果园水分传输机制与耗水规律研究开题报告

PAGEPAGE18果园水分传输机制与耗水规律研究果园水分传输机制与耗水规律研究1研究目的与意义随着经济发展和人民生活水平的不断提高，对水果的需求量会愈来愈大，并且对水果的品质要求也越来越高。苹果、梨和桃等主要果树种植面积在我国发展较快，2002年全国果业学术研讨会的资料表明，中国目前的水果种植面积为840万公顷，约占我国农业耕地面积的6.8%，占世界果树总面积的21%左右；水果年总产量达5900多万吨，占世界果品总产量的13.4%，这两项指标都已跃居世界第一。目前在我国许多干旱缺水的贫困落后地区，水果生产已成为当地脱贫和经济发展的重要支柱产业。如2002年陕西省苹果的种植面积约53.4万公顷，已占全省总耕地面积535万公顷的1/10，直接产值已超60亿元，苹果收入已占水果产区农民收入的1/3以上，其主产县苹果税收在财政中所占份额很大，有些县已达一半以上，已成为陕西省农村经济发展的龙头和突破口之一。虽然中国人均79平方米的果树面积，已接近83平方米的世界人均水平，但由于中国果树平均单产仅为世界平均值的66%，所以中国目前人均果品拥有量(47公斤)远低于世界人均75公斤的拥有量。这项指标表明中国果树增产的潜力仍有很大的发展空间。是什么原因造成单产远低于世界平均水平的呢？主要是由于管理措施不当和水旱灾害造成的。从我国优质苹果的分布来看，品质较好的主要分布在年降水量在500mm以下的干旱半干旱地区，因此，灌溉是这些果区避免苹果生育期遭受水分胁迫对其正常生长行为的损害和保证水果大小均一、提高优质果品率的关键措施。面对该类区域水资源极缺、地形条件复杂、灌溉水价较高的实际，果园水分高效利用的研究将是未来节水农业研究的重要内容。另外中国即将加入世贸组织，为了使我国水果在国际上占据更为广阔的市场，就必须降低生产成本，提高产量和品质。水量不足是我国北方干旱、半干旱地区农业生态系统良性运转和农作物产量提高的主要限制因素。黄土高原是优质苹果生产基地，但干旱缺水问题非常突出，在该地区研究果树节水灌溉机理和灌溉制度，对于科学利用当地通过人工措施集蓄的雨水（窑窖蓄水等）或通过高扬程提取的水，发展补充灌溉抗御干旱，实现以水促产和以水促优质，使当地农村脱贫致富和生态环境改善，更具有重要的意义。由于果树根系发达，产量高和生物量大，其强烈的蒸腾耗水作用比一般农作物都要高，农田大面积改种果树，势必加剧果树生长的水分供需矛盾；另外对果园的平整、深翻和精细护理，又将改变下垫面状况，影响降雨入渗—产流关系，有可能改变该地区的水分循环。探讨果树种植面积扩大和果树生产力水平提高条件下的果园水分运动，对指导该区合理利用水资源、加强水分管理和有限水资源条件下果树发展的合理布局，以及最终确保果业健康持续发展有一定的实际意义。因此，干旱条件下果树水分传输机理及耗水规律的研究是一个具有重要的科学意义和重大应用前景的研究课题，它可以满足如下需求：评价农村结构调整对区域水资源分配影响的需要例如在黄土高原区扩大果树的栽种面积势必改变区域的灌溉用水量和蒸发蒸腾等区域水循环要素，如何定量评价黄土高原区扩大果树的栽种面积对黄河流域水资源分配的影响，必须从果园水分运动机制和定量描述运动过程入手，建立果园水分运动模式并计算水分收支情况，从而准确地回答该地区扩大果树的栽种面积后对该地区区域水资源分配的影响程度。果园灌溉和生产管理决策的需要果树要实现高产量、高品质、高利润的“三高”生产，需要在果树生长发育的各个阶段，根据植株水分生理需求，适时供应适量的水分，以促成水分在果园土壤-植物-大气系统中良性循环。果园水分运动机制及以此为基础建立的模型，是果园灌溉决策专家系统和果园生产管理专家系统的核心模块。因此，研究果园水分运动模型，并以此为依据优化调控果园水分循环，使果树达到“三高”生产，是非常必要的。充实土壤-植物-大气水分传输模式（SPAC）的研究内容近年来，国内外研究人员对农田作物土—植系统和森林土—植系统水分传输理论已经做了大量而又系统的研究，而介于二者之间过渡的果园土—植系统水分运动理论还缺乏系统深入的研究。因此，如果开展这方面系统的研究必将充实土壤—植物—大气水分传输过程的研究内容。国际研究趋势表明土壤-植物-大气系统的物质（水、气和溶质）循环及能量转化过程的机制与模拟研究将是今后的热点研究领域随着高速、大容量计算机的出现，使过去纯粹的数值仿真模拟变为视觉可感官到的动感过程模拟。近几年来国外研究者（JeanDauzat,etal2001,CyrilSoler,etal2003）利用可视化语言、高级数据库技术和图像学中高级建模技术（L-系统、AMAP系统等）结合起来尝试性地虚拟了植物-大气系统中蒸腾、光合作用、太阳辐射能量的截获与分配过程，结果与实际过程非常吻合。如果植物对生长环境变化响应的可视化一旦完全实现，那么许多科学实验就可以在计算机上进行，将不必耗费大量的人力和物力去做烦琐的实验，而且所得实验结果准确合理。2国内外研究进展2.1土壤-植物-大气系统（SPAC）水分传输机制及模拟研究进展利用系统的、动态的、连续的观点研究和模拟果园土壤-植物-大气系统水分传输过程，国内外尚未系统深入地进行，因此进行该方面的研究可以直接借鉴的文献也较少。但是，国内外对农田土壤-植物-大气系统水分传输机制及模拟的研究非常系统深入，很值得借鉴，故有必要对土壤-植物-大气系统（SPAC）水分传输机制及模拟研究进行回顾和分析，找出将在研究中可以借鉴和需要改进的地方。自1966年Philip提出较完整的SPAC的概念以来，国内外研究者把土壤-植物-大气系统当作一个连续、动态的复杂反馈系统进行广泛深入的研究，并取得了重大突破。谭孝源（1983）首次在国内提出了SPAC水分传输的电模拟程式以及流经SPAC水分通量的数学模型。SPAC理论的引入，引起国内学术界的广泛探讨，并深入研究。邵明安等（1987）曾对植物根系吸收土壤水分进行了数学模拟，虽然采用了较为复杂的根系吸水函数，但是仍侧重于土-根系统，而且包含较为复杂难测的参数，应用起来有困难。姚建文（1989）曾对冬小麦、玉米生长条件下土壤含水量预测的数学模型进行了研究，但是模型仍然只是侧重于根-土系统。康绍忠（1987-2001）曾从整体上与相互反馈关系上，同时引入作物生长动态参数（主要参数为根系生长深度、密度和叶面积动态指数），系统地建立了SPAC水分动态的计算仿真模型，经过几年的大田中的实际应用，取得了满意的效果，该模型在已知天气条件（如气温、风速、辐射、温度、日照等）、土壤含水量的初始剖面和一定的边界条件下不仅能预测土壤含水量（或土壤基质势）的时空分布，而且还能预测作物蒸腾、棵间蒸发、根系吸水和叶水势的变化规律，为农田灌溉预报提供科学依据。这是我国现在唯一一个系统和完整的SPAC水分动态模型。