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...
GLYCIM模式最早在1982由Dr. Acock等人建立，經過Dr. V.R. Reddy, Dr. Yakov Pachevsky, Dr. Dennis Timlin 等人測試與修訂，根據Dr. Reddy口述，Ken Boote最早也有參與GLYCIM模式開發，後來依據GLYCIM模式的基礎建立CROPGRO模式，因此CROPCRO與GLYCIM模式有一定的相似度。原本的GLYCIM模式使用Penman monteith進行水平衡模擬、Hyperbolic equation模擬光合作用，該模式相當令人驚豔之處在於能夠反映淹水情境下，根部活性降低、生長速率下降與根瘤死亡，可以從上述的現象探討淹水情境下，大豆的生理變化以及元素平衡，對於最終產量的影響。
Dr. Timlin在20年以前就開始協助GLYCIM模式土壤模型的建立，這幾年重新將GLYCIM模式與2DSOIL結合成為2DGLYCIM，並且使用FvCB取代Hyperbolic equation進行光合作用模擬，可想像是另一個昇級版的大豆模式。目前模式的原始碼仍然是公開的，只要有興趣的人都可以在Github上找到GLYCIM，Dr. Reddy的團隊一直歡迎大家取用模式，這個氣度永遠是我無法企及的。
GLYCIM模式所需的作物參數檔下表，可以看到參數檔當中有相當大的部分用來模擬作物的發育，模式的時步(time step)是小時，在這個模式既可以觀察到Dr. Acock盡量使用生長/發育速率的取代累積溫度，很大的程度影響到MAIZSIM模式。GLYCIM模式假設的基礎溫度是0℃，並無optimum temperature，值得觀察高溫環境下是否能使用beta function來取代現行的linear equation。
參考文獻
1. Reddy, V. Allometric Relationships in Field-grown Soybean. Annals of Botany 1998, 82, 125-131, doi:10.1006/anbo.1998.0650.
2. Haskett, J.D.; Pachepsky, Y.A.; Acock, B. Estimation of soybean yields at county and state levels using GLYCIM: A case study for Iowa. Agronomy Journal 1995, 87, 926-931.
Dr. Timlin在20年以前就開始協助GLYCIM模式土壤模型的建立，這幾年重新將GLYCIM模式與2DSOIL結合成為2DGLYCIM，並且使用FvCB取代Hyperbolic equation進行光合作用模擬，可想像是另一個昇級版的大豆模式。目前模式的原始碼仍然是公開的，只要有興趣的人都可以在Github上找到GLYCIM，Dr. Reddy的團隊一直歡迎大家取用模式，這個氣度永遠是我無法企及的。
GLYCIM模式所需的作物參數檔下表，可以看到參數檔當中有相當大的部分用來模擬作物的發育，模式的時步(time step)是小時，在這個模式既可以觀察到Dr. Acock盡量使用生長/發育速率的取代累積溫度，很大的程度影響到MAIZSIM模式。GLYCIM模式假設的基礎溫度是0℃，並無optimum temperature，值得觀察高溫環境下是否能使用beta function來取代現行的linear equation。
| 代碼 | Definition | 定義 | 備註 |
|---|---|---|---|
| MG | maturity group number (group 00 = 1) | 成熟群 | |
| SEEDLB | number of seeds per pound weight typical for cultivar | 每磅籽粒數 | Sink |
| FILL | Seed fill rate mg seed day-1 (24oC) | 24oC大豆充實速率 (mg seed-1day-1) | Sink |
| DET | Determinancy of cultivar | 有限生長/無限生長 | |
| PARM1 | correction to Pennman equation (usually 1.0) | Pennman equation係數 | |
| PARM2 | slope of the dependence of VSTAGE on temperature integral, dday-1 | 主幹節數增加的速率(1/積溫) | Development |
| PARM3 | maximum VSTAGE | 主幹最大節數 | Development |
| PARM4 | correction factor for the early V rate to account for clay content | Development | |
| PARM5 | Progress rate towards R0 at solstice, day-1 | (夏至時173DOY)至R0的生育期變化進程(1/發芽至R0日數) | Development |
| PARM6 | daily rate of the progress to R0 before solstice, day-1 | (夏至前173DOY)至R0的生育期變化進程(1/發芽至R0日數) | Development |
| PARM7 | daily rate of the progress to R0 after solstice, day-1 | (夏至後173DOY)至R0的生育期變化進程(1/發芽至R0日數) | Development |
| PARM8 | progress rate from R0 towards R2, day-1 | R0至R2生育期變化進程(1/日數) | Development |
| PARM9 | slope of the dependence of R2end on the JDFRST (emergence date), day-1 | Development | |
| PARM10 | intercept of the dependence of R2end on the JDFRST (emergence date), day-1 | Development | |
| PARM11 | progress rate from R2 towards R6, dday-1 | R2至R6生育期變化進程(1/積溫) | Development |
| PARM12 | length of the plateau R5, dday-1 | R5的持續時間 (積溫) | Development |
| PARM13 | length of the plateau R6 with no stress, dday-1 | 沒有逆境下R6的持續時間 (積溫) | Development |
| PARM14 | rate of the decay of the R6 plateau as the stress increases, dday-1 | 逆境影響R6的程度 (積溫) | Development |
| PARM15 | rate of the progress towards R7, dday-1 | 至R7stage進程(1/積溫) | Development |
| PARM16 | R stage to stop vegetative growth | 葉片停止生長時的R stage | Growth |
| PARM17 | Potential elongation / dry weight increase of petioles | 葉柄增加長度/葉柄增加重量 | Sink |
| PARM18 | Potential rate of the root weight increase | 根重增加速率 | Sink |
| PARM19 | Increase in pod weight / progress in R stages | 豆莢增加重量/每增加一R stage | Sink |
| PARM20 | relates increase in seed weight and FILL | 豆莢增加重量/每增加一R stage | Sink |
| PARM21 | a in relationship between height and V stages “a” in the dependence (h=a*v^b) between height and V stages | (株高的參數) | Morphology |
| PARM22 | b in relationship between height and V stages “a” in the dependence (h=a*v^b) between height and V stages | (株高的參數) | Morphology |
| PARM23 | Number of branches / plant density | 分支數量/栽植密度 | Morphology |
| PARM24 | Stem weight / stem elongation | 主幹重量/主幹增加長度 | Sink |
| PARM25 | Increment in leaf area / increment in vegetable stages | 每一個V stage增加之葉面積 | Morphology |
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