土壤-植物-大氣模式
正文
農業氣象模式的一種，簡稱SPAM，表示土壤、植物和大氣三者間相互關係的數學方程式或文字邏輯圖式。SPAM視土壤、植物和大氣為一個統一的整體(系統)，通過電子計算機，用數學方程去近似地描述其間各種錯綜複雜的定量關係，主要包括土壤、植物和大氣三者間的能量轉換和物質輸送，以及最後完成植物的生長發育、產量形成的複雜過程。1969年，W.K.萊蒙首次提出為有效利用自然資源而綜合處理土壤-植物-大氣系統的概念。他認為研究應從3個方面著眼:①改善植物的生理機能和遺傳特性以及光合作用效率；②改變植物群體結構、植物層次組成和土壤環境,以便把不利氣象因子的影響減小到最低限度,並使光合作用的能量與蒸散潛熱的能量之比達到最大值；③把土壤-植物-大氣系統作為一個系統來研究，為獲得理想產量而提出最優的氣象條件。1974年R.W.肖克羅夫特等發表《SPAM及其某些預測》；隨後高見晉一提出使用SPAM處理物質和能流的方法，都對SPAM及其預報套用作了進一步的探討。但SPAM目前尚處於探索階段，所建立起的各種數學模式和文字邏輯圖式仍屬試驗性質。
SPAM的運算大致分個體（單葉片）和植物群體兩類。套用於單葉片，主要是以環境因子及其葉面的光學性質和幾何形狀為參數，經運算求出葉溫(T1)、葉濕（H1）、葉阻抗（rt）、氣孔阻力(rS)、葉內水勢(WPOT)、顯熱(SH)和水分蒸騰速率（ET）等7個變數，進而用這7個變數值預報植物葉片單位面積的光合量和蒸騰強度。套用於植物群體，則通過計算葉片層的層次結構把單葉片的測值換算為群體的總值。植物群體SPAM的邏輯順序如下：①確定葉面與土壤表面對給定小氣候條件的反應。②通過大氣的邊界條件計算葉層和土壤表面的小氣候要素值。③計算葉層和土壤表面對上述小氣候的特定反應。④把從土壤表面到植物群體頂部的各層反應加以總計。
套用SPAM，可以不受地理、氣候條件的限制而大大縮短試驗周期。可用以根據大氣候的邊界條件和葉子尺度與植物尺度的一些子模式來預報植物群體內部的小氣候，從而間接預報群體或大田作物的生長情況；還可用以計算或預報作物的產量。