卢振民（1992）根据详细的田间实验研究，对SPAC水流运动进行了细致的研究分析，建立了比较完整的SPAC水流运动模型。该模型对SPAC水流运动的影响，既考虑了气孔阻力的调节作用以及土壤温度对水流运动的影响，又可用一般的气候资料和土壤水分运动参数预测土壤水分动态和作物体内的水分运动。黄冠华等（1995）以由能量平衡原理及边界层水汽扩散理论而导出的Penman-Monteith公式为基础，确立棵间潜在蒸发及潜在植株蒸腾的计算模式，建立以作物根量分布为基础的根系吸水模型，结合10d实测资料，导出了棵间实际蒸发的经验模式，应用上述经验与半经验模型，结合非饱和土壤水分运移方程，对田间土壤水分动态进行了模拟与预测，其结果与实测结果拟合较好。根据作物冠层覆盖程度（叶面积指数大小），将潜在蒸腾与棵间潜在蒸发分开，并结合实例资料可建立相应的作物根系吸水、植株蒸腾及棵间蒸发的经验公式。这些计算模式较充分地反映了土壤一植物一大气系统诸因素相互作用机制。它们不仅在一定程度上反映了蒸发与蒸腾的微观机理；而且又只需常规可测定资料，通过实测资料的模拟分析，其精度尚可。姚德良（1996）根据Philip与Vries提出的土壤中水热交换的耦合理论、建立了植物固沙区土壤水热运移的耦合模型，考虑了液态水和汽态水运移对温度的变化，分析了植物根系收水分对土壤水热交换的影响，给出了植物蒸腾量、土壤蒸发量、根系吸水率及土壤表面热通量等有关变量的计算公式。利用本模式并采用具有二阶精度的Crank-Nicolson格式对非线形扩散方程进行离散，对沙坡头植物固沙区土壤水热交换过程进行了数值模拟，模拟结果和实测值进行了比较，总体上符合较好，证明本模型具有实用价值，可为改造沙模提供科学依据。但是建立的植物固沙区土壤水热运移耦合模型只适合于模拟植物固沙区水热运移规律和用来指导防护林的建设、改造沙漠合理利用水资源。刘伟等（1997）从连续介质流体力学的观点，采用局部体积平均方法，建立了一个描述作物覆盖条件下土壤热湿迁移过程的二维数学模型，以能量平衡原理及土壤层水汽扩散理论为基础，建立了根系吸水吸热、作物蒸腾和土面蒸发模型，两者结合适用于求解HIPAS系统中热湿传输问题。沈荣开等（1997）定量分析了夏玉米不同麦秸覆盖条件下土壤水热动态的田间试验结果，根据Philip和deVries的土壤水热流动理论，采用贮量集中有限元法建立了夏玉米生长初期，麦秸覆盖条件下土壤水热迁移的耦合数值模型，根据气象观测资料确定上边界条件，其水流及热流的上边界分别为Neumann和Dirichlet条件，在此基础上，对覆盖定额400kg/亩的夏玉米生长初期田间非均质土层的水热动态进行了模拟，表明该模型有效，可用于生长前期麦秸全覆盖下田间土壤水热动态的仿真。毛晓敏等（1998）应用土壤水动力学、微气象学和能量平衡原理，对已往的模型进行了改进并建立了能够描述作物生长期田间水热状况、作物蒸腾规律的动态耦合模型，还采用全隐式有限差分方法进行离散，通过自动调节计算步长和反复迭代等方法设计了数值模拟程序，使其在算法上和资料的选取上更适合于作物生育期长时间的数值模拟。运用本模型对新疆叶尔羌河流域地下水均衡场1995年3月-6月冬小麦返青至成熟期的田间水热状况进行了模拟，结果证明，该模型较真实地反映了非冻结期作物生长过程中土壤中的水热状况以及地表和作物蒸散发的动态变化过程，可用于墒情预报以及农田蒸散发研究中，进行长时期的田间数值模拟困难较大。吴洪颜等（2001）根据能量平衡方程和土壤水热耦合方程，建立了土壤-植物-大气系统的多层模式，再综合考虑作物冠层和土壤内部的水流变化，对地表与作物之间的水热传输过程进行了描述，并用在棉田的实测资料进行了模拟。朱永华等（2001）通过对生长了3年生的荒漠植物骆驼刺的根系分布规律及不同深度土壤含水量分布资料的研究，利用动态模拟方程，分析了骆驼刺根系吸水的分布规律以及根系吸水与其影响因素之间的关系。用多元回归分析方法拟合了骆驼刺根系吸水的数学模型，并建立了植物生长条件下荒漠土壤水分预报的数学模型，对实验地的土壤水分动态进行了模拟，模拟值与实测值比较表明结果具有一定的精度。国外Nimah和Hanks（1973）在根区土壤水分运动方程右边加入根系吸水项，该根系吸水项考虑了土壤溶质的影响和根导管传导水分的内摩擦阻力，但参数不容易取得，不便于实际应用。Lambert和PenningdeVries（1973）提出了TROIKA模型，NimahHanks（1973）提出了考虑非稳定、非线形宏观源汇项等的模型，Feddes（1974）对Nimah和Hanks模型进行了改进，提出了蒸散用结合方程、土壤蒸发根据辐射计算、根系吸水用根密度随深度的指数分布函数的系统方法，Hansen（1975）考虑了光合作用、呼吸和作物生长，提出了SPAC水流模型，Fedderer（1979）考虑了土壤水势和根系分布而建立的估算根系水分传输阻力的理论模型。石田朋靖和中野政诗（1981）以VandenHonert假定为基础考虑根系吸水项，模拟SPAC水分传输动态，但是他们的研究仅限于容积很小的人工土柱。M.G.Huck和D.Hillel（1983）曾提出了一个考虑光合、呼吸、蒸腾和土壤水动力学特性的根系生长和水分吸收的模型，并连续系统仿真语言中的CSMP语言计算，取得较满意的结果。R.Horton（1989）对冠层覆盖条件下的水热耦合运移进行了动态模拟，但主要侧重于土壤系统。VandeGriend与VanBoxel（1989）对SPAC水热转换关系进行了研究，但是侧重于土壤表面之上的水热收支、传输和转换关系的模拟。美国西北地区流域研究中心Flerchinger（1996）等人开发了SPAC系统的水热耦合模型SHAW2.3.5，可以同时模拟从植物冠层、雪、落叶到土壤的水热运动来预测气候和管理对土壤冻融、雪融化、径流、土壤温度、水、蒸发、蒸腾的影响。该模型模拟的一维垂向剖面是从植物冠层到指定深度的土壤。该系统同时整合了土壤水冻融模型、植物群体蒸腾模型、雪累积与融化模型，主要用来模拟从点到田间，再到流域尺度的以高山雪水为源头的水文过程。如果以上模型都能充分考虑水分限制作用对植物生长动态的影响，并反映在植物根系吸水和蒸发蒸腾过程模拟中，其结果将会接近现实且更趋于合理。这也是这些模型不能精确进行长时段（如全生育期）模拟的原因。国内李保国等（2000）认为以土壤水为中心、土壤-植物系统为主要研究对象的农田水循环调控综合模型是节水农业基础研究的一个核心内容，建立土壤水分运动的模型必须考虑作物的生长，反之亦然；并且土壤水分运动模型与作物生长模型必须在时间、空间进行有效匹配与耦合，最终才可利用所建立的模型探讨和解决农田水分的运行、消耗及利用等问题。