【摘要】：為探討作物區(qū)域干旱影響評估技術(shù),拓展農(nóng)業(yè)氣象災害區(qū)域影響評估方法,基于WOFOST作物模型,以西南玉米干旱為研究對象,對發(fā)育期、光合生產(chǎn)等模塊進行了改進與提高,利用西南地區(qū)8個代表性站點的玉米田間觀測數(shù)據(jù)和同期逐日氣象數(shù)據(jù)對模型進行了適宜性檢驗,在此基礎(chǔ)上,選擇西南地區(qū)歷年典型干旱年份,模擬分析了玉米的產(chǎn)量變化趨勢,并與實際減產(chǎn)率作了對比分析。結(jié)果表明:改進后,玉米生育期模擬值與實測值歸一化均方根誤差(NRMSE)由原來的3.25%~6.95%降低到1.48%~3.07%,R~2由原來的0.57~0.79提高到0.63~0.99,平均模擬精度由原來的74.12%提高到78.9%。玉米產(chǎn)量模擬值與實測值NRMSE范圍由原來的7.88%~11.99%降低到3.07%~6.79%,R2由原來的0.52~0.93提高到0.77~0.98,平均模擬精度由原來的75.7%提高到80.95%。對1987年、1992年及2006年西南地區(qū)關(guān)鍵生育期典型干旱年份產(chǎn)量模擬平均精度分別是69.8%、78.1%與75.9%。結(jié)合上述分析可得出模型對發(fā)育期與產(chǎn)量的模擬精度都有不同程度地提高,模型對西南玉米主產(chǎn)區(qū)干旱影響評估有很好的反應,對干旱分布范圍與分布規(guī)律的模擬值與實際情況基本接近,表明該方法可為區(qū)域干旱影響評估提供一種更為科學的評估技術(shù)。
【圖文】：

第3期張建平等:基于WOFOST作物模型的玉米區(qū)域干旱影響評估技術(shù)453http://www.ecoagri.ac.cn圖1研究區(qū)玉米種植分區(qū)及氣象站點分布圖Fig.1Sketchmapofregionalizationofmaizeplantationandweatherstationsdistributioninthestudyarea1.3.1作物模型簡介作物模型選取WOFOST(worldfoodstudy)模型,該模型由荷蘭瓦赫寧根大學deWit等開發(fā),起源于世界糧食研究中心(CWFS)組織的多學科綜合的世界糧食潛在產(chǎn)量的研究項目,旨在探索增加發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的可能性[16-17]。WOFOST是一個根據(jù)氣象和土壤條件模擬作物根、莖、葉和穗生物量以及土壤水分的動態(tài)模型。作物生長過程主要包括發(fā)育、光合作用、呼吸作用、干物質(zhì)積累及分配等。土壤水分平衡過程主要包括降水、灌溉、滲透、地表蒸發(fā)、作物蒸騰、毛管水上升等[18-19]。1.3.2模型的改進與提高由于WOFOST模型自身存在著一定的不足之處,比如無法模擬極端氣候事件(高溫、干旱)對農(nóng)作物造成的影響損失[13]。另外,國外作物模型在國內(nèi)引進應用時,本地化程度不可能完全符合當?shù)貙嶋H情況。因此,完全有必要對模型進行改進與提高,以最大化地增強其應用能力。本研究主要有3點改進:1)針對水分脅迫模擬能力的改進;2)針對發(fā)育速率的改進;3)針對光合速率的改進。關(guān)于模型對水分脅迫的模擬能力的改進,采用相對蒸騰序列的10d滑動平均值表示農(nóng)田實際水分動態(tài)變化過程,詳見參考文獻[19]。這里主要詳述另外兩種改進模型模擬能力的方法。1)針對發(fā)育速率的改進調(diào)參時,模型要求輸入的氣象數(shù)據(jù)必須是正常年份下的觀測數(shù)據(jù),這樣才能保證確定出的模型參數(shù)的合理性與普適性,但現(xiàn)實情況中很難找到完全符合條件的氣象數(shù)據(jù),因此導致驗證模型時作物發(fā)育期模擬值與實測值誤差較大,從而影響模型的區(qū)域?

