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WBE模型及其在生态学中的应用:研究概述
被引量：
21
1
作者
李妍
李海涛
+1 位作者
金冬梅
孙书存
《生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2007年第7期3018-3031,共14页
介绍了WBE模型,综述了该模型在生态学中的应用进展。WBE模型,以及以该模型为基础的MTE模型,假设生物体为自相似分形网络结构,提出代谢速率和个体大小之间存在3/4指数关系,分别预测了从个体到生物圈多个尺度上的生物属性之间的异速生长关...
介绍了WBE模型,综述了该模型在生态学中的应用进展。WBE模型,以及以该模型为基础的MTE模型,假设生物体为自相似分形网络结构,提出代谢速率和个体大小之间存在3/4指数关系,分别预测了从个体到生物圈多个尺度上的生物属性之间的异速生长关系,而且部分得到了验证。WBE模型的应用涵盖了个体组织生物量、年生长率,种群密度和生态系统单位面积产量、能量流动率等多个方面;即使在生物圈大尺度上,WBE模型也可用来预测试验中无法直接测量的特征变量的属性,如全球碳储量的估算等。至今,关于WBE和MTE模型仍然存在各种褒贬争论,讨论焦点主要集中于模型建立的前提假设以及权度指数的预测。今后的研究工作应规范试验技术和方法,考虑物种多样性和环境等因素的影响,提出符合各类生物的模型结构体系,使其具有更广泛的应用性和预测性。
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关键词
异速生长
wbe
模型
生态代谢理论
权度指数
个体大小
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职称材料
最大密度法则研究进展
被引量：
14
2
作者
付立华
张建国
+2 位作者
段爱国
孙洪刚
何彩云
《植物生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2008年第2期501-511,共11页
该文从理论推导和研究方法等方面对近几十年来关于最大密度法则的研究进展进行了综述,得出结论:1)关于最大密度法则理论主要有几何关系的3/2法则和空间填充分行支状网运输结构的WBE模型。进一步研究发现它们都是建立在一种静态的统计分...
该文从理论推导和研究方法等方面对近几十年来关于最大密度法则的研究进展进行了综述,得出结论:1)关于最大密度法则理论主要有几何关系的3/2法则和空间填充分行支状网运输结构的WBE模型。进一步研究发现它们都是建立在一种静态的统计分析基础之上的,因而近几年研究者们开始尝试用动态的个体植物之间的竞争来建立模型。尽管如此,关于最大密度法则的模型仍然没有逃出固有的模式,如用平均植物大小代替整个植物种群。因此,关于最大密度法则理论需要进一步的研究。2)最大密度法则理论在假设条件、数学推导、用于估计参数的原始数据选择等方面存在争议。任何模型的建立都是基于一些特定的条件和假设建立的,因而得到的关系并不是一个万能的定律。所以在分析数据时,这些模型可结合使用。3)在研究方法上,由于大家对最大密度法则的理解不同,标准不同,造成研究方法多种多样。因而建议在以后的研究中建立一个客观统一的方法。
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关键词
最大密度线
3/2法则
wbe
模型
林分密度
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职称材料
7种木本植物的分支指数与代谢指数
被引量：
8
3
作者
马玉珠
程栋梁
+4 位作者
钟全林
靳冰洁
林江铭
卢宏典
郭炳桥
《植物生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期599-607,共9页
West、Brown和Enquist提出的植物分形网络模型(简称WBE模型)认为:植物的分支指数(1/a,1/b)决定植物的代谢指数,当分支指数1/a、1/b分别为理论值2.0、3.0时,代谢速率与个体大小的3/4次幂成正比,但是恒定的3/4代谢指数并不能全面地反映植...
