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希望地理资源所能给博士开设《陆地表层系统野外实验原理与方法》

已有 4581 次阅读 2012-3-21 10:41 |个人分类:明师指路|系统分类:科研笔记| 资源, class, 课程

    《陆地表层系统野外实验原理与方法》是袁国富老师、唐登银老师、孙晓敏老师和朱治林老师在中科院研究生院(玉泉路)给研究生开的课。主要是袁老师讲,朱治林老师讲涡度相关,孙老师讲实验仪器。
    这门课讲解的对象是陆地表层系统,偏重微气象、小气候、植物生理生态和环境生物物理学。这是一门将“过程机理”与“观测方法及其原理” 结合起来讲解的课程。
    我们需要什么样的数据? <---- 过程机理
    怎么样获得这些数据? <---- 观测方法
    强调对地表物质和能量交换过程的基础理论的讲解和相关野外观测技术的介绍。
    了解能量、水、碳传输过程的主要野外观测和实验方法的基本原理、仪器设备和数据处理方法
    学习这门课会有什么收获?
    理解陆地表层(陆面)能量、水、碳的传输过程及相互耦合的机理和模拟方法。
    我认为这对地理资源所生态学的同学们,是很有帮助的。课程注重实用性和过程的计算,生态系统中的水碳热是需要定量化。我上这门课,最大的收获是通过自己动手计算,理解各种生理生态要素的关系和水碳、能量平衡。
    这是Nobel 在 Biophysical plant physiology and ecology (1983)提到的计算的重要性:首先自己去计算,有助于我们理解不同环境要素(辐射、温度、空气湿度、土壤湿度)的贡献。所以,我们使用叶片和环境参数的代表性变量(如气孔导度、空气水汽饱和差、边界层导度、土壤水势等)来描述叶片的气体交换和能量平衡。我们也就能理解植物适应环境的现象,更重要的是,认识到我们需要什么样的实验数据来优化未来的计算(对实验设计的帮助)。(Since it's difficult to appreciate relative contributions of the varous factors without first making calculations, we will use representive values for leaf and environmental parameters to describe the gas fluxes and the energy balance of leaves. We can then begin to understand the consequences of certain adaptions of plants to their environment as well to recognize the experimental dada needed for future refinements of our calculations.)   
    所里有个发了多篇SCI的同学,就是一直在看袁老师的课件,他是做NDVI的,对其中植被光合和蒸腾的机理需要了解清楚。这几天,一个博士二年级的师姐,还在去玉泉路,去听袁老师讲课,她就很后悔当时没有选这门课,她是做植被遥感的。此外,了解模型中数据的观测方法和原理,有助于我们加深对系统机理的理解,有助于我们发现其中的误差来源。涡度相关数据生态网络有多个站点的,可是怎么用呢?这个朱老师会讲的。小尺度(如冠层的辐射传射、蒸散)现象和机理的理解,是理解大尺度(生态系统辐射传输、水碳交换)现象和机理的基础。
    这门课是否对生态的同学们有帮助,可以从课程大纲的内容判断。
 
    以下是课程大纲(2010年)
 
第一部分 地-气界面野外实验观测
第二部分 土-根系统野外实验观测
第三部分 生物群落野外实验观测
第四部分 野外实验观测场地设置*
第五部分 常用仪器介绍与数据处理方法
 
大纲具体如下:
 
第一部分 地-气界面野外实验观测(袁国富)
  第一章 基本环境因子及其观测原理
    环境中的水汽和其他气体、组织和环境中的液态水、环境中的风、环境温度、辐射
  第二章 地-气交换理论与地表能量转换与物质循环
    近地面层动量、热量和质量传输基本原理。植物群落-大气间水热交换理论。空气的湍流运动。能量平衡。水量平衡
  第三章 地-气界面通量观测方法及原理
    器测法,波文比-能量平衡方法,梯度观测方法,涡度相关方法,大孔径闪烁仪方法,同位素技术
 

第二部分 土-根系统野外实验观测(袁国富)
  第四章 土壤水动力学原理与土壤物理参数的观测
    土壤水分运动的达西定律,Richard方程,土壤水分特征曲线、饱和导水率、非饱和导水率的观测方法及原理。根系吸水模型与根系观测方法
  第五章 土壤养分循环与土壤养分长期实验*
    土壤养分循环基本原理,陆地表层系统中土壤肥力试验的基本原理,长期养分田间试验及国内外研究进展,土壤采样方法与主要养分分析方法
 
第三部分 生物群落野外实验观测(袁国富)
  第六章 植物生长与碳循环机制
   光合作用与呼吸作用,水碳耦合机制与模拟,碳的分配过程与植物生产力,碳循环基础与观测方法
  第七章 生态系统与生物多样性*
   生态系统结构与功能,生物多样性
  第八章 生物群落调查与观测*
   生物量,叶面积指数,生物多样性调查
 
第四部分 野外实验观测场地设置*
  第九章 野外实验观测场地的设置
      野外实验观测场地设置的基本原则,场地类型,样地与样方
 
第五部分 常用仪器介绍与数据处理方法
  第十章 仪器发展与常用仪器介绍(孙晓敏)
  第十一章 涡度相关数据处理方法(朱治林)
 
 
课次
日期
内容
教师
1
226
野外实验观测历史、发展与展望
唐登银
2
35
-气界面环境因子及其观测
袁国富
3
312
-气界面物质能量交换理论(1)
袁国富
4
319
-气界面物质能量交换理论(2)
袁国富
5
326
-气界面水热平衡
袁国富
6
42
通量观测方法及其原理
袁国富
7
49
土壤水热传输理论与野外观测
袁国富
8
416
涡度相关数据处理方法(1)
朱治林
9
423
涡度相关数据处理方法(2)
朱治林
10
430
野外先进观测仪器介绍(1)
孙晓敏
11
57
野外先进观测仪器介绍(2)
孙晓敏
12
514
植物-大气碳交换过程与水碳耦合过程模拟
袁国富
13
521
碳循环基础与野外观测
袁国富


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