“中国农业系统模型”在长江流域的适应性检验及其模拟应用

利用水稻生长观测资料和气象资料,对＂中国农业系统模型（ChinaAgrosys）＂在整个长江流域水稻发育期、叶面积指数和生物量方面的模拟能力进行了综合评价。模型检验结果显示：发育期、叶面积指数和生物量的模拟值与观测值的均方根误差（RMSE）分别为4.4d、2.4、2010 kg·hm^-2,相对误差分别在-10%-11%、-30%-30%、-23%-24%,表明该模型可以用于长江流域历史和未来时期水稻的生育期、叶面积指数和生物量的模拟研究。利用此模型模拟了1955-2005年流域30个站点历年一季稻生物产量,并计算了各点的逐年变化趋势。结果表明：过去51a长江流域一季稻生物产量总体呈下降趋势,这可能与近年来流域夏季降水增多、日照时数减少有关。

匈牙利的农业系统模型和国际应用系统分析研究所

(一) 近年来,系统思想Systems thinking、系统分析System analysis、系统工程学System engineering这些名词开始在很多领域中流行起来了。因为它们已经成了解决各种复杂问题的不可缺少的强有力的思想、方法和手段。 系统思想也有人称之为系统观点。它的主要论点是:一项事业不论如何复杂、如何庞大,总是可以分为一些附属单位,最后总是由简单的事物(元件)组成。

甘蔗农业生产系统模拟模型模块化设计与应用研究进展

以APSIM甘蔗模型(APSIM-Sugar)为例,简要介绍了由澳大利亚农业生产系统研究协作组(APSRU)开发的农业生产系统模拟模型(Agricultural Production System si Mulator,APSIM)中作物、土壤等核心模块的基本过程原理、参数确定、模型验证等模块化设计与应用研究进展,为学习了解和使用APSIM模型开展农田土壤-作物系统模拟研究提供参考。

大安古河道农业系统动力学模型

在实地调查分析大安古河道资源的基础上 ,以系统论的观点 ,运用生态经济学、反馈控制论等原理 ,采用系统动力学的分析和模拟方法 ,剖析了古河道农业系统的内部结构和动态行为 ,建立了大安古河道农业系统SD模型 ,并在计算机上实现了大安古河道农业系统的动态仿真。围绕系统资源合理有效利用 ,系统生产力不断提高、系统的经济效益和社会效益良性发展、系统的生态环境得到改善这一开发治理的总体目标 ,通过改变控制变量和调整控制参数的方法 ,寻求开发治理的优化方案 ,并对未来系统的发展进行宏观预测。表 1,参

推进风险模型系统建设,强化农业保险的风险管理

农业风险管理体系的建立是中国农业产业稳定发展的重要基石。农业保险作为重要的农业风险管理工具,正在从单一赔付服务向全流程农业风险管理转型。构建农业风险模型,研发农业风险模型系统,实现农业风险的自动化和智能化模拟、计算与决策,对提升农业风险识别、分析、评估、预测和决策能力,实现农业保险的风险管理转型升级具有重要意义。在归纳总结农业风险与风险模型的基础上,对农业风险模型系统的应用价值和建设路径进行深入分析,列举现阶段中国农业风险模型系统的典型案例,分析指出了现阶段存在的问题,并提出了推进中国农业风险模型系统建设、为强化农业保险风险管理提供重要支撑的建议。

应用农业生产系统模型分析冬小麦-夏玉米轮作体系的农田水氮利用效率Ⅱ:模型的模拟验证与情景分析

应用经过参数灵敏度分析与标定后的农业生产系统模型(APSIM),以北京市海淀区东北旺试验站为背景,探讨了不同灌溉、施肥、种植日期和种植密度等农艺措施下冬小麦和夏玉米的产量、水分利用效率及氮肥偏生产力的变化,以期探寻适合当地特定气候、土壤条件下的既能保证粮食稳产高产又能达到资源高效利用的田间管理措施。首先根据所搜集的1985—2005年统计年鉴中的产量数据对参数标定后的模型作了进一步的验证,结果表明:冬小麦和夏玉米产量的模拟值与年鉴统计值之间的平均相对误差分别是43%和21%。运用验证后的模型,基于所设计的9种不同的水氮管理情景进行了模拟分析,结果表明:冬小麦在播前、拔节期和开花期灌溉75mm;丰水年和平水年夏玉米在播前灌溉31mm,枯水年夏玉米在播前和抽穗分别灌溉20mm,特枯水年夏玉米在播前和抽穗分别灌溉84mm;冬小麦在播前和拔节期分别施入氮肥43kg/hm2和87kg/hm2,夏玉米在苗期和大喇叭口期分别施入氮肥40kg/hm2和80kg/hm2。这样的节水省氮灌溉施氮方案不仅能够获得较高的粮食产量,还能获得较高的水分利用效率和氮肥偏生产力。

