{"id":440,"date":"2022-09-07T09:54:32","date_gmt":"2022-09-07T09:54:32","guid":{"rendered":"https:\/\/hiilipuu-prod-22.atm.helsinki.fi\/hiilipuu\/?p=440"},"modified":"2022-09-07T09:54:34","modified_gmt":"2022-09-07T09:54:34","slug":"hur-kan-vi-modell-fotosyntesen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/sv\/2022\/09\/07\/hur-kan-vi-modell-fotosyntesen\/","title":{"rendered":"Hur kan vi modell fotosyntesen?"},"content":{"rendered":"\n
\n
\n

M\u00e5nga \u00e5r av m\u00e4tdata har producerat en hel del information om processer i boreal skogen s\u00e5som fotosyntesen, transpirationen och andningen. Vi vet ungef\u00e4r hur tr\u00e4d reagerar p\u00e5 \u00e4ndringar i ljusets intensitet (PAR), luftfuktigheten (VPD) och markens fuktighet (REW) i olika s\u00e4song. Denna information kan presentera om matematiska modeller som ocks\u00e5 kan f\u00f6ruts\u00e4ga framtida beteende av tr\u00e4den. Matematiska modellering \u00e4r ett typiskt s\u00e4tt att beskriva fenomenen exat och konsist. N\u00e4r vi utsikt modeller, \u00e4r det viktigt att komma ih\u00e5g att modellen beskriver verklighet endast genom variablerna.<\/p>\n\n\n\n

“Klotr\u00e4d” animationen visar assimilation fastighet, som ber\u00e4knas p\u00e5 ett relativt enkelt matematiska modeller med anv\u00e4ndning av v\u00e4dret och markf\u00f6rh\u00e5llanden, som m\u00e4ts i Hyyti\u00e4l\u00e4. Modellen inneh\u00e5ller de vanligaste milj\u00f6 svar, medan den interna av tillst\u00e5nds\u00e4ndring av v\u00e4xten har utel\u00e4mnats. Det inneb\u00e4r att svaren som presenteras h\u00e4r \u00e4r inte nodv\u00e4nligtvist lika \u00f6ver hela \u00e5ret, de kan \u00e4ndras med tiden.<\/p>\n\n\n\n

Assimilation modell \u00e4r ekvationen f\u00f6r den fr\u00e4msta p\u00e5verkande och begr\u00e4nsande faktorer:<\/p>\n\n\n\n

P = f(LAI) \u2022 f(PAR) \u2022 Min{f(VPD),f(REW)} \u2022 f(T) \u2022 f(Tmin<\/sub>) \u2022 f(S) \u2022 f(CO2<\/sub>).<\/p>\n\n\n\n

P \u00e4r fotosyntesen eller snarare kol flux, som \u00e4r orsaken av fotosyntesen.<\/p>\n\n\n\n

Assimilation fastighet kan man best\u00e4mma ett medel f\u00f6r den bladyta (LAI), ljusintensitet (PAR) och koncentration av koldioxid (CO2). Milj\u00f6f\u00f6rh\u00e5llandena \u00e4r inte alltid optimal. D\u00e4r andra faktorer som luftfuktighet (VPD), dagens minimitemperatur (Tmin), temperatur (T), temperatur historien eller markfuktighet (REW) justerar och begr\u00e4nsar assimilation fastighet.<\/p>\n\n\n\n

Nedan visas effekten av varje faktor:<\/p>\n\n\n\n

LAI<\/strong> (“Leaf Area Index”) bladens totala yta, som speglar antalets l\u00f6v i tr\u00e4dkronorna. I principal det \u00f6kande antalet tidskrifter assimilation fastighet ska ocks\u00e5 v\u00e4xa. Bladen dock kasta \u00f6ver varandra i skogen s\u00e5 tr\u00e4d ska koncentrera sina resurserna p\u00e5 bladen p\u00e5 olika s\u00e4tt i olika delar av kronan. N\u00e4r LAI \u00f6kar sig ska assimilation fastighet reducera i en l\u00e5ngsammare takt.<\/p>\n\n\n\n

Man kan uttrycka relationen av LAI och assimilation med matematiska formul\u00e4r:<\/p>\n\n\n\n

f(LAI)= 1 \/ K * (1 \u2013e\u2013K * LAI<\/sup>).<\/p>\n\n\n\n

LAI = 8 m2<\/sup>\/m2<\/sup> och K = 0.18 i 50-\u00e5ring m\u00e4tnings plats.<\/p>\n\n\n\n

PAR<\/strong> (“Photosynthetically Active Radiation”) beskriver ljusintensivitet. Fotosyntesen accelererar snabbt d\u00e5 ett svagt ljus blir starkare, men en \u00f6kad ljusintensitet g\u00f6r inte fotosyntesen snabbare i all o\u00e4ndlighet.<\/p>\n\n\n\n

Man kan uttrycka relationen av PAR och assimilation med matematiska formul\u00e4r:<\/p>\n\n\n\n

f(PAR) = Pmax<\/sub> * PAR \/ (PAR + B).<\/p>\n\n\n\n

Pmax<\/sub>= 9 \u00b5mol m\u20132<\/sup> s\u20131<\/sup> och B = 600 \u00b5mol m\u20132<\/sup> s\u20131<\/sup> i SMEAR II-m\u00e4tstationer.<\/p>\n\n\n\n

