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基于作物生长模型的玉米生殖期冷害致灾因子研究被引量：21: 2011年; 利用东北玉米生长模型(NEC_MaGM)结合历史冷害数据分析了东北玉米灌浆期低温和初霜冻的发生规律,探讨了两者对玉米生长发育过程的影响与实际冷害年份之间的对应关系。结果表明,东北地区玉米灌浆期间较易出现15～16℃以下的急剧降温天气,对籽粒灌浆影响很大;出现在发育指数(DVS)为1.9之前且日平均温度连续5d低于16℃的低温将对玉米贮存器官干重(WSO)积累造成重大影响,其出现年份与实际冷害发生年份符合度较高,是发生大面积冷害的致灾因子之一;随着气候变暖,东北各地初霜冻日和新玉米品种的成熟期均在推迟,但初霜冻日的年际波动不断增大。模拟显示,初霜冻发生在玉米成熟前的频率也在增加,初霜冻对玉米的影响仍不容忽视;初霜冻对WSO积累影响严重的年份与历史上出现冷害的一些典型年份比较一致,也是重要的冷害致灾因子之一。灌浆期低温和初霜冻出现时间以及由此导致WSO的损失程度可以作为基于作物生长模型进行玉米冷害监测预测的重要指标。同时,作物生长模型可以成为研究农业气象灾害致灾因子的有力工具。; 马玉平王石立李维京; 关键词：初霜冻作物生长模型

基于约束性分析的数据与作物模型同化方法被引量：10: 2013年; 同化观测数据可为作物生长模型的区域应用提供支持。该文定义了观测数据对模型参数的约束性,研究发现华北夏玉米观测数据对WOFOST模型的可约束参数主要包括初始总干物重、不同发育阶段的比叶面积、初始最大CO_2同化速率、叶片衰老系数、初始土壤有效水、最大根深日增量以及初始根深的初始土壤水分含量等。建立了基于参数约束性分析的观测数据与作物生长模型同化方法和流程,利用优化算法进行作物生长模型所有参数和变量初值的敏感性分析,遴选出各状态变量的敏感参数;根据拟合度与优化结果之间关系进行敏感参数的约束性分析,获得不同变量的可约束参数;组合优化可约束参数得到各参数最优值,由此实现了观测数据与作物生长模型的同化。约束性体现了观测数据对模型参数或变量初值的控制能力,可约束参数作为待优化参数使数据模型同化获得了最优结果。; 孙琳丽马玉平景元书俄有浩邹艳东邢开瑜; 关键词：同化作物生长模型观测数据

基于Downhill-Simplex算法的观测数据与作物生长模型同化方法研究被引量：6: 2012年; 以夏玉米叶面积指数(LAI)、贮存器官干重(WSO)、地上总干重(TAGP)以及土壤水分含量(SM)为结合点,建立了基于Downhill-Simplex算法的作物生长模型WOFOST同化多种地面观测数据的一般方法或流程:开展观测数据与作物生长模型同化方法的正确性验证→利用Downhill-Simplex算法进行WOFOST模型的敏感性分析→选择敏感参数组合→通过优化效果确定待优化参数→利用新的观测数据对待优化参数进行优化,从而实现了观测数据与作物生长模型的同化,提升了模型的模拟能力。同化过程中遴选出的WOFOST模型的待优化参数主要包括比叶面积、最大CO2同化速率、初始地上部总干物重、根深最大日增量和初始土壤有效水等。; 孙琳丽景元书马玉平俄有浩邹艳东邢开瑜吴玮; 关键词：作物生长模型