据此建立了农田土壤水分和作物生长的耦合模型，并开发了SWAF1.0农田土壤水分计算模拟分析系统。该系统运行界面友好，功能强，可供从事节水农业科技人员应用，使更多的科技人员掌握最新农田水分研究技术。但是该模型只适用于华北地区农田作物-土壤系统水分运动的模拟。吕军（1998）研究了浙江红壤区水分条件对冬小麦生长的动态耦合模拟，讨论和建立了土壤水分运动与作物生长动态耦合模型，经与试验结果比较，土壤水分运动和作物生长动态耦合模型对冬小麦生长过程模拟是可靠的，分析了模型中有关作物旱害和渍害耦合参数的灵敏性，应用该模型对南方多雨地区冬小麦生长进行了分析。赵颜霞等（1997）以冬小麦为例，借鉴国内外有关模式，从土壤—作物—大气系统的水分循环出发通过模拟农田水分的动态变化过程，并结合作物的生物学特性和生长模式，建立了作物生长发育、产量形成与环境水分条件相关联的数学模型，定量模拟作物生长动态及其与田间水分动态变化的相互影响关系。所建模式不仅能模拟出干物质的生产和累积过程，还可以避免对一些复杂的作物生长生理过程的模拟计算。最后，根据开花以后的水分胁迫情况和干物质的形成量模拟出最终的籽粒产量。该模式既有一定的机理性，又对一些复杂的生理过程的模拟进行了简化处理的动力—统计模式。利用3年的试验资料对模式做了验证，结果表明，总干物重、籽粒产量和土壤水分含量的模拟平均误差分别为6.39%、5.60%和5.45%。对叶面积系数、干物质积累的动态变化的模拟效果也较好。主要发育期的模拟中，成熟期的模拟比开花期要好。通过参数灵敏度分析，得出在其它条件不变的情况下，温度升高，冬小麦生育期缩短，产量下降。假定作物品种能适应温度的变化而保持生育期不变，则在目前的水分条件下，温度升高1℃和2℃，产量将下降7%和16.1%；温度降低1℃和2℃，产量可提高5.9%和5.2%。该模式可用于土壤水分预报、产量预测、气候变化对农业、作物水分利用及水资源的影响评价等方面，具有广阔的应用前景和实用价值。土壤国外Johnson和Thornley（2000）建立了含有土壤水入渗、重分布、蒸发蒸腾、深层排水和地表径流模块的水分运动模型，同时还集成了作物生长模型，利用可视化语言VisualC++和PowerBuild数据库技术开发了耦合模型的可视化应用程序WaterMod3.0。该程序采用交互式、友好的界面，图形显示结果，文件形式输入参数和输出结果。但是该模型还存在许多需要完善的地方，如土壤水分运动和植物的生长过程耦合模型不是在探清机制的基础上建立的，而利用统计学的方法建立的。瑞典JanssonPer-Erik和LouiseKarlberg（2001）等人开发了SPAC系统中物质和能量耦合传输的COUP模型，模型中用到两个主要的物质和能量耦合运动微分方程，同时采用显式法求解方程。利用该模型能阐明许多SPAC系统中关于水文和能量过程的问题。能解决的基本理论和应用问题主要包括：模拟土壤中调控因子对生物和化学过程的影响并揭示其定量关系，耦合模拟生物和非生物过程，耦合模拟大气和土壤过程，评价物质和能量过程影响因子的重要性，预测管理措施如覆盖、排水、灌溉和植物修剪等对物质和能量过程的影响。COUP模型有效地解释了在土壤-作物-大气循环系统交互作用中，不同的处理过程和特性。它可以不受空间和时间的限制，开拓对土壤-作物-大气循环系统研究的认识，是研究作物需水和耗水规律的有效工具。总体说来，这个模型有助于阐明系统中相互作用的不同过程和特性，但是还有必要检验不同田间尺度应用的准确性。SørenHansen等（1998）设计了面向各种管理策略的土壤-植物-大气系统模型Daisy，该模型能模拟农业生态系统水热平衡、溶质平衡和作物生产。水量平衡模型由地表水量平衡和土壤水量平衡方程构成，地表水量平衡包括雪积聚和融化、降水截获、有效降水、作物冠层蒸发、入渗和地表径流，土壤水分平衡包括土壤壤中水流、大孔隙流、植物根系吸水和深层排水。热量平衡模型模拟土壤温度和土壤冻融。溶质平衡模型模拟溶质的运输、吸收和运转过程。作物生长模型模拟植物生长和发育，包含干物质的积累、氮在植物体内各部分的积累、叶面积指数动态和根系密度分布、植物物种之间的光、水和氮的竞争模拟。该模型可以整合到分布式水文模型中，能很好地反映农业生态系统中物质和能量的运动规律。澳大利亚科工组水土研究所，为了认识和定量描述SPAC系统中的能量平衡和物质循环的生物物理过程中各个环节的相互作用，以达到优化系统能量分配和物质循环的模拟，开发出该系统中水分和能量相互作用动力学过程的WAVES模型。该模型主要由三个部分组成：能量平衡亚模型、水量循环亚模型和碳素平衡亚模型，涉及到的生物、物理过程主要有太阳辐射能的分配、植物生长和同化能的分配和转化、降水入渗和再分布、植物吸收水分和水分蒸腾、蒸腾蒸发等。能量平衡亚模型是用Penman-Monteith大叶模型计算蒸腾蒸发量，空气动力学阻力视为常数，冠层阻力根据净同化率、水气压差和CO2浓度来计算。碳平衡亚模型是根据最大净同化速率考虑可获得的光、水、营养等因素计算日实际碳同化速率，并假设作物实际生长速率与可获得的资源水平。WAVES模型强调的是土壤水分运动物理和作物蒸腾的生物控制，可用来指导农田水管理，提高水分利用效率。果园水分运动机制与模拟的研究进展国内刘川顺等（1990）对柑桔树生长条件下土壤水分运动及耗散规律进行了研究，主要采用考虑果树生长动态的动态均衡法对土壤水分运动和果树耗水进行实例演算。但是该模型只是从水量平衡的角度来模拟土壤水分运动，而未能真正的从土壤水分动力学的角度来进行，也没有从整体上考虑果园水分动态过程，故演算结果与实际情况相差较大。郝仲勇等（2000）通过对苹果树根系的详细测定和研究，针对前人在作物根系吸水的研究中有争议之处，以大田一般情况为基础，提出了新的苹果根系吸水函数，并建立了以新函数源汇项的SPAC系统模拟模型，经田间试验检验，模拟准确、精度较高。但该模型只考虑定根系层深度和密度，没有考虑水分充分条件下根系的生长变化，更不用说考虑水分限制条件下根系深度和根系密度的动态变化，故不能模拟较长时段的土壤水分真实的动态过程。2001年中国农业大学与澳大利亚Tatura中心合作研究开发基于气候和土壤信息的果树物生理学和树冠发育的计算机模拟模型，模拟模型将具有分析评价以下内容的能力：1）果树品种、树冠结构与产量的关系（树体大小、形状和间距，树型及修剪系统）。2）不同土壤和气候条件下的灌溉制度。3）根系分布和灌溉（如RDI、滴灌、漫灌）对耗水量、枝条生长和产量的影响。4）咸水环境（如高地下水位、盐水灌溉）对枝条生长和产量的影响。5）排水、营养淋洗和土壤酸化。以上述模型为基础，开发果园土壤、灌溉、修剪和营养管理专家系统，专家系统将能为用户提供管理决策并进行技术推广和试验以检验专家系统的适用性。