基于CERES-Wheat模型的小麦生长发育过程模拟研究

发布时间：2025-05-13 00:50

　　作物模型是农业生产过程中重要的工具,其能一定程度上模拟不同水分条件下作物的生长状况及作物对水分响应的特点,但仍存在不足。为了提高模型对小麦生长过程的模拟效果,本研究以我国西北半干旱半湿润地区的杨凌地区冬小麦为研究对象,首先对CERES(Crop Environment Resource Synthesis)-Wheat模型在不同水分条件下的模拟能力进行评估,分析模型参数不确定性与水分胁迫参数化方法对模拟结果的影响,在此基础上建立冬小麦物候期对水分胁迫的响应函数并验证其适用性,以及构建和验证新的冬小麦叶面积指数参数化方法,最终比较不同叶面积指数方法模拟长时间序列不同水分利用效率水平。得到如下如下结论:(1)评估不同土壤水分条件下CERES-Wheat模型的模拟水平基于连续两个冬小麦生长季的不同受旱处理试验,利用CERES-Wheat模型进行模拟研究,通过评估各处理的物候期(开花期和成熟期)、叶面积指数、地上部生物量、土壤水含量和产量的模拟结果,发现CERES-Wheat模型对冬小麦物候期的模拟没有考虑水分胁迫的影响,其模拟结果与充分灌水条件下的模拟结果一致;而对叶面积指数、生物量和产量的模...

【文章页数】：108 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 目的及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 国内外作物模型研究进展及其应用
        1.2.2 主要的小麦生长模型
        1.2.3 主要的物候期模型
    1.3 存在问题
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
第二章 材料与方法
    2.1 DSSAT模型
        2.1.1 气象模块
        2.1.2 土壤模块
        2.1.3 SPAM模块
        2.1.4 通用作物模型(CROPGRO)
        2.1.5 单个作物模块
        2.1.6 管理模块
        2.1.7 虫害模块
        2.1.8 模型所需数据
        2.1.9 DSSAT中遗传参数的估计
        2.1.10 模型源代码编译
    2.2 数据来源
    2.3 统计指标
第三章 不同土壤水分条件下CERES-WHEAT模型的模拟评估
    3.1 CERES-Wheat模型的输入数据
        3.1.1 气象数据
        3.1.2 土壤数据
        3.1.3 田间管理数据
        3.1.4 田间观测数据
        3.1.5 模型参数的确定
    3.2 CERES-Wheat模型的校准和验证
    3.3 CERES-Wheat模拟水分胁迫下小麦的生长发育
    3.4 分析模拟误差的原因
    3.5 小结
第四章 参数的不确定性和水分胁迫参数化对小麦生长模拟的影响
    4.1 数据和研究方法
        4.1.1 数据
        4.1.2 GLUE方法
        4.1.3 EFAST方法
    4.2 结果
        4.2.1 CERES-Wheat模型的模拟结果
        4.2.2 CTL参数集在不考虑水分胁迫参数化方法的模拟结果
        4.2.3 比较CTL和 GLUE参数集的模拟结果
        4.2.4 参数敏感性分析
        4.2.5 参数的不确定性和水分胁迫方法对模型输出的影响
    4.3 小结
第五章 冬小麦物候期对水分胁迫响应函数的建立
    5.1 数据来源和研究方法
        5.1.1 数据来源
        5.1.2 研究方法
    5.2 结果分析
        5.2.1 冬小麦物候期方法的校准与验证
        5.2.2 CERES-Wheat模型改进物候期方法前后对比分析
    5.3 小结
第六章 叶面积指数新方法的建立
    6.1 数据来源与研究方法
        6.1.1 数据来源
        6.1.2 研究方法
    6.2 结果
        6.2.1 叶面积指数新方法的校准
        6.2.2 叶面积指数新方法的验证
    6.3 小结
第七章 不同叶面积指数方法下小麦水分利用效率对比分析
    7.1 区域选取和模型校准
        7.1.1 区域选取
        7.1.2 模型校准与验证
    7.2 水分利用效率含义和计算方法
    7.3 不同LAI方法计算方法
        7.3.1 CERES-Wheat模型中LAI的模拟过程
        7.3.2 WOFOST模型中LAI的模拟过程
        7.3.3 FASSET模型中LAI的模拟过程
        7.3.4 STICS模型中LAI的模拟过程
        7.3.5 DAISY模型中LAI的模拟过程
        7.3.6 新方法中LAI的模拟过程
    7.4 结果分析
        7.4.1 模型校准与验证
        7.4.2 不同LAI方法下LAI和地上部生物量的比较分析
        7.4.3 不同LAI方法下产量的比较分析
        7.4.4 不同LAI方法下WUE比较分析
    7.5 小结
第八章 主要结论、创新点及展望
    8.1 主要结论
    8.2 创新点
    8.3 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：4045485