本文關(guān)鍵詞：基于PEST的土壤-作物系統(tǒng)模型參數(shù)優(yōu)化及靈敏度分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)模型輸入?yún)?shù)多,參數(shù)率定過程十分耗時費力,大大限制了其推廣應(yīng)用。該研究以華北平原2 a的冬小麥-夏玉米田間試驗觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),使用PEST(parameter estimation)參數(shù)自動優(yōu)化工具對土壤-作物-大氣系統(tǒng)水熱碳氮過程藕合模型(soil water heat carbon and nitrogen simulator,WHCNS)的土壤水力學(xué)參數(shù)、氮素轉(zhuǎn)化參數(shù)和作物遺傳參數(shù)進行自動尋優(yōu),同時計算分析模型參數(shù)的相對綜合敏感度,并將優(yōu)化結(jié)果與土壤實測水力學(xué)參數(shù)和試錯法的模擬結(jié)果進行比較。參數(shù)敏感度分析結(jié)果表明,18個模型參數(shù)的相對綜合敏感度較高,其中土壤水力學(xué)參數(shù)普遍具有較高的敏感度,以飽和含水率敏感度最高;作物參數(shù)中,作物生長發(fā)育總積溫和最大比葉面積具有較高的綜合敏感度;而氮素轉(zhuǎn)化參數(shù)的敏感度遠低于土壤水力學(xué)參數(shù)和作物參數(shù)。評價模型模擬效果的統(tǒng)計性指標(biāo)(均方根誤差、模型效率系數(shù)和一致性指數(shù))表明,PEST法比實測水力學(xué)參數(shù)的模擬精度有所提高,其中土壤含水率、土壤硝態(tài)氮含量、作物產(chǎn)量和葉面積指數(shù)的均方根誤差分別降低了61.8%、23.5%、73.6%和23.3%。同時PEST法比試錯法對土壤水分和作物產(chǎn)量的模擬精度也有較大提高,但對土壤氮素和葉面積指數(shù)的模擬精度提高不明顯。由于該方法大大節(jié)約了模型校準(zhǔn)時間,在較短的時間內(nèi)獲得了明顯高于試錯法的模擬精度,因此PEST軟件在WHCNS模型參數(shù)自動優(yōu)化中是一個值得推廣的工具。
【作者單位】： 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院農(nóng)業(yè)部華北耕地保育重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 靈敏度分析 作物 模型 PEST 參數(shù)優(yōu)化 氮循環(huán) WHCNS
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(41171184;51139006) 長江學(xué)者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃項目(IRT0412)
【分類號】：S154.4
【正文快照】： 梁浩,胡克林,李保國.基于PEST的土壤-作物系統(tǒng)模型參數(shù)優(yōu)化及靈敏度分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2016,32(3):78-85.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.03.012 http://www.tcsae.orgLiang Hao,Hu Kelin,Li Baoguo.Parameter optimization and sensitivity analysis of soil-crop sy

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