但是该模型大多以数理统计方法建立的，不能很好地反映实际，故模拟精度很难保证。1991年宾夕法尼亚州立大学农学院牵头、耗资35万美元，组织了园艺、农学、农业工程等多个专业的人员联合开发的可持续的果树管理信息系统。虽然该模型集成了许多专家的意见，但是该系统不是从机理上建立的模拟决策模型，而是以数量统计方法建立的，导致该系统还存在不合理的地方。2.3土壤-植物-大气系统（SPAC）水分传输监测技术土壤-植物-大气系统（SPAC）水分传输模拟中一个重要的任务就是确定模型所需的参数，参数的选取及其测定精度直接影响到模型应用效果，因此有必要对模型可能所需参数测定技术进行回顾，并根据实验室现有的条件尽量选取最佳测定技术。2.3.1土壤水分运动特征参数的测定技术土壤水分运动特征参数包括土壤含水率、土壤水分常数、土壤水分特征曲线、饱和导水率和非饱和导水率、比水容、土壤水入渗特征参数、土壤水蒸发特征参数。土壤含水率测定方法有烘干法、TDR法、酒精燃烧法、中子仪法、张力计法等，其中TDR法为最优秀的测定方法。时域反射仪（TDR）是80年代发展起来的快速测定土壤体积含水率的技术，它可以定点、定位、周期反复地测定土壤容积含水量的变化。它具有许多优点，如无核辐射，与称重法测定土壤含水率相比，它极其快速，与土壤类型没有关系，又不大受温度和压力的影响，因此，它已成为土壤水分测定的一项重要的新技术。测定土壤水分特征曲线的方法很多，在高吸力范围用压力膜法或15bar压力板装置，在低吸力范围可以用张力计法、多孔板漏斗法等。由于果树根系较深，因此根系活动区内的土壤一般会存在分层现象，所以土壤水分特征曲线、土壤水分运动参数、田间持水量、凋萎系数等土壤参数应分层进行测定。土壤水分特征曲线的测定可采用压力膜法、离心机法、田间土水势结合含水率测定法等方法。非饱和土壤导水率和非饱和土壤水分扩散率二者中只要知道任何一个，便可根据关系式确定另一个。为土壤水分特征曲线上斜率的倒数，称比水容。非饱和土壤水分扩散率可采用水平土柱法测定；非饱和土壤导水率可采用瞬时剖面法测定。田间持水量可采用容重环法、田间测定法等进行测定。凋萎系数可采用植物生长法、土壤吸力法等测定。根据近代土壤水势研究，已确认，凋萎系数相当于土壤吸力为0.6Mpa时对应的土壤含水量。因此，可采用压力膜法等测定土壤水分特征曲线的方法测定凋萎系数。2.3.2植物根系吸水、植物体内水分传输与叶面蒸腾测定技术根系吸水速率和植物茎杆水分传输（液流）速率可以采用同位素示踪法、热脉冲法、热平衡法、热扩散法、染色法、核磁共振光谱法、磁流体动力学法、激光脉冲法等方法测定。其中要数热脉冲技术较为成熟，自动化程度高，简单易行，能连续监测树干液流，适用于野外作业；其它方法或是技术不太成熟，或是操作不太方便，或是不适于野外作业。热脉冲法是采用对植物液流进行标记并测定其流动速率从而简洁地确定液流通量。采用热脉冲技术测定液流能基本保持植物的自然生长条件不变而获得植物的蒸腾耗水量，既能测定自然条件下的植物蒸腾量，同时经济上又是可行的。该方法被Zimmerman（1983）誉为“最优秀的液流测定技术”，最先被Rein(1928)用来测定动物血液流速，后来由Huber和他的同事改进并用来测定植物茎液流流速。近几十年来，随着计算机技术的飞速发展，国外研究者（Marshall,Swansan,Whitefield,Edwards,Green,etal）把热脉冲技术与计算机技术结合起来进行深入细致的实验研究，在方法上取得了历史性的突破，使得测定迅速可靠、准确，为研究森林中土壤—植被—大气系统中的水分传输规律提供了有力的技术支撑。植物根系和茎杆水力传导度的测定方法有蒸腾计法、加压出流法、压力探针技术、高压液流仪法。其中要数高压液流仪法测定植株水力导度最理想。高压液流仪是采用正压，将蒸馏水从茎基部压入根部，其方向和正常蒸腾条件下的水流方向相反，通过测定不同压力下的水流通量便可计算出根系的水力导度。水力导度可在准稳态和瞬态条件测定。在准稳态条件下压力维持数小时不变直至水流通量大体上稳定。在瞬态条件下压力每隔大约几分钟变化一次，所以水流通量随时间是不停的变化。Tyree等设计了准稳态和瞬态条件下的高压液流仪装置。该方法测定速度快；不受气泡干扰和碳水化合物剥夺的影响；可在田间原位状态下测定；同时还可以用来比较根-茎间水力导度的差别，因而是其它技术所无法比拟的。使用该技术可以研究田间原位状态下根水力导度的季节变化及外界环境条件如土壤温度、水势和微生物作用的影响。但这一技术也存在一些限制，如无法量测小根的水力导度。根、茎杆和叶水势测定可以采用热电偶湿度计法、压力室法等。其中近几十年内逐渐发展的压力室法，是最完善、方便、快捷的方法。叶面蒸腾速率和气孔导度测定主要采用光合测定系统，叶面积指数等冠层结构动态参数采用数字化的冠层分析仪确定。根系密度分布测定方法采用原位取样量测的方法，由于根系分布在垂直方向和水平方向都不均匀，因此一般应采用挖剖面取样。由于根系具有趋水性的缘故，因此灌水方法通常对根系分布具有较大影响，另外植株布置方式、植株个体发育状况、土壤非均匀性等因素都会影响根系分布。2.3.3植物生长小气候环境监测技术目前，农田和果园的空气温度、湿度、风速、太阳辐射等气候因子可以用自动气象站或农田环境监测系统监测。2.4果园水分运动机制与模拟尚需要进一步研究和解决的主要问题综合分析以往的研究发现，果树冠层结构与光能分配、冠层气孔导度、冠层动力学阻力等之间的关系及其在蒸发蒸腾模型中的应用尚未深入地研究；果树根系吸水与根系结构、土壤水分布等之间的定量关系以及以此为基础建立的根系吸水二、三维模型有待进一步的研究；果树水分传导与水力导度、水容及水势分布之间的关系有待进行定量研究；果园土壤-植物-大气系统水分传输模型还缺乏系统深入的研究。对果树水分散失、水分传导和水分吸收机制及模拟研究，将会解决果园水分的运行、消耗及利用等问题，提出果园水分调控的最优策略。而解决这一问题的必须首先解决如下几个主要问题。2.4.1果树冠层结构与果树冠层光能分配、冠层气孔导度、冠层空气动力学阻力之间的定量关系果树冠层结构直接影响到果园光能分配、冠层阻力及冠层水分散失。果树冠层简单地用叶面积指数来描述是远远不够的，因为与作物冠层相比果树冠层结构更加复杂、变异性大。所以有必要引入和果树相近的森林系统中冠层描述的方法，来描述果树冠层结构。同时有必要研究果树冠层结构与果树冠层光能分配、冠层气孔导度、冠层空气动力学阻力之间的定量关系，并以此为基础建立果树蒸发蒸腾模型。果树冠层的水分散失过程与作物的比起来，存在很大空间上变异性。如何描述这一特点，也是值得研究的问题。果树冠层在方位上存在明显的差异，一般来说在北半球南边的枝叶茂盛，而北边的稀疏。如何描述这一特点，也是值得研究的问题。