West、Brown和Enquist提出的植物分形网络模型(简称WBE模型)认为:植物的分支指数(1/a,1/b)决定植物的代谢指数,当分支指数1/a、1/b分别为理论值2.0、3.0时,代谢速率与个体大小的3/4次幂成正比,但是恒定的3/4代谢指数并不能全面地反映植物的代谢情况。基于分支指数的协同变化,Price、Enquist和Savage对WBE模型进行扩展,提出植物分支参数协同变化模型(简称PES模型)。该文借助于PES模型分析了7种木本植物的分支指数和代谢指数。结果表明:物种间叶面积与叶生物量呈异速生长关系,基于叶面积得到的分支指数1/a和代谢指数θ在物种间无显著差异,基于叶生物量得到的分支指数1/a、1/b和代谢指数θ在物种间均存在显著差异,但基于叶面积和叶生物量分别拟合出的整体分支指数1/a、1/b和代谢指数θ与理论值均无显著差异,且用叶面积作为代谢速率的替代指标比用叶生物量分析得出的代谢指数与理论值更接近。今后研究应当关注植物叶面积与叶生物量的异速生长关系对植物代谢速率及相关功能特性的影响。
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关键词
异速生长
分支指数
叶面积
PES模型
wbe
模型
原文传递
云南哀牢山6种常绿阔叶树木质部解剖特征的轴向和径向变化
被引量：
14
4
作者
范泽鑫
曹坤芳
邹寿青
《植物生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2005年第6期968-975,共8页
West、Brown和Enquist提出的树木水分传导的分形网络模型(简称WBE模型)认为,树木连续分枝之间的导管或管胞直径按照一定的比率均匀变细,其总的水力阻力与水分传导的路径长度无关,从而使不同部位叶片获得基本相当的水分供应.该模型对树...
West、Brown和Enquist提出的树木水分传导的分形网络模型(简称WBE模型)认为,树木连续分枝之间的导管或管胞直径按照一定的比率均匀变细,其总的水力阻力与水分传导的路径长度无关,从而使不同部位叶片获得基本相当的水分供应.该模型对树木高生长的水力限制假说提出了置疑.为了验证WBE模型中树木导管或管胞均匀变细的假说,该文研究了云南哀牢山中湿性常绿阔叶林中6种常绿阔叶树,腾冲栲(Castanopsis wattii)、景东石砾(Lithocarpus chintungensis)、木果石砾(L.xylocarpus)、长尾青冈(Cyclobalanopsis stewardiana)、滇木荷(Schima noronhae)和舟柄茶(Hartia sinensis)木质部解剖特征随树高和年龄的变化.对这6个树种共14株样木进行了不同高度树干圆盘和边材生长轮取样,样木的高度为15～25m,按照常规木材解剖的处理和分析方法,在显微镜下测定木材切片的导管直径和密度等特征.结果表明:在14株样木中,有4株树木导管直径随树木高度增加呈线性减小,1株没有明显变化,其它9株树木导管直径在树冠以下的树干部分变化幅度较小或没有明显变化,而从树冠基部往上直到树木顶端导管直径显著减小.同一植株随着高度的增加,导管密度增加并且在树冠内增加更显著.有三分之一的树木导管占边材面积的比例随树高增加没有明显变化,其余树木导管占边材面积比在树冠以上有所减小.多数树木理论比导率在树冠以下没有明显变化而在树冠基部往上显著降低.在从髓芯开始往外的20～40个年轮范围内导管直径增加显著,但大部分植株导管直径在40个年轮后趋于稳定.不同高度圆盘导管直径随形成层发育时间的变化呈相似的趋势,并且相同发育年龄的导管直径没有明显差异.该文的研究结果说明,导管直径的轴向和径向变化一定程度上补偿了水分运输阻力随树木个体增大而增加的缺陷,但是6种常绿阔叶树树干的导管基本不按一定比率均匀变细,不支持WBE模型.
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关键词
形成层
水力限制
wbe
模型
木质部解剖
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职称材料
煤层气中甲烷扩散及水锁效应的分子动力学研究
被引量：
11
5
作者
黄林岗
林凌
罗文嘉
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期4124-4134,共11页
煤层气的开采效率受到很多因素影响,煤层开采过程注入的压裂液及煤层中自生的液态水常常会阻碍煤层气的扩散及开采,形成水锁效应,但其成因、机理以及缓解方法仍不完全清楚,也是目前研究的热点。基于大规模、可扩展、可准确反映煤层化学...