第3期張建平等:基于WOFOST作物模型的玉米區(qū)域干旱影響評估技術(shù)455http://www.ecoagri.ac.cn判定模型模擬的精準性,采用以下統(tǒng)計指標:歸一化均方根誤差NRMSE與決定系數(shù)R2。NRMSE可反映模擬值與實測值之間的相對誤差,值越小表明模擬效果越好。R2可反映模擬值與實測值之間的一致性,值越接近1表明模擬效果越好[22]。2結(jié)果與分析2.1改進后WOFOST模型的適宜性檢驗圖2是西南地區(qū)玉米生育期適宜性檢驗結(jié)果,從圖中可以看出,模型改進前,8個站點玉米生育期模擬值與實測值NRMSE范圍為3.25%~6.95%,R2為0.57~0.79,平均模擬精度為74.12%。模型改進后,8個站點玉米生育期模擬值與實測值NRMSE范圍為1.48%~3.07%,R2為0.62~0.99,且模擬值均落在1∶1線附近,平均模擬精度為78.9%。可見,改進模型后,對玉米生育期的平均模擬精度提高了4.78%。圖3是西南地區(qū)不同海拔高度站點玉米產(chǎn)量適宜性檢驗結(jié)果,從圖中可以看出,模型改進前,8個站點玉米產(chǎn)量模擬值與實測值NRMSE范圍為7.88%~11.99%,R2為0.52~0.93,平均模擬精度為圖2WOFOST作物模型改進前后西南地區(qū)不同站點玉米生育期的模擬值與實測值的比較Fig.2ComparisonofsimulatedandmeasuredvaluesofmaizegrowthperiodbeforeandafterWOFOSTcropmodelimprovementindifferentstationsofSouthwestChinaA:大理;B:元江;C:興仁;D:思南;E:巴中;F:雷波;G:沙坪壩;H:酉陽.a1:改進前;a2:改進后。A:Dali;B:Yuanjiang;C:Xingren;D:Sinan;E:Bazhong;F:Leibo;G:Shapingba;H:Youyang.a1:beforeimprovement;a2:afterimprovement.

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;種田講科學 玉米獲高產(chǎn)[J];河南科技參考;1979年03期

2 虎生;;印第安古文明之花——玉米[J];世界知識;1979年07期

3 李潮海;曹煜;卓德眾;;施用玉米健壯素抗倒增產(chǎn)[J];河南科技;1991年04期

4 耿秋穎;;栽培方式對玉米產(chǎn)量及品質(zhì)影響的研究[J];科技致富向?qū)?2014年08期

5 問錦曾;;玉米螟[J];科學大眾;1965年05期

6 張富倉,康紹忠,龔道枝,李志軍;不同磷濃度對玉米生長及磷、鋅吸收的影響[J];應用生態(tài)學報;2005年05期

7 程和平;;如何搞好玉米新品種的推廣種植[J];民營科技;2007年05期

8 ;美科學家通過基因?qū)ふ揖S生素A含量高的玉米[J];中國科技信息;2008年04期

9 宋麗平;;科學選用玉米品種 提高種植效益[J];黑龍江科技信息;2008年29期

10 仇泰嶺;王鑫;張衛(wèi)中;姚滿生;;溝壩地不同施肥量對玉米生長及產(chǎn)量的影響[J];太原科技;2009年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 宋鵬飛;王甜甜;毛培;羅梅浩;;不同玉米品種丁布含量及其與抗螟性的關(guān)系[A];華中昆蟲研究（第八卷）[C];2012年

2 劉祖蔭;;發(fā)展玉米的加工利用技術(shù)提高玉米的綜合經(jīng)濟效益[A];食品論文匯編[C];1985年

3 王春虎;陳士林;董娜;蔣愛鳳;;豫北平原不同施氮量對玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究[A];中國農(nóng)作制度研究進展2008[C];2008年

4 王宇翔;;玉米后期倒伏的易損性分析[A];天氣、氣候與可持續(xù)發(fā)展——河南省氣象學會2010年年會論文集[C];2010年

5 唐紅艷;;玉米品種精細化布局氣象服務技術(shù)[A];第28屆中國氣象學會年會——S11氣象與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)[C];2011年

