النهج الهيدروديناميكي على مستوى الشجرة لحل تخزين المياه فوق سطح الأرض وموصلية الثغور ونمذجة آثار استراتيجية هيدروليكية الشجرة

الملخص نموذج الهيدروديناميكا لتاج الشجرة على نطاق النظام البيئي بصيغة الفرق المحدود الإصدار 2 (FETCH2) هو نموذج هيدروديناميكي على مستوى الشجرة للازدهار. يستخدم نموذج FETCH2 منهجية عددية بصيغة الفرق المحدود ونظام قنوات بسيط من شعاع واحد لحل إمكانيات مياه الخشب بشكل واضح في جميع أنحاء الامتداد الرأسي لشجرة. ترتبط المعادلات التجريبية بإمكانية المياه داخل الساق بموصلية الثغور للأوراق عند كل ارتفاع عبر التاج. على الرغم من أنها مبسطة للغاية، فإن هذا النهج يضيف مزيدًا من الواقعية إلى محاكاة ازدهار المياه من خلال ربط استجابات الثغور بإمكانية مياه الساق بدلاً من ربطها مباشرة برطوبة التربة، كما هو الحال حاليًا في معظم نماذج سطح الأرض. يأخذ FETCH2 بعين الاعتبار خصائص هيدروليكية للنبات، مثل درجة استجابة الثغور غير المتساوية/المتساوية، والموصلية القصوى للخشب، والتوزيع الرأسي لمساحة الورقة، وأقصى وأدنى محتوى مائي للخشب. استخدمنا FETCH2 جنبًا إلى جنب مع بيانات تدفق النسغ وبيانات التذبذب الإيدي لجمعها من قطعة مختلطة من جيلين (بلوط/صنوبر) في غابة سيلس ليتل التجريبية، نيوجيرسي، الولايات المتحدة الأمريكية، لإجراء تحليل لتنوع الاستراتيجيات الهيدروليكية بين الجينات وآثارها على ديناميكيات ازدهار المياه النهارية والموسمية. نحن نحدد هذه الاستراتيجيات من خلال المعلمات التي تصف استجابة ازدهار المياه وموصلية الخشب على مستوى الجنس لتغيرات في إمكانية مياه الساق. كشف تقييمنا أن FETCH2 حسن بشكل كبير محاكاة ازدهار النظام البيئي وتدفق الحرارة الكامنة مقارنة بالنماذج التقليدية. أظهرت تجربة افتراضية أن النموذج كان قادرًا على التقاط تأثير الاستراتيجيات الهيدروليكية مثل السلوك المتساوي/غير المتساوي على موصلية الثغور تحت ظروف توافر رطوبة التربة المختلفة.