煤层气的开采效率受到很多因素影响,煤层开采过程注入的压裂液及煤层中自生的液态水常常会阻碍煤层气的扩散及开采,形成水锁效应,但其成因、机理以及缓解方法仍不完全清楚,也是目前研究的热点。基于大规模、可扩展、可准确反映煤层化学结构的分子模型,通过采用分子动力学方法,在微观尺度模拟了在煤层微孔隙中,甲烷在受到水膜阻碍的情况下,水气两相的流动规律。定量计算了水膜厚度、孔径、储层压力、压差等因素对甲烷及水膜运移速度的影响。结果表明,水的存在会极大地阻碍甲烷的扩散,即造成水锁效应;煤层中的孔径大小及流动压差也会影响甲烷/水的两相流动速率,较大的孔径及较高的压差都有利于甲烷和水的流动。通过对水膜在运移过程中发生的结构变化的分析,对水锁效应出现及消失的规律进行了探究。在大孔径及较厚水膜的条件下,水相可在流动过程中保持完整的连续相,完全封闭煤层中的孔隙,造成水锁效应。而在水膜较薄或孔径较小时,水分子与煤层之间的相互作用力使得水相更容易破裂为多个水分子团簇,并与甲烷气相混合,从而缓解水锁效应。通过纳米尺度的分子模型定量分析了煤层孔径、压差、水膜厚度等因素对水锁效应的影响规律,表明减弱水分子之间并增强水分子与煤层之间的相互作用可能有利于缓解水锁效应。此项研究可以为进一步理解水锁效应机理、提高煤层气开采效率提供启示。
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关键词
煤层气
分子动力学
水锁效应
煤分子模型
扩散
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职称材料
题名
WBE模型及其在生态学中的应用:研究概述
被引量：
21
1
作者
李妍
李海涛
金冬梅
孙书存
机构
南京大学生物系
中国科学院地理资源研究所
出处
《生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2007年第7期3018-3031,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(30670333)
教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目~~
文摘
介绍了WBE模型,综述了该模型在生态学中的应用进展。WBE模型,以及以该模型为基础的MTE模型,假设生物体为自相似分形网络结构,提出代谢速率和个体大小之间存在3/4指数关系,分别预测了从个体到生物圈多个尺度上的生物属性之间的异速生长关系,而且部分得到了验证。WBE模型的应用涵盖了个体组织生物量、年生长率,种群密度和生态系统单位面积产量、能量流动率等多个方面;即使在生物圈大尺度上,WBE模型也可用来预测试验中无法直接测量的特征变量的属性,如全球碳储量的估算等。至今,关于WBE和MTE模型仍然存在各种褒贬争论,讨论焦点主要集中于模型建立的前提假设以及权度指数的预测。今后的研究工作应规范试验技术和方法,考虑物种多样性和环境等因素的影响,提出符合各类生物的模型结构体系,使其具有更广泛的应用性和预测性。
关键词
异速生长
wbe
模型
生态代谢理论
权度指数
个体大小
Keywords
allometric scaling
wbe model
metabolic theory of ecology
scaling exponent
body size
分类号
Q141 [生物学—生态学]
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职称材料
题名
最大密度法则研究进展
被引量：
14
2
作者
付立华
张建国
段爱国
孙洪刚
何彩云
机构
中国林业科学研究院林业所
出处
《植物生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2008年第2期501-511,共11页
基金
国家“十一五”科技支撑项目(2006BAD24B03)
文摘
该文从理论推导和研究方法等方面对近几十年来关于最大密度法则的研究进展进行了综述,得出结论:1)关于最大密度法则理论主要有几何关系的3/2法则和空间填充分行支状网运输结构的WBE模型。进一步研究发现它们都是建立在一种静态的统计分析基础之上的,因而近几年研究者们开始尝试用动态的个体植物之间的竞争来建立模型。尽管如此,关于最大密度法则的模型仍然没有逃出固有的模式,如用平均植物大小代替整个植物种群。因此,关于最大密度法则理论需要进一步的研究。2)最大密度法则理论在假设条件、数学推导、用于估计参数的原始数据选择等方面存在争议。任何模型的建立都是基于一些特定的条件和假设建立的,因而得到的关系并不是一个万能的定律。所以在分析数据时,这些模型可结合使用。3)在研究方法上,由于大家对最大密度法则的理解不同,标准不同,造成研究方法多种多样。因而建议在以后的研究中建立一个客观统一的方法。