6 劉治先;;我國優(yōu)質(zhì)專用玉米的發(fā)展策略[A];2003年全國作物遺傳育種學術(shù)研討會論文集[C];2003年

7 劉治先;;優(yōu)質(zhì)專用玉米的發(fā)展策略[A];’2003中國作物學會學術(shù)年會文集[C];2003年

8 孫世賢;;種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的玉米生產(chǎn)問題[A];全面建設小康社會——中國科協(xié)二○○三年學術(shù)年會農(nóng)林水論文精選[C];2003年

9 劉翔;許志剛;;玉米品種對玉米細菌性枯萎病的抗性研究[A];外來有害生物檢疫及防除技術(shù)學術(shù)研討會論文匯編[C];2005年

10 李魯華;柳延濤;呂新;朱江;;綠洲玉米生態(tài)適應性的研究[A];中國科協(xié)2005年學術(shù)年會“新疆現(xiàn)代農(nóng)業(yè)論壇”論文專集[C];2005年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 吉林食品行業(yè)管理辦公室調(diào)研組;吉林玉米大省做大玉米文章[N];中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)報;2001年

2 記者 孔非;中國國際玉米產(chǎn)業(yè)博覽會九月在長舉行[N];長春日報;2007年

3 本報記者　　秦洪湖　　通訊員　　趙中文　　肖　松;為了金色玉米香飄世界[N];中國國門時報;2006年

4 本報記者 石巖;玉米品種多 購買早籌劃[N];河南科技報;2006年

5 楊婷;國家3億補貼玉米良種玉米價格將上揚[N];中國經(jīng)濟時報;2007年

6 孟寶林;玉米行情看好 今年莊稼咋種[N];牡丹江日報;2006年

7 吳守祥;玉米行情火爆的背后[N];期貨日報;2006年

8 吉林糧食集團副總經(jīng)理 姜建華;玉米價格穩(wěn)中走高[N];期貨日報;2006年

9 李茜;玉米投資正當紅[N];上海金融報;2008年

10 才春林;筍玉米因?qū)Ｓ枚碣F[N];農(nóng)民日報;2003年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 石紅良;我國不同年代玉米品種及其親本自交系產(chǎn)量和氮效率的變化趨勢[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2014年

2 張紅偉;玉米耐低磷的種質(zhì)資源評價及耐低磷的遺傳基礎(chǔ)研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2014年

3 劉永花;不同熟期玉米品種積溫需求定量研究[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2014年

4 岳輝;玉米自交系低磷耐性遺傳分析[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學;2015年

5 李春輝;玉米高密度重組圖譜構(gòu)建及耐旱相關(guān)性狀的遺傳解析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

6 高慶華;玉米低植酸基因的初步定位和轉(zhuǎn)育應用研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2013年

7 李圣彥;玉米萜類合成酶基因TPS10表達調(diào)控的研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2015年

8 翟立超;玉米品種競爭能力的評價與分析[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2015年

9 曹國鑫;小農(nóng)戶糧食作物高產(chǎn)高效技術(shù)應用限制因素及對策研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2015年

10 毛欣;玉米芽種缽盤精量播種機理與裝置參數(shù)研究[D];黑龍江八一農(nóng)墾大學;2015年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 李曉瑞;黃芪綠肥的品質(zhì)評價及效應分析[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2015年

2 江帆;復合Bt cry1Ac和cry1Ie抗蟲玉米抗螟性及其在IRM中的作用[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

3 李秀秀;玉米耐低氮雜種優(yōu)勢分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2015年

4 高杰;不同玉米品種的適應性分析[D];西北農(nóng)林科技大學;2015年

5 劉歡;陜西及山西不同地區(qū)玉米營養(yǎng)價值檢測與霉菌毒素污染情況分析[D];西北農(nóng)林科技大學;2015年

6 李瑞敏;高地隙玉米噴霧機施藥裝置的設計研究[D];石河子大學;2015年

7 白翠瑩;玉米ZmPROPep1基因轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)基因抗病聚合育種[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2015年

8 吳文麗;施用三種肥料對不同復墾年限土壤Hedley磷形態(tài)及玉米產(chǎn)量的影響[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2015年

9 葉慧香;轉(zhuǎn)cry1Ie基因抗蟲玉米對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和土壤肥力的影響研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2015年

10 殷鵬程;玉米株高和穗位高的QTL定位[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2015年

，

本文編號：2583272