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1、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文EPIC模型應(yīng)用于黃淮海平原冬小麥估產(chǎn)的研究——以欒城為例姓名:余福水申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專業(yè):環(huán)境工程指導(dǎo)教師:陳仲新;王利民20070101摘要本文針對(duì)我國(guó)糧食安全中糧食估產(chǎn)問(wèn)題,選擇我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)之一的黃淮海平原為研究區(qū)域,以提高冬小麥產(chǎn)量估測(cè)精度與技術(shù)水平為日標(biāo)。探索利用作物生長(zhǎng)模型與空問(wèn)信息技術(shù)結(jié)合進(jìn)行區(qū)域作物產(chǎn)量估計(jì)的技術(shù)方法。本文首先綜述分析各類作物估產(chǎn)方法。綜合考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的獨(dú)特性和不同估產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn),本文最終選取作物生長(zhǎng)模擬模型估產(chǎn)方法。由于EPIC(ErosionProductivit
2、yImpactCalculator)模型較準(zhǔn)確模擬了作物生長(zhǎng)的全過(guò)程并考慮了其它凼索對(duì)作物牛長(zhǎng)的影響.而且其估產(chǎn)具有較高的精度,本文探討了其應(yīng)用于黃淮海平原冬小麥產(chǎn)量估計(jì)的可行性。其次對(duì)研究區(qū)域的選擇本著單點(diǎn)研究的基礎(chǔ)向區(qū)域研究拓展的思路.選取具有較好研究基礎(chǔ)的河北欒城作為單點(diǎn)模型校準(zhǔn)的試驗(yàn)區(qū),選取具有良好空問(wèn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的河北石衡邢試驗(yàn)區(qū)為區(qū)域試驗(yàn)區(qū)。在單點(diǎn)模型校準(zhǔn)研究中,首先對(duì)EPIC模型進(jìn)行模型校正,實(shí)現(xiàn)模型的本地化;接著{誕據(jù)實(shí)測(cè)產(chǎn)量數(shù)據(jù),對(duì)模型進(jìn)行了參數(shù)校準(zhǔn)、部分參數(shù)的靈敏度分析等工作:然后對(duì)EPIC模型進(jìn)行了空間化,使其能
3、夠應(yīng)用于大區(qū)域估產(chǎn)的研究中;在區(qū)域模型應(yīng)用研究中.探討了EPIC模型應(yīng)用于黃淮海平原冬小麥產(chǎn)量估計(jì)的可行性。主要結(jié)論如下:EPIC模型能夠很好地模擬欒城生態(tài)實(shí)驗(yàn)站冬小麥長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量。10年預(yù)測(cè)平均產(chǎn)量要比lO年實(shí)測(cè)平均產(chǎn)量要低0.05t/ha,相對(duì)誤差為0.74%,各年的相對(duì)誤差在-5.8%~2.90/0之間變化。預(yù)測(cè)產(chǎn)量的均方根誤差(RMSE)為0.1St/ha,達(dá)到實(shí)測(cè)產(chǎn)量平均值(6.72t/ha)的2.68%,這個(gè)誤差范圍要低于EPIC模型通常誤差范圍之內(nèi)(15%)。模擬產(chǎn)量和實(shí)測(cè)產(chǎn)量?jī)烧咧畣?wèn)的決定系數(shù)R2為0.8433。較準(zhǔn)
4、確的能量一生物量轉(zhuǎn)換因。J:、收獲指數(shù)、潛熱等參數(shù)或者溫度、太陽(yáng)輻射等輸入數(shù)據(jù)有利干提高模型最終的模擬精度。模型模擬最終精度值受F日問(wèn)管理文件的影響較大。對(duì)于區(qū)域作物產(chǎn)量估計(jì)時(shí)最終模擬的決定系數(shù)R2。考慮了田蒯管理數(shù)據(jù)存在地區(qū)差異時(shí)的值要比沒(méi)有考慮刪問(wèn)管理數(shù)據(jù)存在地區(qū)差異時(shí)的值商,兩者分別為0.4596和0.0001。當(dāng)模型需要的數(shù)據(jù)均為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)候,EPIC模型能夠很好地應(yīng)用于黃淮海平原冬小麥產(chǎn)量估計(jì)。本文對(duì)作物生長(zhǎng)模型本身,作物模型和遙感信息結(jié)合等方_豳進(jìn)行了探討,獲得了一些初步結(jié)論。但是由于本研究涉及的方而較多,限于資料和
5、時(shí)聞的相對(duì)缺乏、方法上不足,還存在一些問(wèn)題有待于下一步深入探討。如模型對(duì)氣象數(shù)據(jù)的模擬、模型對(duì)越冬期作物生長(zhǎng)的模擬、遙感數(shù)據(jù)與作物模型尺度轉(zhuǎn)換和空間匹配、模型中更多參數(shù)遙感數(shù)據(jù)反演等。關(guān)鍵詞:糧食安全;黃淮海平原;冬小麥:估產(chǎn);EPIC模型AbstractThispapermainlyfocusesontheimprovementofcropyieldestimationtechnique,oneofthecriticaltechniquesforregionalfoodsecurityearly-warning.Huang-hu
6、ai-haiPlain,whichisoneofthemaingraincropgrowingregionsinChina,wasselectedasthestudyarea.Themainobjectivesofthisresearchantoimprovethefinalyieldestimationsprecisionofwinterwheat.toexplorethetechnologicalmethodbasedontheintegrationofcropgrowthsimulationmodelandspatialin
7、formationtechnologyforregionalcropyieldestimation.Firstly,theauthorextensivelyrevieweddifferentcropyieldestimationmethodsinthispaper.Takentheuniquecharactersofagriculturalproductionandtheadvantagesanddisadvantagesofdifferentmethodsintoaccount,thispaperfmaIlychoosethem
8、ethodbasedoncmpgrowthsimulationmodeltoestimatecrop’syield.Inthispap%EPIC(ErosionProductivityImpactCalculator)modelasoneofthe