根表面养分吸收通量和根围溶质浓度的近似解析解.pdfVIP

植物生态学报 2018, 42 (10):1043–1049 DOI: 10.17521/cjpe.2018.0117 Chinese Journal of Plant Ecology 根表面养分吸收通量和根围溶质浓度的近似解析解 1 1 1,2* 张慧萍 王淑月 欧忠辉 1福建师范大学数学与信息学院, 福州 350117, 2福建省分析数学及其应用重点实验室, 福州 350117 摘 要 该文用Nye-Tinker-Barber模型来研究植物根系表面的养分吸收通量和根围溶质浓度的近似解析解。将根围区域分为 远场区域和近场区域, 在远场用相似变量, 在近场用尺度变换, 将远场解在根表面展开并与近场解进行待定函数的匹配, 从 而获得对流扩散方程根表面通量和浓度的一阶近似解析解, 该解能够简化到扩散方程的解的形式。对氮、钾、硫、磷、镁、 钙的养分吸收通量和氮、钾的浓度分别进行数值模拟, 比较模型的数值解、Roose 的近似解析解和该文的近似解析解。结果 表明: 在扩散方程中, 6种元素通量的解析解与Roose解析解相近, 但均高于数值解, 钾和磷的通量在短时间内迅速衰减; 钾 和氮浓度的全局近似解析解与Roose解析解接近, 并与数值解的变化趋势一致。在对流扩散方程中, 除氮外的5种元素通量的 近似解较Roose 的解析解更接近于数值解, 且没有奇性。 关键词 解析解; 养分吸收通量; Nye-Tinker-Barber模型; 溶质浓度全局解 张慧萍, 王淑月, 欧忠辉 (2018). 根表面养分吸收通量和根围溶质浓度的近似解析解. 植物生态学报, 42, 1043–1049. DOI: 10.17521/cjpe.2018.0117 Approximate analytical solutions of root surface nutrient uptake flux and rhizosphere solute concentrations 1 1 1,2* ZHANG Hui-Ping , WANG Shu-Yue , and OU Zhong-Hui 1College of Mathematics and Informatics, Fujian Normal University, Fuzhou 350117, China; and 2Fujian Key Laboratory of Mathematical Analysis and Ap- plications, Fuzhou 350117, China. Abstract Aims We use the Nye-Tinker-Barber model to obtain approximate analytical solutions of the root surface nutrient uptake flux and the rhizosphere solute concentrations. Methods The rhizosphere is divided into the distant field and the close-range field. The outer solution is ob- tained by the similarity variable method, and the inner solution is obtained by the rescaling method.