果树的冠层动态过程的描述也存在同样的问题，因为在不考虑修剪等措施的条件下，今年果树的最大叶面积在一般情况下肯定是比去年的大，而比明年的小。但是，果树冠层的叶面积每年都是从无到有，再到无，所以其描述方法上应该采用动态增长的年最大叶面积值乘以时间周期变化函数描述。2.4.2果树根系吸水与根系空间分布结构、根区土壤分布等因素之间的定量关系果树根系结构与作物的也明显的不同，作物大多是一年生植物，其根系生长存在一个从无到有，再逐渐衰减的过程，而果树是多年生植物，其根系系统是多年生长的结果，也就是存在着年际间的连续性和差异性。果树根系系统的描述必须引入初始状态变量和生长变量，而在作物中是不需要初始变量，只需要生长变量。果树根系系统分布又体现了趋水性和变异性，与作物比起来，果树根系分布很不均匀，也就是说用一维的模型来描述果树根系吸水过程和果园土壤水分运动是不够的，有必要采用三维的模型，而二、三维模型的数值解又很不稳定，因此有必要研究描述果树根系吸水过程和土壤水分运动的二、三维模型及稳定的数值解法。多年的研究结果还表明果树根系在干燥条件下吸收水分的功能具有补偿和调节功能，如果在模型中能体现这一机制将会对模型模拟精度的提高起到重要作用。但是，如何在模型中实现这一机制是一件很难达到的，因此该问题将是研究中的又一大难点。2.4.3果树水分传导与水力导度、水容及水势分布之间的关系 有关研究表明，果树根系吸水与果树蒸腾存在滞后效应，主要受树体水分传导与水分存储的控制。对果树水分传导与水力导度、水容及水势分布之间的关系进行定量研究，将会有机地把果树根系吸水与果树蒸腾过程联系起来。2.4.4果园土壤-植物-大气水分传输模型 将果树根系吸水、树干水分传输与冠层蒸腾及土面蒸发有机结合起来建立果园土壤-植物-大气水分传输模型，并进行试验验证。从模拟结果中将会提出最优水分调控策略。3研究内容利用系统的、动态的观点研究和模拟果园土壤-植物-大气水分传输机制，主要研究内容如下：果园水分运动特征参数的试验确定野外取样、室内试验确定桃园和苹果园的土壤水分运动特征参数，利用冠层分析仪原位观测冠层发展动态，利用打孔取样法测定不同深度根系密度分布。果树根系密度分布测定方法采用原位取样量测的方法，由于果树的根系分布在垂直方向和水平方向都不均匀，且根系相对比较粗大，因此一般应采用挖剖面取样。由于根系具有趋水性的缘故，因此灌水方法通常对根系分布具有较大影响，另外植株布置方式、植株个体发育状况、土壤非均匀性等因素都会影响根系分布，所以在没有充分证据证明根系在水平方向的分布是以树干为中心成对称分布的情况下，应在树干的四周（东、西、南、北、东南、西南、东北、西北八个方位）均挖剖面取样，以便了解根系的真实分布情况。但当可以确定根系分布分别在行距方向和株距方向以树干为中心成对称分布时，可以减少取样剖面数量（此时可仅沿行距向、株距向及行株距对角线方向取三个剖面）。取样方式如图1所示。20cm20cm20cm20cm20cm20cm八个方位取样三个方位取样果园土壤-植物-大气水分传输机制研究利用热脉冲技术测定果树蒸腾，利用微型蒸渗仪测定果园土壤蒸发。根据监测资料、上面3.1中测定的根系密度动态和冠层结构动态分析果树根系吸水与果树蒸腾过程特征及其影响因素，即果树根系吸水与大气潜在蒸发能力、根系分布、土壤水分分布及有效性的关系，果树冠层阻力及蒸腾与土壤水分分布与有效性、气象参数之间的定量关系；同时分析果树冠层结构的动态变化规律，并以此建立光能截获、分配模型，为考虑冠层结构动态的蒸发蒸腾模型的建立提供理论基础。利用室内盆栽模拟试验研究果树水分传导与水力导度、水容及水势分布之间的定量关系。根据实验观测资料分析，利用类比欧姆定律的方法研究果树水分传导与果树叶水势、根区土水势、水力阻力及水容之间的关系。建立果园土壤-植物-大气水分传输模型利用土壤水动力学、微气象学和植物生理学的原理，建立包含土壤水分入渗、重分布和排水、根系吸水、果树蒸腾及土面蒸发等多项子功能模块的果园水分运动模型。利用VisualBasic6.0编写果园果园土壤-植物-大气水分传输模型的应用程序利用VisualBasic6.0编写果园水分运动模型的可视化应用程序。模型验证研究利用实测资料，进行模型验证研究。4研究方法与技术路线本研究以田间定量定位监测和室内模拟试验研究相结合为其总的技术路线，并采用果园和室内试验和理论分析及计算机定量模拟相结合的研究方法。4.1果园土壤-植物-大气系统水分传输机制研究在西北农林科技大学节水灌溉实验站桃园和苹果园进行不同时期果园水分散失和土壤水分动态监测试验，同时在教育部农业水土工程重点实验室内进行果树水分传导模拟试验。田间果园试验设在西北农林科技大学节水灌溉试验站。试验材料为成年苹果树和成年桃树。试验时土壤含水率采用TDR水分测定仪测定，必要时用取土烘干法进行对照测量；叶面蒸腾速率、气孔导度、光合速率等用CID便携式光合作用测定系统观测；叶水势用压力室测定；根茎液流采用SF100型热脉冲探针测定；土面蒸发采用微型蒸渗仪测定；太阳辐射、空气温度、湿度及其它地面气象因素由自动气象站获得。利用冠层分析仪测定果树冠层结构（树高、叶面积指数空间分布等），挖剖面取样的方法确定根系空间分布特征。室内试验确定果树水分传导与果树叶水势、根区土水势、水力阻力和水容之间的关系。试验材料为盆栽桃树。采用电子天平、光合测定系统、压力室和TDR相结合，来测测果树的蒸腾量、果树气孔导度、叶水势及根区的土壤含水率。以上这些系统的综合试验观测可为本研究提供可靠的基础资料。在试验研究的基础上，对其数据进行统计分析，并根据水分传输和气体交换理论、果树水分生理机制，建立果园水分运动传输模式，利用计算机对果树水分散失、水分传导与水分吸收过程进行定量模拟。4.2果园土壤-植物-大气系统水分传输的实现借鉴以往的土壤-植物-大气系统水分传输模型，采用理论分析的方法建立果园水分运动模型。然后利用VisualBasic6.0编写果园水分运动模型可视化程序。4.3果园土壤-植物-大气系统水分传输试验验证野外取样、室内试验确定桃园和苹果园的土壤水分运动特征参数，利用冠层分析仪原位观测冠层结构动态，利用打孔取样法测定不根系密度空间分布，利用TDR监测土壤水分动态，利用热脉冲技术测定树干液流，利用微型蒸渗仪测定土面蒸发。利用实测结果与模拟结果进行比较，分析模型的可行性。5创新点该项研究采用土壤水动力学、果树生理学、空气动力学以及计算机可视化语言学中的基本理论和前沿技术，以桃树和苹果树为研究对象，研究了果树水分散失与果树冠层结构、冠层导度之间的定量关系，果树水分吸收与根系结构、土壤水分空间分布与有效性等之间的定量关系，果树水分传导与果树叶水势、根区土水势和果树水分阻力、水容分布之间的定量关系，建立了果树蒸发蒸腾模型、果树树干水分传输模型与根系吸水模型，并将这三个模型整合成果园土壤-植物-大气系统水分传输模型，从预测结果中确定最优协调水-土-果树-环境关系的灌溉策略，以指导果树节水实践，构成了本研究的特色。