应用农业生产系统模型分析冬小麦-夏玉米轮作体系的农田水氮利用效率 I：模型参数的灵敏度分析与标定

以采集的北京市海淀区东北旺试验站大量的田间实测数据为基础,对农业生产系统模型(Agricultural Production Systems Simulator,APSIM)进行详细的参数灵敏度分析与标定,结果显示:标定模拟的土壤剖面体积含水量动态的精度较高,平均相对误差为13.41%;标定模拟的土壤剖面硝态氮浓度动态的精度较低,平均的相对误差为29.69%;标定模拟的冬小麦叶面积指数、生物量和产量的平均相对误差分别为36.49%、24.18%和32.31%;标定模拟的夏玉米叶面积指数、生物量和产量的平均相对误差分别为31.76%、35.84%和26.44%。以上标定模拟的精度就田间实际情况而言,总体是可以接受的。经过详细的参数标定后的APSIM模型将为深入探讨不同农田管理措施下水氮利用效率的长期变化提供可靠的定量分析手段。

河北省举办第一期农业系统工程学习班

全国农业系统工程研究会河北省分会筹委会,于1982年3月20日至4月17日在石家庄市举办了河北省第一期农业系统工程学习班。省、地、市、县有关局、委,大专院校和科研单位的领导、农艺师、畜牧师、助研、工程师等科技工作者共49人参加了学习。

减灾工程与农业生产产出相关性探析

为测量减灾工程对农业生产产出的影响,用灰色关联分析算法和计量模型方法,对农业生产系统中除涝、灌溉、堤防、水库等指标数据进行了无量纲化处理,形成指标关联度评估,同时在柯布-道格拉斯生产函数基础上将各指标数据纳入回归分析中,完成了除涝等指标对农业生产产出影响的定量评价.实证研究表明:影响农业生产的减灾工程作用从大到小的顺序为:除涝面积、灌溉面积、堤防长度、盐碱地改良面积、水库容量、水土流失治理面积.扩大除涝面积、修建水库、增加堤防长度增加了农业生产总值,其中除涝对增加农业产值的效用最大,自然灾害阻碍了农业生产的发展,加大减灾工程投入有利于增加农业生产产出.

APSIM模型中胡麻干物质分配与器官生长模型构建及其精度检验

胡麻器官生长与干物质分配的准确模拟是预测胡麻产量的关键模型。利用2012-2013年定西和榆中试验站胡麻不同播种方式(残膜直播、覆盖新膜播种、揭残膜后直接播种),种植密度(3×106(D1)、4.5×106(D2)、6×106(D3)、7.5×106(D4)、9×106(D5)、1.05×107(D6)、1.2×107(D7)粒·hm-2)和氮磷水平的试验,采用关键遗传参数叶片生物量、蒴果生物量、收获指数增长率、最大收获指数、籽粒含油量、碳水化合物含油率、籽粒水分含量等确定各器官物质分配比例,基于农业生产系统模型(APSIM)构建胡麻干物质分配与器官生长模拟模型,2014-2015年试验数据用于模型验证。结果表明,定西试验区不同肥料、播种方式的地上部总干重模拟结果分别为:RMSE值平均1.7652 g·plant-1,R2平均0.8649,不同播种方式模拟RMSE值平均1.8928 g·plant-1,R2平均0.8453;不同种植密度、氮磷处理水平的地上部总干重平均RMSE值分别为1.5344 g·plant-1、1.9371 g·plant-1,平均R2分别为0.9135、0.8267,各器官干重茎、叶、果的平均RMSE值分别为1. 7751、2. 6371、1. 9785 g·plant-1,R2分别为0.9344、0.8077、0.9118。检验结果表明,模型可较好模拟胡麻地上部总干重和地上部各器官干重的变化动态。