干旱环境下夏玉米各生育时期光响应特征被引量：20: 2013年; 2011年6—9月在中国气象局河北固城生态试验站借助大型电动式防雨棚及人工灌溉,开展水分影响夏玉米生长发育的田间试验。首先进行夏玉米叶片光合作用日变化和光合作用光响应曲线的观测,然后利用不同模型拟合光响应曲线确定最适模型并提取光合特征参数,探讨土壤水分条件对不同生育时期夏玉米叶片光合特性的影响规律。结果表明:土壤水份适宜时,玉米抽雄期的光合能力最强,重度干旱时,抽雄期的光合能力降低幅度也最大,其次为乳熟期、拔节期;直角双曲线修正模型最适合描述干旱环境下的玉米光合能力光响应过程,轻度干旱使各生育时期光饱和点及最大净光合速率下降,而对光补偿点量子效率和光补偿点的影响不明显;重度干旱下各生育时期光饱和点、最大净光合速率较轻度干旱又进一步下降,同时各生育时期光补偿点量子效率也有明显下降,而光补偿点明显上升,表明玉米叶片的强光利用能力对干旱敏感,而它的弱光利用能力对干旱响应较迟钝。; 吴玮景元书马玉平俄有浩孙琳丽郑腾飞; 关键词：夏玉米干旱生育时期

GECROS模型在黄淮海地区模拟夏玉米生长的适应性评价被引量：4: 2015年; GECROS是荷兰瓦赫宁根农业大学近些年开发的机理性更强、算法更简要的作物生长模型。本文利用黄淮海地区夏玉米试验数据进行GECROS模型的适应性评价,为模型进一步开展区域应用提供依据。结果表明,GECROS基本能够反映黄淮海地区夏玉米的发育进程。模型模拟夏玉米抽雄期的绝对偏差在6.0 d以内,平均为2.1 d;模拟成熟期的绝对偏差在8.0 d以内,平均为3.4 d。GECROS描述夏玉米干物质积累和叶面积扩展过程的准确度较高。模拟雌穗总重的归一化均方根误差在7.8%~33.8%之间,平均为18.6%;模拟植株地上总重的归一化均方根误差在11.2%~32.6%之间,平均为20.7%;模拟LAI的绝对偏差在0.28~0.55之间,平均为0.41,模拟籽粒产量的绝对偏差在20.3~229.0 g m–2之间,平均为80.9 g m–2。利用GECROS模型相对评价作物生长状况或环境影响基本可行。但GECROS模拟夏玉米发育进程仍存在低值偏高、高值偏低的现象;在土壤水分胁迫较重时,描述的生物量积累过程有偏低情况;描述LAI扩展的总体效果差于生物量累积的效果。GECROS仍需进一步完善。; 吴玮马玉平俄有浩孙琳丽景元书; 关键词：适应性夏玉米黄淮海地区

基于作物生长模型的东北玉米冷害监测预测被引量：24: 2011年; 在全球气候变暖背景下,东北地区的气温明显上升,但由于存在玉米相对晚熟品种越区(北扩)种植现象,区域性和阶段性的玉米低温冷害仍时有发生。因此,开展东北玉米低温冷害监测预测研究仍十分必要。本文首先利用东北玉米生长模型(NEC_MaGM)构造冷害监测指标,然后开展玉米冷害监测预测方法研究并进行个例分析。结果显示,从不利天气条件和玉米对低温响应两方面遴选的8个单项指标中,以指标2(DC_Tas9,抽雄期到9月底的累积热量单位与同期多年平均值的差值百分率)和指标1(DN_Tas,当年抽雄期与多年平均抽雄期的差值)对历史玉米冷害的概括能力最强;根据冷害致灾机理、单一指标的历史概括能力及其独立性等因素,构建了由指标1、2以及指标4(DW_GrS,水分适宜条件下模拟穗重与多年平均穗重的差值百分率)和指标7(DW_Fro,初霜冻日时模拟穗重与模拟成熟时穗重的差值百分率)组合而成的东北玉米低温冷害综合指标;基于NEC_MaGM和冷害综合指标进行单点冷害监测,确定了若45%以上站点出现玉米冷害即为区域性冷害的标准,独立样本监测检验与实际情况一致;利用NEC_MaGM在网格尺度上的监测可以得到更详细的冷害空间分布状况,有利于开展农业气象业务服务工作;根据前期天气实况加上区域气候模式预测的气象要素数据,再结合预报时效之后的多年平均气候数据,在格点尺度利用NEC_MaGM可以实现对东北玉米低温冷害的预测。预测个例表明,该方法能够反映冷害的形成过程和严重程度,但其准确性不仅与作物模型有关,还依赖于区域气候模式的模拟能力。; 马玉平王石立李维京

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中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2009Y005)

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