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生態水文學(簡體書)
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商品簡介

作者簡介

目次

從生產力最大化驅動下植物特性的自然選擇出發,本書致力于有植被覆蓋地表的簡化生物氣候邊界條件的推導和應用,并尋求下面兩個問題的答案:
在動態平衡狀態下,樹木及其森林群落的物理特征與其生長的氣候和土壤是什么關系?
在一個給定的氣候和土壤條件下,某一物種的最大生物生產力有多大?
本書從森林生長的內在控制因素在小尺度上的物理機制,即冠層內的光、CO2、水汽和顯熱的垂直通量入手,然后擴展到考慮外部控制因素的大尺度機理,即水量平衡與熱量平衡。由此,導出了最大生產性冠層結構的兩個狀態變量,并提出了給定氣候、土壤和物種的地表水文邊界條件。最后,通過理想化氣孔對光和水分的反應 并假設植物趨于無脅迫的平均狀態,推導出滿足最大植物生產力的物種、氣候和土壤之間的必要關系。這些新的概念用于定義植物群落的“氣候頂極”邊界,以及估算冠層的凈初級生產能力。
生態水文學將水文學和生態學結合在一起,并且從自然選擇概念推導并提出了統一原理。它可應用于預測氣候緩慢變化下植物的響應。本書可供從事生態水文學、水文氣候學、森林生態學以及地表水文學研究的研究生和科學家參考。
Peter Eagleson是美國麻省理工學院土木與環境工程系的名譽教授。1969~1975年,任麻省理工學院土木工程系主任,1986~1988年任美國地理聯合會(American Geographical Union)主席,1987~1991年任美國國家研究理事會“水文科學的機遇”委員會主席。Eagleson教授在氣候、土壤和植被相互作用的前沿理論研究領域已經工作了20多年。本書包含了他在此期間所開創的許多水文學新進展。由于他在這一領域的杰出貢獻,Eagleson教授獲得了許多榮譽,包括最近美國地理聯合會頒發的William Bowie獎章(1994年)、斯德哥爾摩水獎(Stockholm Prize,1997年)以及歐洲地理聯合會頒發的John Dalton獎章(1999年)。他之前的著作有:《Dynamic Hydrology》(1970年)和《Land Surface Processes in Atmospheric General Circulation Models》(劍橋大學出版社,1982年)。
中文序
譯者前言
序言
前言
致謝
符號注釋
單位換算表
日常用語和科學術語
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 概述
第2章 冠層結構
2.1 概述
2.2 群叢結構
2.3 植冠外形
2.4 體密度
2.5 葉傾角
2.6 葉片類型
第3章 輻射通量
3.1 概述
3.2 定義
3.3 輻射的分解
3.4 生長期內名義平均日射率
3.5 生長期長度
3.6 穿透冠層的直接輻射
3.7 穿透冠層的漫輻射
3.8 穿透冠層的總輻射
3.9 光學最優性
3.10 輻射系統的結構響應
第4章 湍流通量
4.1 背景
4.2 動量通量簡介
4.3 動量通量的一般公式
4.4 均勻冠層中動量通量的特征
4.5 均勻葉狀冠層的動量通量:M=1
4.6 均勻莖狀冠層的動量通量
4.7 非均勻葉狀冠層的動量通量:M=1
4.8 阻抗劃分
4.9 開口冠層的渦流粘度:M=1
4.10 質量和顯熱通量
4.11 飽和表面的蒸發
4.12 等價大氣阻抗
4.13 飽和氣孔表面蒸騰
4.14 干燥葉片表面的蒸騰
4.15 干旱森林冠層的蒸騰作用
第5章 能量平衡
5.1 定義和假設
5.2 狀態空間中的蒸發
5.3 波文比的范圍
5.4 蒸騰
5.5 冠層—大氣的溫差
5.6 營養物質和C02通量的關聯性
第6章 水量平衡
6.1 概述
6.2 模型框架
6.3 降雨
6.4 降雨下滲和地表徑流
6.5 潛在(無脅迫)蒸騰量
6.6 裸土蒸發
6.7 水分脅迫下的蒸騰
6.8 滲透以及毛細管上升
6.9 地表持水的蒸發
6.10 年(或季節)平均的水量平衡
6.11 植被的狀態空間
6.12 臨界水分狀態
6.13 結論
第7章 最優冠層導度
7.1 補償光強
7.2 閉合冠層的阻抗比:M=1
7.3 稀疏冠層的阻抗比:M=1
7.4 中等冠層蓋度的阻抗比
7.5 冠層的狀態變量:蓋度和阻抗比
第8章 最優生物氣候
8.1 光合作用
8.2 單葉的光合作用能力
8.3 單葉生產力的光控制
8.4 單葉生產力的水分控制
8.5 光照和水分對葉片生產力的聯合控制
8.6 冠層平均意義上的葉片生物氣候最優性
第9章 自然生境與頂極群落
9.1 生境約束回顧
9.2 定理一:熱
9.3 定理二:光
9.4 定理三:水分
9.5 結論
第10章 凈第一生產力和群落交錯區
10.1 冠層生物量生產
10.2 群落交錯區
第11章 總結、討論與展望
11.1 總結
11.2 討論
11.3 展望
附錄A 植冠形狀對冠層中氣流的影響
附錄B 濕潤簡單表面的潛在蒸發量估算
附錄C 水量平衡方程
附錄D 指數衰減的性質
附錄E 反映生產力的蒸騰作用
附錄F 美國氣象站的暴雨量:柏林(Poisson)矩形脈沖模型的參數
附錄G G函數的推導
附錄H 作為物種常數的冠層吸收指數和補償比例
附錄I 術語表
參考文獻

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