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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...

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工作表名稱 說明 備註
1.Description ID這個欄位串起不同模擬項次資料,包含土壤、氣象、玉米品種、施肥、玉米條件初始值、有機質、時間、品種、氣象
2. Biology 土壤中有機物質成分的組成描述。
3. Climate 氣象檔案的檔頭,其參數是氣象站所量測到的氣象資料。
4. Fertilization 依照ID填入施肥日期以及施肥量。
5. GridRation 土壤資訊(種植深度)。
6. GridX 土壤分層深度。
7. Init 初始條件,包含種植地點、種植密度、種植以及採收時間以及是否有自動灌溉模式等資訊。
8. Irrig 紀錄灌溉時間。
9. Soil 依照土壤調查報告,填入個土壤系分層特性。
10. Solute 採預設值。
11. Time 起始種植以及採收時間,其記錄氣象資料為每天或是每時。
12. Variety 不同作物的特性設定。
13. Weather 紀錄天候資料為每日或是每小時。
   
欄位名稱 說明 填寫範例
ID 為每個模擬項次命名,串接起相對應的土壤、氣候、位置、有機質等檔案 Wufeng_99_BoMi_CK
SoilFile 土壤資訊,為同一地區,檔案可以共用。 Wufen.soi
Weather File name 氣候資訊,同一栽種期間共用檔案 Wufeng99.wea
Hybrid 此為作物品種資訊 BoMi
Variety File 作物設定變數 BoMi.var
Climate File 栽種地區氣候資訊 Wufeng99climate.dat
Location 栽種地區位置資訊 WuFeng
Nitrogen File Wufeng99.nit
Solute NitrogenDeafualt
   



1.      Soil – initial type
“m” means initialize hNew as matric potential, e.g, -200, -100, etc

“w” means initialize hNew as water content , e.g., 0.32, 0.22 etc

I added this because sometimes initial water content was known but not matric potential

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