[发明专利]基于作物生长机理模型分离关键因子对作物物候影响的计算方法

说明书

本发明公开了一种基于作物生长机理模型分离关键因子对作物物候影响的计算方法，通过作物田间实验观测物候资料调整作物机理模型品种积温参数，利用作物机理模型模拟不同情景下作物生长过程，分离气候变化、播期调整以及品种变换等关键因子对作物物候的影响，可以较直观的分离各个关键因子对作物物候的影响，对于作物应对气候变化、指导品种选育和改善播种制度等具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种利用作物生长机理模型分离和评价气候变化、播期调整和作物品种变换对作物物候影响的计算方法，属于农业可持续发展适应性评估技术领域。

背景技术

植物物候具体指在一定生长环境下，随着气候的季节性变化而发生的萌芽、出叶、开花及成熟、休眠等规律性变化的现象，能够客观反映植物生长发育过程对外界环境条件的响应和适应性。伴随着全球地表温度的持续升高，过去几十年植物物候发生了重要变化。

作物物候对气候变化的响应已经成为研究气候变化对农业生产影响的重要内容。长时间序列的作物物候变化在一定程度上能够反映该时期内作物生长发育对气候变化的适应能力。作物物候在一定程度上受人为因素的影响，比如人们通过选择适合其生长的气候条件来决定播种时间。不同的作物品种对气候变化的响应存在差异，同一作物品种的生长发育过程主要受气候条件的影响，最终导致年际间的产量差异。

过去几十年作物物候受到了气候变化、播种期改变和品种变换等诸多因子的共同影响。目前研究关键因子对作物物候影响的主要方法有统计回归和作物模型模拟方法。统计模型分析简便易行，分析结果的可信度也比较高，因而得到广泛应用。但影响作物生产的各个因子相互之间往往不是独立的，统计模型不能揭示众多影响因子之间的相互关系，因此难以利用其分析结果进一步提出针对性较强的适应性对策；然而基于过程的作物机理模型可以克服这一缺点，作物模型可以模拟不同情景下的作物生长，因此可以摒弃因子之间的相互作用，准确分离和量化各个因子对作物物候的影响。

APSIM(Agricultural Production Systems Simulator，农业生产系统模拟模型)由隶属澳大利亚联邦科工组织(CSIRO)和昆士兰州政府的农业生产系统研究组(APSRU)在过去20多年内开发的，是能够模拟农业系统各主要组分的机理模型。该模型可用于模拟农业系统中作物生长过程及土壤水氮动态，特别适用于评价农作系统生产潜力及耕作措施的产量效益受气候波动和环境变化的影响。APSIM模型可以让用户容易地通过选择一系列的作物、土壤以及其它子模块来配置自己的作物模型。模块之间的逻辑关系可以非常简单地通过模块的“插拔”功能来规定。由于它的灵活性、可操作性，APSIM模型被认为更应该是一个模型系统的灵活软件环境，而不是针对某特定作物系统的单个模型。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于作物生长机理模型分离关键因子对作物物候影响的计算方法，以较直观的分离气候变化、播期调整以及品种变换等关键因子对作物物候的影响。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于作物生长机理模型分离关键因子对作物物候影响的计算方法，包括如下步骤：

(1)对于多个研究站点的长时间序列作物，利用各研究站点的田间试验物候观测资料，确定各研究站点在研究时段中的基准作物品种；并根据各站点基准作物品种的作物生长过程记录物候数据，确定各基准作物品种的积温参数范围；

(2)将各研究站点对应年份的日气象数据、土壤数据和田间管理数据输入作物生长机理模型中，将模型模拟的作物物候期与田间观测试验的实测作物物候期进行比较，通过反复调整模型的品种积温参数取值，确定各基准作物品种的积温参数值；

(3)根据各研究站点的播期记录，设置长时间序列下固定播期和基准作物品种以及实际播期和基准作物品种两个模拟情景；