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《中国农业大学》 2003年
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应用于低温冷害预报的东北玉米区域动力模型的研究

刘布春  
【摘要】: 针对开展东北玉米低温冷害预报的需求,作为作物模拟模型区域尺度应用的尝试,在前人有关作物模拟模型、春玉米生长发育以及东北低温冷害等方面研究成果的基础上,建立了应用于低温冷害预报的东北玉米区域动力模型。 考虑到东北地区玉米冷害主要是由于生育期内热量不足,发育期延迟,影响生长,最终导致无法正常成熟,造成减产的特点,重点进行了玉米发育期模拟的研究。在有选择地比较了前人几种主要作物发育模型后,改进了“热量单位”法,建立了以日最高气温、日最低气温为因子的修正热量单位发育模型。利用东北地区春玉米91期次的发育期观测资料和部分田间试验资料,确定和调整了作物参数。并依据品种熟性,对模型生长发育的作物参数进行了区域化。玉米发育期利各项生物量模拟检验的结果比较理想。 针对大多数作物模型局限于对单点试验资料的检验或区域平均状况模拟的情况,利用地统计学方法对作物模型所需的逐日气象要素进行空间插值,结合区域化的作物参数和土壤特性参数,进行了作物生长模拟模型区域化解决方案的尝试。利用东北玉米区域动力模型模拟了12站40年东北各地玉米生长发育及产量形成过程。以抽雄期延迟天数为低温冷害指标,逐年模拟了历史低温冷害年及减产情况。模拟了东北地区典型冷害年和40年气候平均的0.25°×0.25°网格点玉米生长发育过程,并应用GIS技术绘制了区域网格点模拟结果分布图。 利用面向对象的VB6.0编程技术和模块化的设计思路编制了东北玉米区域动力模型软件系统。模型分潜在生产和水分胁迫两个水平;由发育、生长、蒸散、土壤水分平衡等几个主要模块组成;以日为时间步长进行模拟。其中作为生长控制的发育过程采用修正的热量单位发育期模型模拟。蒸散模块选择FA01998年推荐的作物参考蒸散最新模型。针对区域模拟和单点模拟的不同需要,系统建有多站点或网格点输入控制模块和由用户干预初始值的单点输入控制模块。 主要结论有: · 采用抽雄期延迟的天数为冷害指标,评估冷害发生的程度非常符合历史事实。说明玉米发育模型能够较好地模拟玉米发育期和发育期对低温冷害的响应。 · 中熟品种分布区域,模拟的大部分低温冷害年也是减产年,而晚熟品种分布区低温冷害年和减产年的相关不太理想。一方面说明模型已具有一定的模拟玉米生长量对低温冷害响应的能力,另一方面说明,还需要更多的试验数据校正晚熟品种参数,或者需要进一步完善模型。 · 玉米区域动力模型应用于低温冷害预报,比常用的数理统计方法计算量大而复杂,但是更能针对低温对作物影响的详细过程,解释性好,应用性强,是一个正在发展的研究方向。 · 根据气象变量的空间属性特征应用GIS技术空间插值得到格点气象数据,结合区域化的作物参数、土壤参数和管理参数,运行区域作物模型。所得到的区域模拟结果能够更好地分析作物生长发育的空间分布差异。根据所确定的冷害指标可以较好地评估和预测区域低温冷害发生的程度和范围。这种方法是作物模型升尺度应用解决方案的一个尝试。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S513

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【引证文献】
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【相似文献】
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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