访国际应用系统分析研究所

在系统分析方面,设于维也纳的国际应用系统分析研究所(International Institute for Applied System Analysis,简称IIASA)是个很有名的机构。在1979年我国《世界农业》第三期上,我曾经撰文介绍了匈牙利的农业系统模型,那就是IIASA的成果之一。1981年冬天我们去联合国工业发展组织参加制作世界经济模型。

APSIM模型对甘蔗叶面积指数和蔗叶含氮量的模拟与验证

应用农业生产系统模型-甘蔗模块(APSIM-Sugarcane)模拟和检验了广西亚热带蔗地的新植甘蔗叶面积指数和蔗叶含氮量状况,并模拟分析了甘蔗生长过程需氮量状况。结果表明,模拟叶面积指数和蔗叶含氮量的状况都与甘蔗真实生长过程相吻合,叶面积指数和蔗叶含氮量的模拟值和实测值回归统计检验显示回归线都接近1∶1线,决定系数分别为0.94和0.79,表明模拟的准确性都达到了显著水平。甘蔗逐日需氮量的动态分析反映了应用APSIM-Sugarcane模型可为甘蔗产业的精准化管理提供科学依据。

我国转基因抗除草剂大豆产业化的社会福利预测——基于DREAM模型

运用DREAM模型和时间趋势预测模型,通过采用2009—2015年我国大豆和美国转基因大豆的种植成本、单产情况拟合出我国在2018—2023年种植转基因大豆的种植成本及单产情况,基于此数据对我国转基因抗除草剂大豆产业化的社会福利进行预研究。结果表明,转基因抗除草剂大豆的种植给消费者带来的福利较大,累计产生了220.513 1亿元的经济剩余,而对大豆生产者的福利产生了负面的影响,累计损失82.975 6亿元,总体上消费者福利的增加值大于生产者的损失值,整个社会福利水平累计增加137.537 4亿元,改善了社会福利水平。

Monitoring and Assessment System of Agricultural Drought Based on GIS Technology

[Objective] The research aimed to simplify the operating process of agricultural drought monitoring and assessment product,and improve fine level of monitoring and assessment map.[Method] By comprehensively using GIS and mathematics,meteorology,management science,computer science,the monitoring and assessment of drought were as the core,the monitoring and assessment system of agricultural drought based on GIS technology was studied.[Result] The drought in Guangxi on November 4,2006 was monitored by using the system,and the actual situation was used to test.The result proved that the good monitoring effect was obtained.[Conclusion] The monitoring and assessment system of agricultural drought based on GIS realized the organic combination of GIS and professional monitoring,assessment model.The flexible HCI interface and visualization expression were provided.The monitoring and assessment function of agricultural drought was realized.It had the good practicality and advancement.

应用软科学方法搞规划的体会——在全国《软科学规划方法研讨会》上的发言

应用软科学方法制订区域发展规划,是以辩证法为指导,各专业学科为基础,农业系统科学为桥梁,数学模型为方法,电子计算机为工具,优化总体结构为目的。这是制订总体规划的现代科学方法。

Dynamic Evolvement of Agricultural System and Typical Patterns of Modern Agriculture in Coastal China:A Case of Suzhou

Based on dynamic theory of system, agriculture is a complex system composed by element, structure, function and development. Firstly, this paper analyzes their connotation and relationship, which could be simply described that in virtue of element integrating and structure optimizing, agricultural system may achieve multifunctionality to meet increasingly diverse demands. As a case study of Suzhou, it concludes that Suzhou has a LP-dependence on agricultural element, and the growth extent of agricultural productivity correlates to the ratio of agricultural labor reduc- ing rate to farmland reducing rate. Agricultural structure of Suzhou changed with time, and in the early 1980s and 2000s it was most notable. Correspondingly, agricultural function has experienced a succession process: 'production', 'production-living', and 'production-living-ecology'. At last, based on questionnaires and interviews, some new characteristics and problems of agricultural development in coastal developed region of China have been put forward. Meanwhile, some typical patterns of modern agriculture in Suzhou which adapt to system evolving are also brought up such as export-oriented agriculture, enterprises-leading agriculture, agricultural science and technology parks, characteristic and stereoscopic agriculture, tourism and sightseeing agriculture.