关键词
最大密度线
3/2法则
wbe
模型
林分密度
Keywords
maximum size-density line, 3/2 power law,
wbe
＇s
model
, stand density
分类号
Q948 [生物学—植物学]
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职称材料
题名
7种木本植物的分支指数与代谢指数
被引量：
8
3
作者
马玉珠
程栋梁
钟全林
靳冰洁
林江铭
卢宏典
郭炳桥
机构
福建师范大学地理科学学院
出处
《植物生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第6期599-607,共9页
基金
国家自然科学基金(31170374
31170596和31370589)
+1 种基金
福建省教育厅新世纪优秀人才支持计划(JA12055)
福建省杰出青年基金(2013J06009)
文摘
West、Brown和Enquist提出的植物分形网络模型(简称WBE模型)认为:植物的分支指数(1/a,1/b)决定植物的代谢指数,当分支指数1/a、1/b分别为理论值2.0、3.0时,代谢速率与个体大小的3/4次幂成正比,但是恒定的3/4代谢指数并不能全面地反映植物的代谢情况。基于分支指数的协同变化,Price、Enquist和Savage对WBE模型进行扩展,提出植物分支参数协同变化模型(简称PES模型)。该文借助于PES模型分析了7种木本植物的分支指数和代谢指数。结果表明:物种间叶面积与叶生物量呈异速生长关系,基于叶面积得到的分支指数1/a和代谢指数θ在物种间无显著差异,基于叶生物量得到的分支指数1/a、1/b和代谢指数θ在物种间均存在显著差异,但基于叶面积和叶生物量分别拟合出的整体分支指数1/a、1/b和代谢指数θ与理论值均无显著差异,且用叶面积作为代谢速率的替代指标比用叶生物量分析得出的代谢指数与理论值更接近。今后研究应当关注植物叶面积与叶生物量的异速生长关系对植物代谢速率及相关功能特性的影响。
关键词
异速生长
分支指数
叶面积
PES模型
wbe
模型
Keywords
allometry, branching exponent, leaf area, PES
model
,
wbe model
分类号
Q948 [生物学—植物学]
原文传递
题名
云南哀牢山6种常绿阔叶树木质部解剖特征的轴向和径向变化
被引量：
14
4
作者
范泽鑫
曹坤芳
邹寿青
机构
中国科学院西双版纳热带植物园
出处
《植物生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2005年第6期968-975,共8页
基金
中国科学院知识创新工程重要方向项目(KSCX2_SW_116)
文摘
West、Brown和Enquist提出的树木水分传导的分形网络模型(简称WBE模型)认为,树木连续分枝之间的导管或管胞直径按照一定的比率均匀变细,其总的水力阻力与水分传导的路径长度无关,从而使不同部位叶片获得基本相当的水分供应.该模型对树木高生长的水力限制假说提出了置疑.为了验证WBE模型中树木导管或管胞均匀变细的假说,该文研究了云南哀牢山中湿性常绿阔叶林中6种常绿阔叶树,腾冲栲(Castanopsis wattii)、景东石砾(Lithocarpus chintungensis)、木果石砾(L.xylocarpus)、长尾青冈(Cyclobalanopsis stewardiana)、滇木荷(Schima noronhae)和舟柄茶(Hartia sinensis)木质部解剖特征随树高和年龄的变化.对这6个树种共14株样木进行了不同高度树干圆盘和边材生长轮取样,样木的高度为15～25m,按照常规木材解剖的处理和分析方法,在显微镜下测定木材切片的导管直径和密度等特征.结果表明:在14株样木中,有4株树木导管直径随树木高度增加呈线性减小,1株没有明显变化,其它9株树木导管直径在树冠以下的树干部分变化幅度较小或没有明显变化,而从树冠基部往上直到树木顶端导管直径显著减小.同一植株随着高度的增加,导管密度增加并且在树冠内增加更显著.有三分之一的树木导管占边材面积的比例随树高增加没有明显变化,其余树木导管占边材面积比在树冠以上有所减小.多数树木理论比导率在树冠以下没有明显变化而在树冠基部往上显著降低.在从髓芯开始往外的20～40个年轮范围内导管直径增加显著,但大部分植株导管直径在40个年轮后趋于稳定.不同高度圆盘导管直径随形成层发育时间的变化呈相似的趋势,并且相同发育年龄的导管直径没有明显差异.该文的研究结果说明,导管直径的轴向和径向变化一定程度上补偿了水分运输阻力随树木个体增大而增加的缺陷,但是6种常绿阔叶树树干的导管基本不按一定比率均匀变细,不支持WBE模型.