6.预期成果系统深入地研究了果树水分散失与果树冠层结构之间的定量关系，果树根系吸水与根系结构、根区土壤含水率分布等的定量关系，果树水分传导与果树叶水势、土壤水势和果树水分阻力分布、水容之间的定量关系；建立并验证了果园土壤-植物-大气水分传输模型。预期可为果树学科灌溉提供一条最优调控水-土-果树-环境关系的有效途径，定量指导干旱地区果树灌溉管理，获得高产优质的果品。通过此项研究，可望获得国内领先的科研成果。这些成果将以学术期刊论文与学位论文及模拟软件的形式提供。7.经费来源 本项研究主要由张富仓教授主持的国家自然科学基金项目资助。8.进度计划2006/2.15-2007/3.1查阅文献写出开题报告，并准备开题；2007/4.15-2007/12.31和2008/4.15-2008/9.31布置、开展试验（两个全生育期）、分析处理数据并不断改进试验方案；撰写小论文2008/10.1-2009/4.30写出博士学位论文；2009/5.1-2009/6.25准备论文答辩参考文献康绍忠.旱地土壤水分动态模拟的初步研究[J].中国农业气象,1987,8(2):38-41.康绍忠,熊运章.干旱缺水条件下麦田蒸散量的计算方法[J].地理学报,1990,45(4):477-483.康绍忠,熊运章,刘晓明.用彭曼-蒙特斯模式估算作物蒸腾量的研究[J].西北农业大学学报,1991,19(1):13-20.康绍忠,邵明安.作物蒸发蒸腾量的计算方法研究[J].中国科学院、水利部西北水土保持研究所集刊,1991,13:66-74.康绍忠,刘晓明,高新科,熊运章.土壤-植物-大气连续体水分传输的计算机模拟[J].水利学报,1992,7:1-12.康绍忠,刘晓明.田间冬小麦蒸腾量的计算方法[J].水科学进展,1992,3(4):265-270.康绍忠,刘晓明,熊运章.冬小麦根系吸水模式的研究[J].西北农业大学学报,1992,20(2):5-12.康绍忠.土壤-植物-大气连续体水流阻力分布规律的研究[J].生态学报,1993,13(2):159-163.康绍忠,刘晓明,张国瑜.作物覆盖条件下田间水热运移的数值模拟[J].水利学报,1993,3:11-17.康绍忠,刘晓明,徐冲.无地下水补给条件下玉米田水分微循环的动力学模式及其应用[J].水利学报,1993,5:1-9.康绍忠.土壤-植物-大气连续体水分传输动力学及其应用[J].力学与实践,1993,15(2):11-19.康绍忠,刘晓明,熊运章.土壤-植物-大气连续体水分传输理论及其应用[M].北京:水利电力出版社,1994.康绍忠,蔡焕杰.农业水管理学[M].北京:中国农业出版社,1996.康绍忠,张建华.不同土壤水分和温度条件下土根系统中水分传导的变化及其相对重要性[J].农业工程学报,1997,13(2):76-81.康绍忠,胡笑涛等.地下水位较高条件下不同根区湿润方式对梨树根茎液流及其水分平衡的影响[J].农业工程学报,2001,17(3):15-23.姚建文.作物生长条件下土壤含水量预测的数学模型[J].水利学报,1989,9:24-29.邵明安,杨文治,李玉山.植物根系吸收土壤水分的数学模型[J].土壤学报,1987,4:23-29.刘川顺.柑桔树生长条件下土壤水分运动及耗散规律的研究[硕士论文].武汉:武汉水利电力学院,1990.郝仲勇,刘洪禄,杨培岭.果树根系吸水函数的建立[J].农业工程学报,2000,16(增刊):53-56.莫兴国.土壤-植被-大气系统水分能量传输模拟和验证[J].气象学报,1998,56(3):323-332.刘树华,黄子琛,刘立超.土壤-植被-大气连续体中蒸散过程的数值模拟[J].地理学报,1996,51(2):118-126.沈荣开,任理,张瑜芳.夏玉米麦秸全覆盖下土壤水热动态的田间试验和数值模拟[J].水利学报,1997,2:14-21.沈振荣.水资源科学实验与研究-大气水、地表水、土壤水、地下水相互转化关系[M].北京:中国科学技术出版社,1992.黄冠华,沈荣开,张榆芳.作物生长条件下蒸发蒸腾的模拟与土壤水分动态模拟[J].武汉水利电力大学学报,1995,28(5):25-32.姚德良,李家春,沈卫明.植物固沙区土壤水热运移耦合模型研究[J].力学学报,1996,28(5):513-521.姚德良,丘克俭,冀伟等.在植物耗水条件下土壤水分动态的数值模拟[J].土壤学报,1993,30(1):111-116.刘伟,赵绪新,黄素逸,张浙.HIPAS系统中热湿传输的理论模型[J].华中理工大学学报,1997,25(5):1-4.毛晓敏,杨诗秀,雷志栋.叶尔羌灌区冬小麦生育期SPAC水热传输的模拟研究[J].水利学报,1998,7:35-40,45.赵颜霞,王馥棠.土壤-作物-大气连续体水分循环与作物生产关系的模拟模式研究[J].应用气象学报,1997,8(4):428-436.沈明林.我国果树科技发展战略研究[硕士毕业论文].南京:南京农业大学,2000.贾炜玮.落叶松人工林树冠构筑型及枝生长动态的研究[硕士毕业论文].哈尔滨:东北林业大学,2002.柳云龙.低丘红壤水分特性和农田作物水分模拟信息系统研究[D].杭州:浙江大学,2002.陈德清.冬小麦根系的分形分析和生长模拟[D].北京:中国农业大学,1996.李保国,龚元石,左强等.农田土壤水的动态模型及应用[M].北京:科学出版社,2000.雷志栋,杨诗秀,谢森传.土壤水动力学[M].北京:清华大学出版社,1988.孙景生,康绍忠,熊运章.农田蒸发蒸腾模拟计算的理论与方法[J].灌溉排水,1993,12(3):32-35.王汉江等.生态边界层理论与方法[M].北京:中国林业出版社,1999:21-28.莫兴国等.基于Penman-Monteith公式的双源模型的改进[J].