바람에 의한 식물 종자의 장거리 확산 모델링

우리는 현장 조건에서 식물 종자의 바람 확산을 위한 경로 모델인 PAPPUS를 개발했습니다. 이 모델은 종자의 바람에 의한 확산성에 대한 지형, 난류(열 상승 기류 포함) 및 다양한 기상 조건의 영향을 고려합니다. 모델에서 식물 종은 초기 방출 높이와 종자의 낙하 속도로 특징지어집니다. 기존 모델의 장거리 확산 예측에 대한 적용 가능성을 제한하는 난류 모델링의 일반적인 문제는 바람 벡터의 고주파 변동을 측정하고 이 데이터를 사용하여 모델 내에서 바람 벡터의 궤적을 시뮬레이션하여 피했습니다. PAPPUS를 사용하여 우리는 확산 거리 스펙트럼을 시뮬레이션하고 이를 개방 서식지에서 수행된 현장 실험 중 관찰된 데이터와 비교했습니다. 다양한 지형과 기상 조건 아래에서, 모델의 결과는 관찰된 스펙트럼을 합리적으로 잘 나타냅니다. 또한 관찰된 확산 거리 스펙트럼과 기존의 플룸 및 경로 모델의 예측을 각각 비교했습니다. PAPPUS는 장거리로 확산된 종자의 비율을 예측할 수 있는 유일한 모델로, 기존 모델은 그러한 비율을 예측할 수 없었습니다. 이는 특히 열 난류와 상승 기류가 있는 맑은 기상 조건에서 그러하며, 이러한 조건은 수평 바람 속도가 낮더라도 장거리 확산의 높은 비율을 초래할 수 있습니다. 반면, 바람이 강하거나 폭풍우가 치는 기상 조건은 일반적으로 가정되는 것보다 장거리 확산에 훨씬 적은 중요성을 가질 수 있으며, 특히 Vterm이 100m인 비목본 식물의 경우 더욱 그러합니다. 또한 PAPPUS를 사용한 시뮬레이션에서 지형의 영향이 확산 거리에 미치는 영향을 조사했습니다. 고도와 기울기의 차이는 확산 거리 스펙트럼에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. PAPPUS가 장거리 확산을 예측하는 데 우수한 성능을 보이는 것은 난류(특히 열 상승 기류) 통합을 위한 새로운 방법과 지형 효과의 고려 때문입니다. 지금까지 종자의 확산에 적용된 다른 바람 확산 모델은 열 상승 기류나 지형을 고려하지 않기 때문에 바람에 의한 식물 종자의 확산 가능성을 상당히 과소평가할 수 있습니다. 교신 편집자: M. L. Cain.