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生态水文学
生态水文学
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  • 【作 者】(美)伊格尔森(Eagleson,P.S.)
  • 【ISBN】978-7-5084-5058-2
  • 【出 版 社】 中国水利水电出版社
  • 【出版时间】2008-02-01
  • 【关键字】冠层 植冠 光合作用 叶倾角 生产力

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内容简介

从生产力最大化驱动下植物特性的自然选择出发,本书致力于有植被覆盖地表的简化生物气候边界条件的推导和应用,并寻求下面两个问题的答案: ·在动态平衡状态下,树木及其森林群落的物理特征与其生长的气候和土壤是什么关系? ·在一个给定的气候和土壤条件下,某一物种的最大生物生产力有多大? 本书从森林生长的内在控制因素在小尺度上的物理机制,即冠层内的光、CO2、水汽和显热的垂直通量入手,然后扩展到考虑外部控制因素的大尺度机理,即水量平衡与热量平衡。由此,导出了最大生产性冠层结构的两个状态变量,并提出了给定气候、土壤和物种的地表水文边界条件。最后,通过理想化气孔对光和水分的反应,并假设植物趋于无胁迫的平均状态,推导出满足最大植物生产力的物种、气候和土壤之间的必要关系。这些新的概念用于定义植物群落的“气候顶极”边界,以及估算冠层的净初级生产能力。 生态水文学将水文学和生态学结合在一起,并且从自然选择概念推导并提出了统一原理。它可应用于预测气候缓慢变化下植物的响应。本书可供从事生态水文学、水文气候学、森林生态学以及地表水文学研究的研究生和科学家参考。

目录

中文序6

译者前言8

序言10

前言12

致谢15

符号注释20

单位换算表30

日常用语和科学术语31

第1章 绪论36

1.1 引言361.2 概述37

第2章 冠层结构47

2.1 概述472.2 群丛结构472.3 植冠外形482.4 体密度482.5 叶倾角522.6 叶片类型61

第3章 辐射通量63

3.1 概述633.2 定义643.3 辐射的分解683.4 生长期内名义平均日射率713.5 生长期长度743.6 穿透冠层的直接辐射763.7 穿透冠层的漫辐射833.8 穿透冠层的总辐射843.9 光学最优性873.10 辐射系统的结构响应91

第4章 湍流通量94

4.1 背景944.2 动量通量简介954.3 动量通量的一般公式974.4 均匀冠层中动量通量的特征1024.5 均匀叶状冠层的动量通量:M=11084.6 均匀茎状冠层的动量通量1124.7 非均匀叶状冠层的动量通量:M=11164.8 阻抗划分1244.9 开口冠层的涡流粘度:M?11264.10 质量和显热通量1264.11 饱和表面的蒸发1284.12 等价大气阻抗1304.13 饱和气孔表面蒸腾1314.14 干燥叶片表面的蒸腾1344.15 干旱森林冠层的蒸腾作用134

第5章 能量平衡140

5.1 定义和假设1405.2 状态空间中的蒸发1415.3 波文比的范围1465.4 蒸腾1485.5 冠层―大气的温差1545.6 营养物质和CO_2通量的关联性155

第6章 水量平衡157

6.1 概述1576.2 模型框架1586.3 降雨1596.4 降雨下渗和地表径流1616.5 潜在(无胁迫)蒸腾量1656.6 裸土蒸发1666.7 水分胁迫下的蒸腾1696.8 渗透以及毛细管上升1716.9 地表持水的蒸发1716.10 年(或季节)平均的水量平衡1726.11 植被的状态空间1736.12 临界水分状态1766.13 结论184

第7章 最优冠层导度186

7.1 补偿光强1867.2 闭合冠层的阻抗比:M=11887.3 稀疏冠层的阻抗比:M?11987.4 中等冠层盖度的阻抗比1997.5 冠层的状态变量:盖度和阻抗比200

第8章 最优生物气候204

8.1 光合作用2048.2 单叶的光合作用能力2108.3 单叶生产力的光控制2128.4 单叶生产力的水分控制2188.5 光照和水分对叶片生产力的联合控制2248.6 冠层平均意义上的叶片生物气候最优性227

第9章 自然生境与顶极群落234

9.1 生境约束回顾2349.2 定理一:热2359.3 定理二:光2389.4 定理三:水分2419.5 结论249

第10章 净第一生产力和群落交错区250

10.1 冠层生物量生产25010.2 群落交错区267

第11章 总结、讨论与展望270

11.1 总结27011.2 讨论27311.3 展望274

附录A 植冠形状对冠层中气流的影响275

附录B 湿润简单表面的潜在蒸发量估算288

附录C 水量平衡方程296

附录D 指数衰减的性质301

附录E 反映生产力的蒸腾作用302

附录F 美国气象站的暴雨量:柏林(Poisson)矩形脉冲模型的参数305

附录G G函数的推导333

附录H 作为物种常数的冠层吸收指数和补偿比例336

附录I 术语表338

参考文献347

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