关键词
形成层
水力限制
wbe
模型
木质部解剖
Keywords
Cambium, Hydraulic limitation,
wbe model
, Xylem anatomy
分类号
S718.4 [农业科学—林学]
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职称材料
题名
煤层气中甲烷扩散及水锁效应的分子动力学研究
被引量：
11
5
作者
黄林岗
林凌
罗文嘉
机构
西南石油大学化学化工学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期4124-4134,共11页
基金
油气田应用化学四川省重点实验室开放基金资助项目(YQKF202214)。
文摘
煤层气的开采效率受到很多因素影响,煤层开采过程注入的压裂液及煤层中自生的液态水常常会阻碍煤层气的扩散及开采,形成水锁效应,但其成因、机理以及缓解方法仍不完全清楚,也是目前研究的热点。基于大规模、可扩展、可准确反映煤层化学结构的分子模型,通过采用分子动力学方法,在微观尺度模拟了在煤层微孔隙中,甲烷在受到水膜阻碍的情况下,水气两相的流动规律。定量计算了水膜厚度、孔径、储层压力、压差等因素对甲烷及水膜运移速度的影响。结果表明,水的存在会极大地阻碍甲烷的扩散,即造成水锁效应;煤层中的孔径大小及流动压差也会影响甲烷/水的两相流动速率,较大的孔径及较高的压差都有利于甲烷和水的流动。通过对水膜在运移过程中发生的结构变化的分析,对水锁效应出现及消失的规律进行了探究。在大孔径及较厚水膜的条件下,水相可在流动过程中保持完整的连续相,完全封闭煤层中的孔隙,造成水锁效应。而在水膜较薄或孔径较小时,水分子与煤层之间的相互作用力使得水相更容易破裂为多个水分子团簇,并与甲烷气相混合,从而缓解水锁效应。通过纳米尺度的分子模型定量分析了煤层孔径、压差、水膜厚度等因素对水锁效应的影响规律,表明减弱水分子之间并增强水分子与煤层之间的相互作用可能有利于缓解水锁效应。此项研究可以为进一步理解水锁效应机理、提高煤层气开采效率提供启示。
关键词
煤层气
分子动力学
水锁效应
煤分子模型
扩散
Keywords
coalbed gas
molecular dynamics
water blocking effect(
wbe
)
coal molecular
model
diffusion
分类号
P618.11 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
WBE模型及其在生态学中的应用:研究概述
李妍
李海涛
金冬梅
孙书存
《生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2007
21
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职称材料
2
最大密度法则研究进展
付立华
张建国
段爱国
孙洪刚
何彩云
《植物生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2008
14
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职称材料
3
7种木本植物的分支指数与代谢指数
马玉珠
程栋梁
钟全林
靳冰洁
林江铭
卢宏典
郭炳桥
《植物生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014
8
原文传递
4
云南哀牢山6种常绿阔叶树木质部解剖特征的轴向和径向变化
范泽鑫
曹坤芳
邹寿青
《植物生态学报》
CAS
CSCD
北大核心
2005
14
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职称材料
5
煤层气中甲烷扩散及水锁效应的分子动力学研究
黄林岗
林凌
罗文嘉
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
11
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