ABSTRACTA model is presented which

ABSTRACT

A model is presented which solves simultaneously for leaf-scale stomatal conductance, CO2 assimilation and the energy balance as a function of leaf position within canopies of well-watered vegetation. Fluxes and conductances were calculated separately for sunlit and shaded leaves. A linear dependence of photosynthetic capacity on leaf nitrogen content was assumed, while leaf nitrogen content and light intensity were assumed to decrease exponentially within canopies. Separate extinction coefficients were used for diffuse and direct beam radiation. An efficient Gaussian integration technique was used to compute fluxes and mean conductances for the canopy. The multilayer model synthesizes current knowledge of radiation penetration, leaf physiology and the physics of evaporation and provides insights into the response of whole canopies to multiple, interacting factors. The model was also used to explore sources of variation in the slopes of two simple parametric models (nitrogen- and light-use efficiency), and to set bounds on the magnitudes of the parameters.

For canopies low in total N, daily assimilation rates are ∼10% lower when leaf N is distributed uniformly than when the same total N is distributed according to the exponentially decreasing profile of absorbed radiation. However, gains are negligible for plants with high N concentrations. Canopy conductance, Gc should be calculated as Gc=Aσ(fslgsl+fshgsh), where Δ is leaf area index, fsi and fsh are the fractions of sunlit and shaded leaves at each level, and gsi and gsh are the corresponding stomatal conductances. Simple addition of conductances without this weighting causes errors in transpiration calculated using the ‘big-leaf’ version of the Penman-Monteith equation. Partitioning of available energy between sensible and latent heat is very responsive to the parameter describing the sensitivity of stomata to the atmospheric humidity deficit. This parameter also affects canopy conductance, but has a relatively small impact on canopy assimilation.

