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...
工作區 (workspace) STICS模式模擬大部分所需要的資料都會在工作區當中,但是植物參數則是在plant的資料夾當中。STICS的資料使用xml編輯,只需要用notepad就可以打開閱讀。 建立新工作區 打開JavaStics.exe,選擇File → New workspace 建立新的工作區,就可以看到玉米的範例maize。 總共包含了11個檔案 氣象日資料檔的附檔名為年份 (.1996)氣象站的資料為_sta.xml,初始狀態檔為_ini.xml、田間管理為_tec.xml、如果有實測資料則可建立.obs檔、所有的土壤資料都在sols.xml、模擬的資料再usms.xml、輸出資料的設定檔在var.mod當中 模擬檔案都在usms.xml當中、土壤資料都在sol.xml當中,每個working space只會有一個usms.xml 和sol.xml。 建立氣象檔 STICS模式內部有建立氣象資料的工具,可以讀取CSV檔之後直接生成模式所需要的氣象檔。 選擇 Model input → Local parameter → Climate → Formatting a climate file,即可打開氣象資料產生的工具檔 經過測試,可輸入的檔案為CSV氣象資料,但是STICS只能選擇分號或者空白分隔,無法讀取逗號分隔的檔案,目前選擇的方法是先產出CSV檔,再進入將逗號取代為分號,或許可以使用python 或R語言直接匯出符合使用的csv檔。 輸入的檔案為逐日氣象資料,我們可以將所有年度的氣象檔放在同一個CSV底下,STICS模式會自動產出每一個年度一個檔案,因此建議可以在STICS模式的資料夾當中另外產出一個專門存放氣象CSV的資料夾,再透過小工具產出程式可以讀取的氣象檔。 我們在這裡使用的範例如下 再依序的將每一行對應的內容填入視窗中,氣象資料的第一列是表頭,因此我們就設定number of headlines 為1。 依序填完後就可以按generate,程式就會自己產出氣象檔 批次化模擬 JavaSticsCmd.exe --run iceberg JavaSticsCmd.exe --run iceberg L1-M572_17J L2-M780_17J