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專題討論 Modeling the distribution of enhanced soil shear strength beneath riparian trees of south-eastern Australia 79842032 許涵硯 2009 11 27.

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1 專題討論 Modeling the distribution of enhanced soil shear strength beneath riparian trees of south-eastern Australia 79842032 許涵硯 2009 11 27

2 Location of the study area on the Hawkesbury-Nepean River system and the plantation near Cobbity Bridge where experimental work was undertaken.

3 RAR : Root area ratio MVD: Maximum vertical depth from the surface MLD: Maximum lateral distance from the stem 利用網格來測量側根長以 及深度佔總根之比例,以 便於比較不同植物的根。

4 最長側根最寬 地上部與地下部測量內容 : 包含 樹高、基徑、最大垂直根、最大側根

5 最大垂直根與最大側根 和樹高的關係,可以用 再不同年齡的同一種樹 跟上表之比較後,可以發現到 E.elata 的上半部生長較其三種快,但 根的生長速率卻是裡面最慢的。

6 可以從圖中可以見到四種植物從 5%-15% 根面積減少最快,將四種植物 合起來比較,發現到 0-15% 根的量佔了 80% ,而其他 15-100% 僅佔了少 部份。

7 利用不同的數學形式來模擬根段面積與深度的曲線 C. glauca Q = −0.3182D 2 + 0.2438D + 101.41 R2 = 0.99 (1) E. amplifolia Q = −0.7201D 2 + 6.571D + 102.41 R2 = 0.97 (2) E. elata Q = −0.7216D 2 + 8.7309D + 101.57 R2 = 0.97 (3) A.floribunda Q = −1.005D 2 + 16.623D + 101.22 R2 = 0.99 (4) 0-15% 利用二維方程式來呈現比較符合 C. glauca Q = 69.093 e −0.0582D R2 = 0.99 (5) E. amplifolia Q = 64.153 e −0.0423D R2 = 0.98 (6) E. Elata Q = 165.86 e −0.073D R2 = 0.98 (7) A.floribunda Q = 110.24 e −0.0711D R2 = 0.98 (8) 15-100% 利用負的指數來表現

8 MLD 與 MVD 之比較 C. glauca MLE = −44.63 ln(D) + 214.51 R2 = 0.99 (9) E. amplifolia MLE = −38.94 ln(D) + 196.4 R2 = 0.99 (10) E. elata MLE = −0.971D + 114.12 R2 = 0.99 (11) A. Floribund MLE = −37.728 ln(D) + 192.93 R2 = 0.97 (12) 深度越大,側根的長度越短。 最長側根通常位於淺層土壤, 而最深的根則在莖的下面

9 四種植物的根斷面積和離樹幹的距離呈現一個負指數關係

10 Discussion 1.Scaling relationships between juvenile and mature trees

11 2.A model of the spatial spatial distribution of increase shear resistance Step1: 求出 MVD 與 MLD 和樹高的關係,可以 看出幼樹和成年樹種為一半之關係 Step2: 將根長分成四個部份 12.5 、 37.5 、 62.5 、 87.5% 計算出其各斷面根量,在跟前面 的公式做比對。

12 Step3: 延續第二個步驟,將側根長分成 25 、 50 、 100% 三個部分,計算其根斷面積。 Step4: 延續第 3 個步驟,計算出每一個格子的根 面積,並除以期方格面積,得到每一格 的根面積比。

13 第一格中包含了前 25% 的側根和垂直根 第二格中包含了第二佈份 25% 的側根和前 25% 的垂直根

14 隨著和樹幹的距離越遠,根面積比快速減少,尤其是 E.elata 更為明顯

15 將根面積比轉換成剪力 C. glauca : Sr(kPa) = 60.61 × RAR − 0.91 (14) E. amplifolia : Sr(kPa) = 38.12 × RAR + 0.85 (15) E. elata : Sr(kPa) = 52.09 × RAR + 0.66 (16) A. floribunda : Sr(kPa) = 134.22 × RAR + 7.86 (17) 土壤剪力的增加 可以依據根穿過 剪力面的根量來建 (wu et al, 1979) 根面積比為 4.464 是所有樹種中最大 有最大的剪力

16 conclusions  1. 利用挖掘出的幼樹,可以發現到根離樹幹越寬和越深,根的量會快速 變少。  2. 可以利用數學的關係來表示出根的長和深之曲線。  3. 利用幼樹與成年樹種的關係,平估土壤強化的關係。  4. 從 shear strength 和 RAR 的表格中,可以看出 E.elata 比其他三種植物 提供最多的 shear strength 、另外 A.floribunda 較 E.amplifolia 的 RAR 卻提供最多的 shear strength ,意味著對於土壤的強化越強。

17 THE END


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