RiceSM水稻模型参数敏感性分析与适应性研究

作物模型可定量描述作物生长发育过程及其与环境因子的关系,在农业生产管理决策等方面具有重要的应用价值。模型参数调试是作物生长模拟模型进行应用前的重要步骤,且往往需要大量时间和精力进行调试,敏感性分析可以以较高的效率筛选出敏感参数,是模型本地化的重要环节,对模型的应用有重要意义。文章研究基于Morris法和EFAST法对RiceSM模型的作物参数进行了敏感性分析,筛选出输出变量中成熟期、叶面积指数、地上部生物量、产量的敏感参数,并比较分析两种方法结果的异同。结果表明,移栽至拔节阶段的基本发育系数K3、出苗到移栽阶段的基本发育系数K2、移栽到拔节阶段叶干物质的分配系数CLV1是影响RiceSM模型主要输出结果的最敏感参数,两种方法得到的敏感参数结果基本一致,但各敏感参数的重要程度略有差异。以筛选出的敏感参数为基础,基于长沙、常德两站的农气观测资料对RiceSM模型进行调参与验证。验证结果表明,早稻和晚稻叶面积指数模拟值与实测值的归一化均方根误差(NRMSE)在21.63%~47%之间,早稻和晚稻茎、叶、穗、地上部生物量和产量模拟值与实测值的NRMSE分别为4.77%~39.51%、5.46%~6.64%、3.78%~4.15%和2.78%~3.52%和9.29%~12.12%之间。调参后的模型能够较好地模拟早稻和晚稻生物量、叶面积指数的动态变化和产量形成过程。研究结果可为RiceSM模型的本地化、参数优化和推广应用提供支持。