水利学报,2000,5:6-11.KangS.Z.,ZhangF.C.,ZhangJ.H.Asimulationmodelofwaterdynamicsinwinterwheatfieldanditsapplicationinasemiaridregion[J].AgricWaterManagement,2001,49(2):115-129.KangS.Z.,CaiH.J.,ZhangJ.H..Estimationofmaizeevapotranspirationunderwaterdeficitsinasemiaridregion[J].Agric.WaterManagement,2000,43:1-14.Caspari,H.W.,Green,S.R.,etal.Transpirationofwell-wateredandwater-stressedAsianpearasestimatedbylysimeter,heatpulseandthePenman-Monteithmodel[J].Agri.andFor.Meter.,1993,67:13-27.EckerstenH.,Noronha-SannervikA.,NymanP.,TorssellB..ModellingmassflowsinsoilplantsystemsusingMatlab/Simulink.In:Björneå,T.I.,Ed.NordicMATLABConference–Program&Proceedings.October17-18,Oslo,Norway,2001,2:KowalikP.J.,EckerstenH..Watertransferfromsoilthroughplantstotheatmosphereinwillowenergyforest[J].EcologicalModelling,1984,26:251-284.PhilipJ.R.Plantwaterrelations:somephysicalaspects[J].Ann.Rev.PlantPhysiol.,1966,17:245-268.JanssonPE,KarlbergL..Coupledheatandmasstransfermodelforsoil-plant-atmospheresystems.RoyalInstituteofTechnology,DeptofCivilandStockleS.O.,JaraJ..Modelingtranspirationandsoilwatercontentfromacorn(ZeaMaizeL)field:20minvs.daytimeintegrationstep[J].AgriculturalandForestMeteorology,1998,HardingR.J.,HuntingfordC.,CoxP.M..Modelinglong-termtranspirationmeasurementsfromgrasslandinsouthernEngland[J].AgriculturalandForestMeteorology,2000,100:MeiresonneL.,NadezhdinN.,etal.MeasuredsapflowandsimulatedtranspirationfromapoplarstandinFlanders(Belgium)[J].AgriculturalandForestMeteorology,1999,96:165-ZhangHP,LesterPS,etal.Estimationoftranspirationbysingletrees:comparisonofsapflowmeasurementswithacombinationequation[J].AgriculturalandForestMeteorology,2000,102:75-JeanDauzat,BrunoRapidel,AndreBerger.Simulationofleaftranspirationandsapflowinvirtualplants:modeldescriptionandapplicationtoacoffeeplantationinCostaRica[J].AgriculturalandForestMeteorology,2001,109:143-CyrilSoler,FrancoisX.Sillion,FredericBlaise,etal.Anefficientinstantiationalgorithmforsimulatingradiantenergytransferinplantmodels[J].ACMTransactionsonGraphics,2003,22(2):204-233.Green,S.R.,andClothier,B.E..Rootuptakebykiwifruitvinesfollowingpartialwettingoftherootzone[J].PlantandSoil,1995,173:317-328.Green,S.R.,andClothier,B.E..Theresponseofsapflowinapplerootstolocalizedirrigation[J].Agr.WaterMana.,1997,33:63-78.AcevediE.,Hsiao,T.C.,etal.Theeffectsofwaterstressontheplant[J].PlantPhysiology,1971,48:631-636.Wenkert,W.,Lenmon,E.R.,etal.Physiologicaladaptationofplantunderwaterstresscondition[J].AgronomyJournal,1978,70:761-764.Gallacher,A.E.,SprentJ.I..Variationofcanopyandrootsstructuresinmaizeplantinpartialsoildrying[J].JournalofExperimentalBotany,1978,29(109):413-423.BoyerJ.S..Theregulationofplantgrowthunderthewaterdeficit[J].PlantPhysiology,1970,46:233-235.Swanson,R.H.,andWhitefield,D.W.A.Anumericalanalysisofheatvelocitytheoryandpractice.J.Exp.Bot.,1987,32:221-239.Green,S.R.Radiationbalance,transpiraionandphytosynthsisofanisolatedtree[J].Agri.andFor.Meter.,1993,64:201-221.Green,S.R.,Clothier,B.E.,Wateruseofkiwifruitvinesandappletreesbyheatpulsetechnique[J].J.ofExp.Bot.,1988(39):115-123.Green,S.R.,etal.TranspirationofgrapetreesasdeterminedbyheatpulseandaPenman-Monteithmodel[J].Agri.For