VPD<\/strong> Underskottet i vattnets \u00e5ngtryck VPD (VPD, vapor pressure deficit) skrivs skillnaden mellan \u00e5ngtrycket i liften och luftens maximala \u00e5ngtryck. Det \u00e4r typiska kavantitet f\u00f6r ekologiska f\u00f6rsningen och det beskriver luft hastighet. N\u00e4r VPD \u00e4r h\u00f6gat det menar att uftfuktigheten \u00e4r l\u00e5g och att luften har en stor kapacitet att binda vatten\u00e5nga. Avdunstingen av v\u00e4xten \u00f6kar n\u00e4r uftfuktigheten \u00e4r l\u00e5g. Eftersom vatten avdunstar genom klyv\u00f6ppningarna och eftersom en f\u00f6r stor avdunstning \u00e4r skadlig, reglerar och optimerar v\u00e4xten \u00f6ppningarnas storlek. V\u00e4xten skulle torka ut utan avdunsting kontrol. F\u00f6r att v\u00e4xterna ska f\u00e5 den koldioxid ur atmosf\u00e4ren som beh\u00f6vs f\u00f6r fotosyntesen, l\u00f6nar det sig f\u00f6r dem att h\u00e5lla klyv\u00f6ppningarna s\u00e5 \u00f6ppna som m\u00f6jligt. Stomata st\u00e4ngning bromsa avdunsting, men ocks\u00e5 fotosyntes.<\/p>\n\n\n\n

Man kan uttrycka relationen av VPD och assimilation fastighet med matematiska formul\u00e4r:<\/p>\n\n\n\n

f(VPD)= e\u2013H*VPD<\/sup>.<\/p>\n\n\n\n

H = 0.02 i SMEAR II-m\u00e4tstation.<\/p>\n\n\n\n

REW<\/strong> REW (relative extractable water) betyder den vattenm\u00e4ngd i marken som \u00e4r anv\u00e4ndbar f\u00f6r v\u00e4xterna. D\u00e5 marken torkar leder det i bladen till en likadan reaktion som ett stort VPD, allts\u00e5 torr luft: klyv\u00f6ppningarna tillsluts och koldioxidfl\u00f6det till bladen blir l\u00e5ngsammare, vilket leder till att ocks\u00e5 assimilationen blir l\u00e5ngsammare.<\/p>\n\n\n\n

REW som assimilation fastighet kan man beskriva med matematiska formul\u00e4r:<\/p>\n\n\n\n

if  REW\u2265REWCRIT<\/sub> ,f(REW) = 1,
if  REW<REWCRIT<\/sub> ,   f(REW ) = Max { 0 , REW \/ REWCRIT<\/sub> }.<\/p>\n\n\n\n

REWCRIT<\/sub> = 0.45 i SMEAR II-m\u00e4tstationen<\/p>\n\n\n\n

Temperatur (T) p\u00e5verkar assimilation fastighet i tre olika s\u00e4tt mekanismer, med h\u00e4nsym till minimitemperaturen p\u00e5 24 timmar (Tmin), den aktuella a temperaturen (T) och temperaturhistorik. Om temperaturen \u00e4r mindre \u00e4n noll i de sista 24 timmarna, reducerar assimilation fastighet. Om temperaturen \u00e4r under 10 minusgrader, \u00e4r assimilation fastighet noll. I matematiska ekvation det betyder att:<\/p>\n\n\n\n

    f(Tmin<\/sub>) = Max { 0 , Min { 1, (T0min<\/sub> \u2013 Tmin <\/sub>) \/ T0min <\/sub>} }.<\/p>\n\n\n\n

T0min<\/sub> = \u201310 \u00b0C i SMEAR II-m\u00e4tstationen.<\/p>\n\n\n\n

Assimilation hastighet varierar med s\u00e4song. Det \u00e4rt h\u00f6gst i sommaren och det l\u00e4gsta i vintern. Denna process styr temperaturen p\u00e5 luften.<\/p>\n\n\n\n

En modell beskrivs i artiklen:<\/p>\n\n\n\n

M\u00e4kel\u00e4, A., Pulkkinen, M., Kolari, P., Lagergren, F., Berbigier, P., Lindroth, A., Loustau, D., Nikinmaa, E., Vesala, T., and Hari, P. 2008. Developing an empirical model of stand GPP with the LUE approach: analysis of eddy covariance data at five contrasting conifer sites in Europe. Global Change Biology, 14, 92-108.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

M\u00e5nga \u00e5r av m\u00e4tdata har producerat en hel del information om processer i boreal skogen s\u00e5som fotosyntesen, transpirationen och andningen. Vi vet ungef\u00e4r hur tr\u00e4d reagerar p\u00e5 \u00e4ndringar i ljusets intensitet (PAR), luftfuktigheten (VPD) och markens fuktighet (REW) i olika s\u00e4song. Denna information kan presentera om matematiska modeller som ocks\u00e5 kan f\u00f6ruts\u00e4ga framtida beteende av… Read More »Hur kan vi modell fotosyntesen?<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-440","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-artiklar"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/440","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=440"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/440\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":446,"href":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/440\/revisions\/446"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=440"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=440"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.hiilipuu.fi\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=440"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}