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目录1

第一章 植被冠层内的辐射传输1

1.1 植物冠层的几何结构1

1.1.1 冠层高度、叶面积指数和叶面积密度2

1.1.2 叶角分布函数、XL-指数和G-函数4

1.1.3　冠层元素的空间散布模型8

1.2 叶片和冠层的光学性质12

1.2.1 叶片的散射和吸收光谱12

1.2.2　单张叶片散射相函数13

1.2.3　冠层体积散射相函数16

1.2.4　冠层面积散射相函数17

1.3 冠层短波辐射传输20

1.3.1　基本方程20

1.3.2　边界条件23

1.3.3　求解方法25

1.3.4 简化模式36

1.3.5　模式检验38

1.4 冠层长波辐射输送39

1.5 冠层内的净辐射通量密度43

第二章　大气近地面层的湍流输送44

2.1 近地面层湍流运动方程44

2.1.1 大气运动的基本方程组44

2.1.2　平均流方程46

2.1.3　湍流通量方程48

2.1.4　闭合假定51

2.1.5 常通量层和方程的简化54

2.1.6　近地面层的相似性58

2.2 通量—廓线关系62

2.3 湍流通量的计算方法64

2.3.1 用梯度资料确定动量和热量通量64

2.3.2 Penmen-Monteith模式66

2.3.2 Brown-Rosenburg模式72

第三章　植物叶片边界层73

3.1 动量边界层73

3.1.1 粘性73

3.1.2　平板边界层75

3.1.3 叶片阻力77

3.2 热边界层80

3.2.1 热流通量80

3.2.2　强迫对流热输送81

3.2.3 自然对流热输送86

3.3 水汽边界层88

第四章 植物冠层内的动量交换90

4.1 冠层空气运动方程90

4.1.1 动量守恒方程90

4.1.2　二阶矩方程94

4.2 冠层风场和湍流场的观测事实97

4.2.1 平均风速廓线97

4.2.2　切应力廓线97

4.2.3 湍流强度98

4.2.4　湍流能谱99

4.3 冠层上方的通量—廓线关系101

4.4 冠层流模型106

4.4.1　一阶闭合模式106

4.4.2　冠层—大气耦合的一阶闭合模式111

4.4.3　二阶闭合模式116

4.4.4　模式检验118

第五章　土壤水运动122

5.1 土壤含水量和土壤水势122

5.1.1 土壤含水量122

5.1.2　土壤水势123

5.1.3 土壤水势与土壤含水量的关系126

5.2 土壤水运动方程131

5.3 土壤导水率133

5.4 土壤包气带的水平衡135

5.4.1　入渗136

5.4.2　地表径流141

5.4.3　入渗水的再分布145

5.4.4　裸土表面蒸发147

5.5 土壤水运动问题的数值解法155

5.5.1 均质土壤—维非饱和问题156

5.5.2　非均质土壤一维饱和—非饱和问题159

第六章 土壤热传导及土壤水热运动162

6.1 土壤热性质162

6.2 土壤热传导方程165

6.3 土壤水热运动166

6.3.1 一个简化的土壤水热运动模型168

6.3.2 土壤水热耦合运动的一般方程组171

第七章 植物蒸腾及冠层内的水热交换179

7.1 植物蒸腾179

7.1.1　植物的蒸腾器官179

7.1.2　单张叶片蒸腾183

7.1.3 叶片对水汽扩散的阻力185

7.1.4　环境因子对气孔阻力的影响188

7.1.5　气孔传导率模型192

7.1.6　冠层蒸腾量计算197

7.2 植被冠层温湿场及水热输送的模拟204

7.2.1　基本方程组204

7.2.2　一阶闭合模式206

7.2.3　二阶闭合模式214

8.1 植物细胞水势221

8.1.1 植物细胞的结构221

第八章 植物根部吸水及植物体内水流221

8.1.2　植物细胞水势222

8.2 根的吸水区223

8.2.1　根的外部形态223

8.2.2　根的内部结构225

8.2.3　根的吸水区227

8.2.4　水在根内的流动路径228

8.3 根围水运动模型229

8.4 根内水运动模型231

8.4.1 径向运动231

8.4.2　纵向运动232

8.4.3　水分在根内运动的总阻力233

8.5 土壤—植物系统水流阻力234

8.6 植物根系吸收土壤水分的数学模型239

9.1.1 冠层截留损失量241

9.1 观测事实241

第九章　冠层截留水分241

9.1.2　冠层最大贮藏能力244

9.2 截留过程的数学模型247

9.2.1　Rutter模型248

9.2.2　Gash模型252

9.2.3　模型检验254

第十章　流域产流和汇流255

10.1 产流255

10.1.1　产流的概念和机制255

10.1.2　流域产流模型259

10.2 汇流271

10.2.1　单位线方法272

10.2.2　Saint-Venant方程275

10.3 流域降雨—径流模拟285

附录：292

土壤—植被—大气辐射、水分、热量、动量运移和贮存的模拟模式292