DSSAT模型在中国农业与气候变化领域应用进展

为了掌握农业转移支持决策系统(Decision Support System for Agrotechnology Transfer,DSSAT)模型在国内农业与气候变化领域的研究进展,更好地让模型在今后气候变化对农业生产影响评估和适应研究中应用,笔者以近年来国内的研究和实践为基础,通过梳理模型应用的相关研究案例、方法和成果,从DSSAT模型本地化适用性验证、数据库构建、参数订正和优化方案、气候变化影响评估及适应的应用等方面全面总结了模型的应用进展。结果表明:DSSAT模型在中国应用比较广泛,包括不同地区和不同作物之间;利用DSSAT模型研究气候变化对农业生产的影响的研究较多,研究结果比较丰富。但模型在应用中存在研究方法和结果比较分散、应用的作物种类有限、数据需求量大而试验数据有限等问题,这些都需要在今后的研究中不断完善解决。

基于DSSAT和GIS的中国水稻产量时空变化模拟研究

以DSSAT模型相关理论为基础,结合DSSAT模型和GIS技术,模拟了中国不同历史时期(1980-2007年)水稻产量,研究水稻产量时空分布特征以及产量变化区分布规律。结果表明:中国水稻气候产量总体呈现增加趋势,在空间上分布不均,南方高于北方,东部高于西部;水稻产量的变化逐渐形成了4个不同增减态势区以及3个不同稳定性区域的整体格局,从而得出未来一定时期中国水稻产量稳定增产的稳定潜力区。

基于DSSAT模型的中国水稻产量时空模拟研究

以DSSAT模型相关理论为基础,将DSSAT的作物生长模拟能力与GIS技术优势相结合,以在计算机上实现模拟水稻作物的生长以及产量,提升传统的单站点模拟能力,解决升尺度问题,模拟中国在不同历史时期(1980—2007年)的水稻产量。结果表明:DSSAT模型具有很好的水稻生长模拟效果,水稻开花期、成熟期、产量的模拟结果均较为理想,观测值与调试值、校准值相关系数R2均大于0.56,观测值与试验值具有很强的正相关性,为下一步研究中国水稻产量的时空分布格局奠定基础。

基于DSSAT模型的东北地区大豆高产稳产区研究

[目的]东北地区作为中国大豆主产区,大豆年平均播种面积及产量均占全国50%以上,明确其高产稳产区分布特征,对合理布局大豆种植区域有重要意义。[方法]文章利用1991—2020年研究区域内99个气象站点的逐日气象数据和土壤数据,基于参数校准并验证后的DSSAT-CROPGRO-Soybean模型,对不同产量潜力下的大豆产量进行模拟,以产量平均值和产量变异系数作为高产性和稳产性的划分指标,将研究区域划分为高产高稳、高产低稳、低产高稳和低产低稳4个亚区,在此基础上探讨降水和土壤条件对大豆高产性和稳产性的影响。[结果](1) 3种产量潜力下大豆产量均呈现西低东高的分布趋势,光温产量潜力下东北地区大豆平均产量最高,气候产量潜力次之,气候—土壤产量潜力最低。随着限制因素的增加,大豆平均产量逐渐下降;(2)大豆高产区和高稳区占总研究区域的耕地面积比例逐渐降低,低产区和低稳区的耕地面积比例逐渐增加;(3)大豆高产高稳区耕地面积比例逐渐降低,光温产量潜力下最高,占研究区域耕地面积的62%,气候—土壤产量潜力下最低,占41%;降水对于大豆高产性和稳产性的限制要远大于土壤。[结论]高产高稳区是最适宜种植大豆的区域,而高产低稳区是潜在的高产高稳区,采取一定措施可以提高产量潜力的稳定性。基于DSSAT模型对东北地区大豆高产稳产区分布特征进行研究,可以合理布局种植区域,提升东北地区大豆产量。

位山灌区冬小麦水肥方案优化

以位山灌区监测的冬小麦品种泰农18号为例,采用农业技术转移决策支持系统模型进行参数校正和精度验证,模拟不同灌水量、施肥量组合的一系列水肥方案,计算分析不同水肥方案时冬小麦产量、氮肥偏生产力和水利用效率的变化特征,优化水肥方案。结果表明:水、肥之间存在明显的耦合效应;在不同施肥水平下,冬小麦产量和氮肥偏生产力随灌水量的增加呈先增后减的趋势,在灌水量为80 mm时达到最大值;在不同灌溉水平下,冬小麦产量和水利用效率随施肥量的增加而增大,当施肥量达到220 kg/hm~2后产量增幅变缓;综合考虑产量和水、肥利用效率,确定总灌水量240 mm、施肥量220 kg/hm~2为研究区最优水肥方案。