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前往工厂模拟的根源 - 生物

时间:2019-05-07

前往工厂模拟的根源-生物

  如果你曾经倾向于花园或盆栽植物,你知道绿色的东西几个简单的真理 - 他们需要的水分和养分生存和他们的根是他们的整体健康状况的良好指标。因此,我们在定期水,为根系生长,增加营养丰富的土壤,以保证均衡饮食。在自然界中,植物并没有得到那种关怀 - 它可能不会下雨往往不够,地球可能缺乏特殊的营养物质,并有争夺相同的资源了很多其他的植被。虽然枝叶到达天空以捕捉太阳的能量,根源都在努力,scrounging对于那些重要的水和营养源。“如果一个工厂可以通过提高其对资源的访问适应环境的变化,那么它有较高的生存机会,或者更重要的是,茁壮成长。“ - 贝丝Drewniak,阿贡国家实验室的助理气候scientistEnvironmental科学家们长期使用电脑模型来理解这根对资源的动态,但直到最近,采用这些简化的模型,不资源分层考虑变化或根的固定系统,为就此而言,根的主动觅食和适应能力。由贝丝Drewniak,助理气候科学家用U开发的新根算法。小号。能源部(DOE)阿贡国家实验室的部门,是中率先阐明植物适应环境的局部变化的能力较为清淡。在1月28日在日记中模拟地球系统的进步中发表了一篇论文,Drewniak描述了她引入能源的exascale地球系统地模型(ELM),美国能源部的大型能源的exascale地球系统模式(E3SM的组件动态根模型)。“固定的方法是流行的模型,因为根是难以观察和研究,使他们很难理解,说:” Drewniak。“通过增加一个动态根模型组件,植被生长的模拟可以在资源变化作出反应,从而增加所需要的那些资源的可用性。“这个模型探究了在ELM所有植物根系 - 树木,灌木,草和庄稼 - 在许多生态系统和在不同季节。凡在动态根模型开展要么最大化吸水或氮的吸收以前的尝试,Drewniak的地址都。“生态系统需要多种类型的压力,包括短期或长期的事件,如干旱或营养负荷回应,” Drewniak说。“如果一个工厂可以通过提高其对资源的访问适应环境的变化,那么它有较高的生存机会,或者更重要的是,茁壮成长。“例如,在区域气候变化可能导致降水频率降水少或变化,她指出。动态根模型模拟了植物如何可以通过较高的水含量根分配这些层适应新环境的水在土壤中的新的分配。模型中的新的根系分布是由水分胁迫驱动 - 植物多少水需要与多少水可用。当水应力高,植物集中根生长,其中水是存在于土壤中。当植物具有充足的水,根生长集中在那里氮气存在。更改根系分布,指出Drewniak,影响植物的水分吸收,这会影响蒸散量,光合作用,生产力和其他设备动态。为了评估模型的准确性,Drewniak集中在模型的根分配和植被生长的观察,以及模型的灵敏度对水胁迫相比如何很好地进行。总体而言,动态根模型能够捕捉到根的垂直分布相当不错,并与卫星观测相比,提高植被生产力模拟。其中,当植物通常依赖于深根中提取的水,这是不被ELM很好地抓住了该模型并不在他们的旱季票价以及包括亚马逊,非洲热带地区和亚洲南部地区。而动态根模型已经取得了微小但重要的改进ELM,它必须允许它模拟一个更有活力的植物根部应对极端事件,如干旱的潜力,可对碳循环和水循环产生大的影响。“在这项研究中吸取的最大教训是,要更多的工作要做,” Drewniak说。“该模型是因为改进的植被可以通过觅食水和氮气环境中的变化作出反应。但研究同时也发现,还有其他要充分捕捉植被响应模型开发件。“

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