Simple parametric models are useful for extrapolating understanding from small to large scales, but the complexity of real ecosystems is thus subsumed in unexplained variations in parameter values. Simulations with the multilayer model show that both nitrogen- and radiation-use efficiencies depend on plant nutritional status and the diffuse component of incident radiation, causing a 2- to 3-fold variation in these efficiencies.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อรูปแบบการนำเสนอซึ่งแก้กันขนาดใบ stomatal ต้านทาน CO2 ผสมกลมกลืน และสมดุลพลังงานเป็นฟังก์ชันของตำแหน่งใบภายใน canopies watered แห่งการดำรงชีวิตของ Fluxes และ conductances ได้คำนวณแยกกันสำหรับลิฟท์ และเงาใบไม้ เชิงเส้นพึ่งพากำลัง photosynthetic เนื้อหาใบไนโตรเจนถูกสันนิษฐาน ในขณะที่ไนโตรเจนใบ ความเข้มแสง และเนื้อหาถูกสันนิษฐานสร้างลดภายใน canopies สัมประสิทธิ์การสูญพันธุ์แยกใช้สำหรับรังสีโดยตรง และกระจายแสง เทคนิคการรวมประสิทธิภาพ Gaussian ถูกใช้เพื่อคำนวณ fluxes และ conductances สำหรับฝาครอบหมายถึง แบบหลายชั้น synthesizes ความรู้ปัจจุบันของรังสีเจาะ ใบไม้สรีรวิทยา และฟิสิกส์ของการระเหย และเจาะลึกการตอบสนองต่อของ canopies ทั้งหลาย ปัจจัยการโต้ตอบ นอกจากนี้ยังใช้แบบสำรวจแหล่งของความผันแปรในลาดรุ่นสองอย่างพาราเมตริก (ไนโตรเจนไฟใช้ประสิทธิภาพ), และตั้งค่าขอบเขตบน magnitudes พารามิเตอร์สำหรับ canopies ต่ำรวม N รายอันมี ∼10% ต่ำเมื่อใบ N กระจายสม่ำเสมอเมื่อเทียบเคียงกว่าเมื่อ N รวมกันกระจายตามโพรไฟล์การสร้างลดลงของการดูดซึมรังสี อย่างไรก็ตาม กำไรเป็นระยะสำหรับพืชด้วยความเข้มข้นสูง N ต้านทานฝาครอบ Gc ควรคำนวณเป็น Gc=Aσ(fslgsl+fshgsh) ที่δยอดเป็นดัชนีพื้นที่ใบ fsi และ fsh มีเศษใบไม้ลิฟท์ และแรเงาในแต่ละระดับ และ gsi และ gsh conductances stomatal สอดคล้องกัน เพิ่มเรื่องของ conductances โดยน้ำหนักนี้ทำให้เกิดข้อผิดพลาดใน transpiration คำนวณโดยใช้สมการรีมอนทีท Penman รุ่น 'บิ๊กลีฟ' พาร์ทิชันของพลังงานว่างระหว่างความร้อนที่เหมาะสม และแฝงอยู่จะตอบสนองกับพารามิเตอร์ที่อธิบายความไวของ stomata เพื่อดุลอากาศชื้นมาก พารามิเตอร์นี้ยังมีผลต่อการต้านทานฝาครอบ แต่มีผลกระทบค่อนข้างเล็กบนฝาครอบอันรูปแบบพาราเมตริกได้อย่างง่าย ๆ มีประโยชน์สำหรับการ extrapolating ความเข้าใจจากเล็กไปใหญ่เกล็ด แต่ความซับซ้อนของระบบนิเวศจริงรวมเป็นดังส่วนย่อยในรูปแบบที่ไม่คาดหมายค่าพารามิเตอร์ จำลองกับแบบหลายชั้นแสดงให้ประสิทธิภาพทั้งไนโตรเจน และรังสีใช้ขึ้นอยู่กับพืชอนุรักษ์และคอมโพเนนต์การกระจายของรังสีที่เกิดเหตุ สาเหตุที่ 2 - การ 15.00 - fold ผันแปรในประสิทธิภาพเหล่านี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อรูปแบบที่นำเสนอไปพร้อม ๆ กันซึ่งจะช่วยแก้ใบขนาดปากใบเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า, การดูดซึม CO2 และสมดุลพลังงานเป็นหน้าที่ของตำแหน่งภายในหลังคาใบของพืชดีรดน้ำ ลักส์และ conductances ถูกคำนวณแยกต่างหากสำหรับใบแสงอาทิตย์และสีเทา การพึ่งพาอาศัยเชิงเส้นของความสามารถในการสังเคราะห์แสงในปริมาณไนโตรเจนใบสันนิษฐานในขณะที่ใบปริมาณไนโตรเจนและความเข้มของแสงได้รับการสันนิษฐานว่าจะลดลงภายในชี้แจงหลังคา ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียเฉพาะกิจการถูกนำมาใช้สำหรับการกระจายและการฉายรังสีแสงโดยตรง เทคนิคบูรณาการที่มีประสิทธิภาพเสียนถูกนำมาใช้ในการคำนวณและฟลักซ์ conductances เฉลี่ยสำหรับหลังคา รูปแบบหลายสังเคราะห์ความรู้ในปัจจุบันของการเจาะรังสีสรีรวิทยาใบและฟิสิกส์ของการระเหยและให้ข้อมูลเชิงลึกในการตอบสนองของหลังคาทั้งหมดไปยังหลายปัจจัยที่มีปฏิสัมพันธ์ รูปแบบก็ยังใช้ในการสำรวจแหล่งที่มาของการเปลี่ยนแปลงในทางลาดของสองรุ่นพาราง่าย (nitrogen- และประสิทธิภาพการใช้งานแสง) และการตั้งขอบเขตในการเคาะของพารามิเตอร์. สำหรับหลังคาต่ำรวม N, อัตราการดูดซึมทุกวัน ~ 10% ลดลงเมื่อไม่มีใบกระจายอย่างสม่ำเสมอกว่าเมื่อปริมาณไนโตรเจนทั้งหมดเดียวกันมีการกระจายไปตามรายละเอียดชี้แจงลดลงของรังสีดูดซึม อย่างไรก็ตามกำไรเล็กน้อยสำหรับพืชที่มีความเข้มข้นสูงยังไม่มี สื่อกระแสไฟฟ้าหลังคา, Gc ควรจะคำนวณเป็น Gc = Aσ (fslgsl + fshgsh) ซึ่งΔคือดัชนีพื้นที่ใบ FSI และ FSH ​​เศษของใบแสงอาทิตย์และสีเทาในแต่ละระดับและ GSI และ GSH จะสอดคล้องปากใบ conductances นอกจากนี้ที่เรียบง่ายของน้ำหนักโดยไม่ต้อง conductances นี้เกิดข้อผิดพลาดในการคายคำนวณโดยใช้ 'ใบใหญ่รุ่นของสมนักเขียน-Monteith พาร์ทิชันของพลังงานที่มีอยู่ระหว่างความร้อนแฝงเหมาะสมและมีการตอบสนองมากที่จะอธิบายพารามิเตอร์ความไวของปากใบเพื่อการขาดดุลความชื้นในชั้นบรรยากาศ พารามิเตอร์นี้ยังมีผลต่อสื่อกระแสไฟฟ้าหลังคา แต่มีผลกระทบค่อนข้างน้อยในการดูดซึมหลังคา. ที่เรียบง่ายแบบพารามีประโยชน์สำหรับคะเนความเข้าใจจากเล็กไปเครื่องชั่งขนาดใหญ่ แต่ความซับซ้อนของระบบนิเวศจริงวิทยดังนั้นในรูปแบบที่ไม่ได้อธิบายในค่าพารามิเตอร์ จำลองกับการแสดงรูปแบบหลายที่ทั้ง nitrogen- รังสีและประสิทธิภาพการใช้งานขึ้นอยู่กับภาวะโภชนาการอาคารและองค์ประกอบกระจายของรังสีเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไป 2- 3 เท่าในประสิทธิภาพเหล่านี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นามธรรม

