 169

第五节 SUCROS作物生长模型及运行结果 170

一、模式初值 170

二、作物发育阶段参数 170

三、SUCROS需要输入的气象资料 171

四、冬小麦模拟结果分析 174

五、夏玉米模拟结果分析 178

第六节 产量生态学模式在全球气候变化研究中的应用 183

一、研究方法 183

二、气温升高对冬小麦生长的影响 184

三、与气候变暖相伴随的降水量变化对冬小麦生长的影响 185

四、林网小气候对小麦生长的影响 186

第九章 根、叶等器官生态边界层研究 189

第一节 叶片器官生态边界层 189

一、叶片边界层内3H2O示踪的结果 189

二、杨树幼苗器官生态边界层中14CO2的测定 191

三、器官生态边界层厚度的计算方法 193

第二节 根土生态边界层研究 195

一、试验研究方法 195

二、测试结果分析 196

三、松树菌根形成的生态边界层 198

第十章 结束语 203

一、生态边界层理论与农林复合实践 203

二、生态边界层研究与区域气候学研究的关系 203

三、生态边界层理论的推广应用前景 204

参考文献 206