.Meter.1995,67:13-27.GreenSteve,ClothierBrent.Therootzonedynamicsofwateruptakebyamatureappletree[J].Plantandsoil,1999,206:61-67.TrambouzeW.,VoltzM..MeasurementandmodelingofthetranspirationofaMediterraneanvineyard[J].Agri.andFor.Meter.2001,107:153-166.HardingR.J.,etal.Modelinglong-termtranspirationmeasurementsfromgrasslandinsouthernEngland[J].Agri.andFor.Meter.,2000,100:309-322.RosanneChabot,etal.Sugarcanetranspirationwithshallowwater-table:sapflowmeasurementsandmodeling.Agr.WaterMana.2000,54:17-36.Ogink-HendriksM.J.ModelingsurfaceconductanceandtranspirationofanoakforestintheNetherland.Agri.For.Meterol..1995,74:99-118.Lai,Ch.T.,etal.Thedynamicsroleofroot-uptakeincouplingpotentialtoactualtranspiration.AdvancesinWaterResources.2000,23:427-439.GranierAndre,etal.Measuringandmodelingthetranspirationofamaritimepinecanopyfromsap-flowdata.Agri.andFor.Meter.1994,71:61-81.Jarvis,P.G.,James,G.B.,etal.ConiferousforestIn:Monteith,J.L.(Ed.),VegetationandtheAtmosphere,Vol.2.CaseStudies,AcademicPress,NewYork,1976,273:593-610.Grossman,Y.L.,DeJongT.M..Carbohydraterequirementsfordarkrespirationbypeachvegetativeorgans.TreePhysiology,1994,14:37-48.Buck-SorlinG.H.,BellA.D..ModelsofcrownarchitectureinQuercuspetraeaandQ.robur:shootlengthsandbudnumbers.Forestry,2000,73(1):1-19.Buck-SorlinG.H.,BellA.D..CrownarchitectureinQuercuspetraeaandQ.robur:Thefateofbudsandshootsinrelationtoage,positionandenvironmentalperturbation.Forestry,2000,73(4):5-9.ChelleM.,AndrieuB..Thenestedradiositymodelforthedistributionoflightwithinplantcanopies.EcologicalModelling,1998,111:75-91.DanjonF.,SinoquetH.,GodinC.,ColinF.,DrexhageM..Characterisationofstructuraltreerootarchitectureusing3DdigitisingandAMAPmodsoftware.PlantandSoil,1999,211:241-258.Díaz-AmbronaC.H.,TarquisA.M.,InésMínguezM..CanopymodellingwithparametricopenL-system:AcomparisonwithMonsiandSaekimodel.FieldCropResearch,1998,58:1-13.DisneyM.I.,LewisP..AninvestigationofhowlinearBRDFmodelsdealwiththecomplexscatteringprocessesencounteredinarealcanopy,Proc.IEEETrans.Geosci&Rem.Sens.,(IGARSS'98),1998,Jul.6th-10th,Seattle,USA(CDROM).DrouetJ.L.,MouliaB.,BonhommeR..Dochangesintheazimuthaldistributionofmaizeleavesovertimeaffectcanopylightabsorption?Agronomie,1999,19(3/4):281-294.EschenbachC..Theeffectoflightacclimationofsingleleavesonwholetreegrowthandcompetition-anapplicationofthetreegrowthmodelALMIS.AnnalsofForestScience,2000,57(5/6):599-609.FournierC.,AndrieuB..A3Darchitecturalandprocess-basedmodelofmaizedevelopment.AnnalsofBotany,1998,81:233-250.FournierC.,AndrieuB..ADEL-maize:anL-systembasedmodelfortheintegrationofgrowthprocessesfromtheorgantothecanopy.Applicationtoregulationofmorphogenesisbylightavailability.Agronomie,1999,19(3/4):313-327.FrühTh.,KurthW.Thehydraulicsystemoftrees:Theoreticalframeworkandnumericalsimulation.JournalofTheoreticalBiology,1999,201:251-270.GalitskiiV.V..Dynamic2