水环境中植物繁殖体传播动力学过程与迁移模型

本书系统总结水环境中植物繁殖体传播的主要途径，回顾水媒传播理论的发展及作用机制，强调水媒传播在河流生态系统中的重要地位；对水环境中植物繁殖体运动过程中的漂浮、沉降和起动，以及风对繁殖体传播的驱动特性等基础理论进行论述；从漂浮种子颗粒静力平衡状态分析、植被作用下水流运动对漂浮颗粒运动的影响、种子被植株俘获及解俘获过程等方面阐述有植被明渠中漂浮种子的散播理论；基于统计学方法和动力学分析建立低流速条件下漂浮颗粒动力学输运模型；论述高流速条件下漂浮种子动力学输运过程及数学模型；基于随机游走理论，模拟生态渠道中漂浮种子的随流迁移过程。本书对河岸及湿地生态系统植被群落的重建、恢复或调节，以及农田杂草的综合防治，甚至精细化阻隔外来植物物种入侵具有指导意义。

第1章水环境中植物繁殖体的传播1
1.1水环境中植物繁殖体的传播模式2
1.2人类活动对水媒传播过程的影响4
1.3水媒传播理论的发展与应用前景6
1.4水媒传播过程的关键作用因素9
第2章经水媒传播种子的运动特性基础理论11
2.1沉降速度及阻力系数12
2.1.1球形颗粒的自由沉降12
2.1.2球形颗粒的阻力系数15
2.1.3非球形颗粒粒径及形状20
2.1.4非球形颗粒阻力系数22
2.2种子起动临界条件26
2.2.1散体颗粒的起动26
2.2.2种子在床面的起动28
2.2.3相关实验结论29
2.3风对水媒传播的影响34
2.3.1风驱水媒传播34
2.3.2风生表面流35
2.4长距离传播与漂浮能力评价37
第3章有植被明渠水流中漂浮种子散播理论45
3.1植被在河流生态系统中的作用46
3.2漂浮种子颗粒静力平衡状态分析47
3.3与散播过程相关的植被对水流运动的影响51
3.3.1尾涡脱落频率51
3.3.2明渠水流中刚性植被拖曳力系数53
3.4有植被明渠水流中漂浮种子输运能力59
3.5漂浮种子解俘获动力学过程67
3.6漂浮种子俘获时间分布77
第4章低流速条件下漂浮颗粒动力学输运过程81
4.1与茎杆相碰撞漂浮颗粒的受力分析82
4.1.1漂浮颗粒与茎杆之间的毛细作用力82
4.1.2作用于漂浮颗粒的水流拖曳力83
4.1.3漂浮颗粒惯性离心作用84
4.2动力学模型——碰撞概率84
4.2.1低流速下碰撞阶段运动学模型84
4.2.2漂浮颗粒与茎杆相碰撞概率86
4.3统计学模型——俘获概率87
4.4实验分析89
4.5结论与讨论89
第5章高流速条件下漂浮种子动力学输运过程95
5.1理论模型97
5.1.1纵向离散过程97
5.1.2惯性碰撞模型99
5.1.3滞留时间模型102
5.2实验分析104
5.3结论与讨论106
5.3.1惯性碰撞106
5.3.2滞留时间108
5.3.3输运速度109
5.3.4纵向离散系数110
第6章漂浮种子的迁移模型113
6.1非球形颗粒随流输运随机游走模型基础理论114
6.1.1概率密度函数114
6.1.2随机游走方程116
6.1.3纵向离散系数119
6.1.4垂向离散系数121
6.1.5横向离散系数122
6.2风动力作用下的种子漂移122
6.3漂浮种子的随流迁移126
6.3.1二维随机游走模型模拟的粒子随流运动126
6.3.2农田排水渠中种子散播128
6.3.3二维河道中的种子散播135
参考文献142