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Tipping Bucket Model (3): Parameters

延續上一講的雙域視角(巨孔隙/微孔隙),這一講的參數會分成兩組來看:定義「桶子形狀」的靜態參數(LL、DUL、SAT、bulk density),跟決定「桶子怎麼漏水」的動態參數(SWCON、𝐾𝑠𝑎𝑡)。 3.1 靜態參數:桶子的三條水位線 (1) LL(Lower Limit,凋萎點下限) 這是植物完全無法吸取的水分下限,操作型定義通常對應到 −1.5 MPa(15 bar)的基質勢。在微孔隙/巨孔隙框架下,LL 描述的完全是微孔隙域——這個含水量下,水被吸附在極細孔隙的表面,基質勢極負,只存在於微孔隙的毛細跟吸附作用力範圍內,巨孔隙在這個含水量早就空了。 DSSAT 通常用 LL(而不是永久凋萎點 wilting point)這個名稱,是因為它其實是「特定作物根系可達到的下限」,理論上依作物種類、根系穿透力略有差異,但實務上常直接借用土壤的物理凋萎點。 (2) DUL(Drained Upper Limit,排水上限) 這是整套 bucket 理論裡最關鍵的一條線——它同時也是上一講講的「巨孔隙排水」的觸發點:𝑆𝑊> 𝐷𝑈𝐿 SW>DUL 才會啟動𝐷𝑅𝐴𝐼𝑁𝐿 方程。 物理意義上,DUL 是「重力排水已經(近似)結束、只剩微孔隙毛細力撐著水」的那個含水量,通常對應基質勢在 −10 到 −33 kPa 之間(視質地而定,砂土接近 −10 kPa,黏土接近 −33 kPa)。用雙域語言講:DUL 就是巨孔隙域清空、微孔隙域仍飽滿的那條分界線。這也是為什麼 DUL 不是一個絕對的物理常數,而是跟排水時間、量測方式高度相關的操作型定義——現場量測通常是「飽和後排水1–2天」的含水量,這個「1–2天」本身就是承認巨孔隙排水需要一點時間,但排水速率遠快於微孔隙。 (3) SAT(Saturation,飽和含水量) 這是巨孔隙+微孔隙全部孔隙都灌滿水時的含水量,約等於總孔隙度 𝜙 。注意上一講 Emerman 論文提到的關鍵假設——「巨孔隙域跟微孔隙域必須有相同的飽和含水量才能讓雙域模型的擬合站得住腳」。這句話反過來提醒你:SAT 這個看似簡單的參數,其實隱含了「兩個域共享同一個總孔隙空間」的假設,在真實土壤中不一定成立(比如強烈結構化的黏土,巨孔隙可能只佔總孔隙度很小一部分)。 (4) Bulk...

DSSAT - 模式輸出檔

DSSAT 的輸出檔格式包括ASCII text 和 CSV (逗號分隔取值) 兩種格式,預設的輸出檔格式為text,如果需要使用其他程式如 R 或 Excel 分析時,則稍嫌不方便。 如果要更改輸出檔,從 "Crop management data" 點取"Simulation option",再點選"output",在Format的地方選擇 "Comma separated values (CSV)"。 這邊有個bug:如果使用CERES-MAIZE進行模擬,可以順利的產出CSV檔,但是若CSM-IXIM則無法產出CSV檔。 轉檔小工具 如果CERES-MAIZE進行模擬,植物的模擬結果檔是 PlantGro.OUT,如果選擇 IXIM 進行模擬時,植物的模擬結果檔為 OPG附檔名,如TW482001.OPG。 https://github.com/Chuchung0604/DSSAT-tool/blob/main/readPlant.py 輸出檔代號 在C:\DSSAT47\DATA.CDE 這個檔案當中,可以查閱到輸出檔代號的註解,以下針對CERES-MAIZE的輸出檔代號進行整理 L#SD:每一莖上的葉數 GSTD:生育期,分別為0-5的整數 LAID:葉面積指數 LWAD:葉乾重,單位 kg/ha SWAD:莖乾重,單位 kg/ha GWAD:籽粒乾重(Grain weight),單位 kg/ha RWAD:根乾重,單位 kg/ha VWAD:地上部營養生長部位乾重 Vegetative weight (莖+葉),單位kg/ha CWAD:可能是地上部乾重 Tops weight,單位kg/ha G#AD:籽粒數,單位 1/每株,(例:735) GWGD:單粒重 Unit grain weight,單位 mg/grain HIAD:收穫指數 (籽粒重/地上部乾重) PWAD:穗乾重 pod weight,單位 kg/ha P#AD :單位面積的穗數,單位 穗數/m2 WSPD:光合作用水分逆境指數,無單位,0-1,0表示無逆境,1表示逆境最大 SWGD: expansion/partioning/development 的水分逆境指數,0-1 NSTD:氮逆境指數,0-1