รูปแบบนำเสนอที่แก้พร้อมกันสำหรับใบเกล็ดของการชัก , CO2 และการสมดุลพลังงานที่เป็นฟังก์ชันของตำแหน่งใบภายในหลังคาของน้ำพืช 2 conductances และคำนวณแยกต่างหากสำหรับ sunlit และให้ร่มเงาใบไม้ การเชิงเส้นของแสงในการผลิต ปริมาณใบถือในขณะที่ปริมาณไนโตรเจนในใบและความเข้มแสงก็ถือว่าลดลงชี้แจงภายในหลังคา . ค่าสัมประสิทธิ์การแยกใช้สำหรับกระจายและรังสีแสงโดยตรง ที่มีประสิทธิภาพการใช้เทคนิค Gaussian เพื่อคำนวณหาค่าและความหมาย conductances สำหรับหลังคา the model multilayer synthesizes knowledge current ว่าต้องการให้ radiation ,ใบและสรีรวิทยาฟิสิกส์ของการระเหยและให้ข้อมูลเชิงลึกในการตอบสนองทั้งหลังคาแบบมีปฏิสัมพันธ์ระหว่าง รุ่นถูกใช้เพื่อสำรวจแหล่งที่มาของการเปลี่ยนแปลงในรอบสองแบบพาราเมตริกง่าย ( ไนโตรเจนและประสิทธิภาพการใช้แสงและการตั้งค่าขอบเขตเกี่ยวกับขนาดของค่า

สำหรับหลังคาที่มีไนโตรเจนอัตราการดูดซึมทุกวัน∼ 10% ลดลงเมื่อใบ N กระจายอย่างสม่ำเสมอกว่าเมื่อรวมเดียวกัน N คือการกระจายตามการลดลงชี้แจงรายละเอียดของดูดซึมรังสี อย่างไรก็ตาม กำไรเป็นเล็กน้อยสำหรับพืชที่มีไนโตรเจนสูงเข้มข้น หลังคารูป , GC ควรคำนวณเป็น GC = σ ( fslgsl fshgsh ) ที่Δคือ ดัชนีพื้นที่ใบfsi ( fsh are the fractions ของ sunlit ( ขอแต่งงาน leaves at each ความดังแตกต่างกัน Tsushima ( are the อสเป็น stomatal conductances . ง่ายเพิ่ม conductances ไม่มีน้ำหนักทำให้ข้อผิดพลาดในการคายน้ำ คำนวณโดยใช้ใบใหญ่ ' ' ในเวอร์ชั่นของ Penman มอนทีทสมการแบ่งพาร์ติชันของพลังงานที่สามารถใช้ได้ ระหว่างที่เหมาะสมและความร้อนแฝงอยู่มากเพื่อตอบสนองพารามิเตอร์ที่อธิบายความไวของการขาดดุลและความชื้นของบรรยากาศ พารามิเตอร์นี้ยังมีผลต่อการชักพุ่ม แต่จะมีผลกระทบที่ค่อนข้างเล็กบนหลังคาผสมกลมกลืน .

ง่ายมีประโยชน์สำหรับการประมาณพารามิเตอร์แบบความเข้าใจจากเล็กไปใหญ่ ระดับแต่ความซับซ้อนของระบบนิเวศที่แท้จริงจึงไม่ได้อธิบายรูปแบบในวิทยในพารามิเตอร์ การจำลองแบบหลายชั้นแสดงให้เห็นว่าทั้งไนโตรเจนและรังสีใช้ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับพืชโภชนาการและส่วนประกอบกระจายของรังสีที่เกิดขึ้น ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใน 2 - 3-fold ประสิทธิภาพเหล่านี้