Assessment of Soil Erosion by Compensatory Hoeing Tillage in a Purple Soil

This study explores the role of a traditional tillage method,i.e.,compensatory hoeing,for sustainable agro-ecosystem management in the hilly areas of the Chongqing municipality,south-western China.To validate the effects of compensatory tillage on the terraced slopes,the tillage method of noncompensatory hoeing was conducted on a linear slope.To acquire information about 137 Cs inventories and soil texture,soil samples were collected by a core sampler with a 6.8-cm diameter at 5.0-m intervals along the toposequence and the linear slope in the dry season(March) of 2007.Meanwhile,a tillage erosion model was used for evaluating the spatial pattern of tillage erosion.The 137 Cs data showed that on the terraced slope,soil was lost from the upper slope,and soil deposition occurred at the toe slope positions on each terrace.As a result,abrupt changes in the 137 Cs inventories of soil were found over short distances between two sides of terrace boundaries.Results obtained from the tillage erosion model and the 137 Cs data indicate that soil redistribution mainly results from tillage erosion in the terraced landscape.Consecutive non-compensatory tillage caused soil redistribution on the linear slope,resulting in thin soil profile disappearing at the top and soil accumulating at the bottom positions of the linear slope.This result further validates that compensatory tillage could avoid the complete erosion of the thin soil layer at the summit position.Therefore,this traditional tillage.method,i.e.,compensatory tillage,has maintained the soil quality at the summit of the slope in the past decades.

光照和温度对旱地小麦叶面积指数的影响

为研究旱地小麦叶片生长规律,了解气候变化对小麦叶面积指数的效应,设计回归正交组合试验,并运用APSIM模型模拟光照和温度变化对小麦叶面积指数的影响。结果表明:APSIM模型对小麦叶面积指数的模拟有较高精度。小麦叶面积指数与光照和温度分别呈开口向下和向上二次抛物型变化。在本试验范围内,叶面积指数与光照呈二次抛物线下降型变化,但当光照未越过临界点时,光照成正效应,表明在最适宜条件下光照的合理增加可促进小麦生长;当日均气温高于7.73℃,温度成正效应,说明温度合理的升高,有助于小麦叶面积指数在一定生长阶段平稳在较大值;光照和温度同时升高时,光照下降效应显著于温度正效应。

Long-term variability of the carbon balance in a large irrigated area along the lower Yellow River from 1984 to 2006

The irrigated areas in the northern region of China are important food production areas. Therefore, studies on the variability of the carbon balance in these agro-ecosystems are fundamental for the management of carbon sequestration. This paper simulated the long-term variability of the carbon balance in a typical irrigated area along the lower Yellow River from 1984 to 2006, using a process-based ecosystem model called the Simple Biosphere Model, version 2. The mean annual gross primary production (GPP), mean annual net assimilation rate (NAR), mean annual soil respiration (Rs ), and mean annual net ecosystem exchange (NEE) were 1733, 1642, 1304, and 338g C m-2 a-1 , respectively. A significant increasing trend in the seasonal total NAR during the wheat growing season, and a significant decreasing trend in the seasonal total NAR during the maize growing season were detected. However, no significant trend was found in the annual NAR, R s , and NEE. The average carbon sequestration was 1.93 Tg C a-1 when the grain harvest was not taken into account, and the carbon sequestration amount during the maize season was higher than that during the wheat season. However, the agro-ecosystem was a weak carbon source with a value of 0.23 Tg C a-1 , when the carbon in the grain was assumed emitted into the atmosphere.

基于遗传算法的食品调整体系研究

本文主要针对食品系统进行了相关研究,利用综合农业系统评价模型、遗传算法和多目标优化模型,建立了衡量农业系统的盈利模型。首先需要对当前食品系统做出综合评价模型,选取效率、盈利性、公平性和可持续性这四点作为主要指标,其次收集中国2018年的农业数据,利用基于遗传算法的多目标优化模型,分析了中国和美国从2014-2018年的数据。最后经过优化中美农业的公平性和可持续性指标均有上升,粮食产量也显著提高,因此认为模型对于发展中国家和发达国家都是合理有效的。