結(jié)合兩種作物模型預(yù)測(cè)氣候變化對(duì)作物產(chǎn)量的影響
科學(xué)家現(xiàn)在有了一個(gè)新的工具來(lái)預(yù)測(cè)氣候變化對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的未來(lái)影響仑氛。
伊利諾伊大學(xué)的研究人員正試圖將兩種類型的計(jì)算作物模型連接起來(lái)，以成為美國(guó)玉米帶作物生產(chǎn)的更可靠預(yù)測(cè)因子。
“一類作物模型是基于農(nóng)藝的捶牢，另一類是嵌入在氣候模型或地球系統(tǒng)模型中竹勉∠判”他們是為了不同的目的而開發(fā)的，適用于不同的尺度，”伊利諾伊大學(xué)的環(huán)境科學(xué)家和該項(xiàng)研究的首席研究員凱宇說(shuō)轰胁。“因?yàn)槊總€(gè)人都有自己的長(zhǎng)處和弱點(diǎn)榛斯，我們的簡(jiǎn)單想法是將兩種模式的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)王凑，形成一種新的作物模型潮针，從而提高預(yù)測(cè)性能。”
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)結(jié)合社區(qū)土地模型(CLM)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)模擬器(APSIM)的優(yōu)勢(shì)仑嗅，對(duì)一種新的玉米生長(zhǎng)模型進(jìn)行了實(shí)施和評(píng)估脖捻，該模型以CLM - APSIM模型為代表嗜浮。
在CLM中专挪，原始的玉米模型只有三個(gè)表觀階段率寡，即生命周期每界。一些重要的發(fā)育階段庙楚，如花期消失了，使得在這些特定的發(fā)育階段不可能應(yīng)用一些關(guān)鍵的應(yīng)力捺疼，比如水壓力或高溫斯议，我們的解決方案是將APSIM的生命周期開發(fā)方案納入CLM模型中看靠，該方案有12個(gè)階段谤祖。通過(guò)這種集成额湘，可以在新模型中考慮高溫、土壤水和氮的缺陷引起的應(yīng)力。
彭先生說(shuō)物遇，他們選擇CLM作為托管框架來(lái)實(shí)現(xiàn)新模型警儒，因?yàn)樗诹鞒蹋铱梢耘c氣候模型相結(jié)合怒竿。“這是很重要的夫嗓，因?yàn)樾鹿ぞ呖梢杂脕?lái)研究農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和氣候系統(tǒng)在我們未來(lái)研究中的雙向反饋舍咖。”
除了用APSIM模型代替CLM中原有的玉米物候模型之外，研究人員還在新模型中進(jìn)行了其他一些創(chuàng)新改進(jìn)因苹。增加了一個(gè)新的碳分配方案和一個(gè)顆粒數(shù)值模擬方案，并對(duì)原有的冠層結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了細(xì)化颈嚼。
“最誘人的改進(jìn)是署驻，我們的新模式更接近于用正確的機(jī)制獲得正確的產(chǎn)量，”研究人員說(shuō)【吡罚“原始的CLM模型低估了地上的生物量，但是高估了玉米的收獲指數(shù)松蒜，導(dǎo)致了明顯的右產(chǎn)量模擬和錯(cuò)誤的機(jī)制。”我們的新模型修正了原始CLM模型中的缺陷。
彭補(bǔ)充說(shuō)嗦枢，APSIM的物候?qū)W方案是很普通的侣诺⊥柘啵“我們可以很容易地?cái)U(kuò)展我們的新模型膳算，以模擬其他主要作物(如大豆和小麥)的生長(zhǎng)過(guò)程映琳。”這絕對(duì)是我們的計(jì)劃印颤，我們已經(jīng)在努力了咸产。
“所有的研究都是在藍(lán)色水域進(jìn)行的，這是位于美國(guó)伊利諾伊大學(xué)(University of Illinois)的超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用中心(National Center for Supercomputing Applications,NCSA)的超級(jí)計(jì)算機(jī)。”彭教授說(shuō)违寿∨冉唬“我們目前正在研究這個(gè)新模型的參數(shù)靈敏度分析和貝葉斯校準(zhǔn)，以及美國(guó)玉米帶的高分辨率區(qū)域模擬藤巢，所有這些都是不可能的菌瘪，沒(méi)有藍(lán)色水域提供的寶貴的計(jì)算資源俏扩〖灯荩”
這項(xiàng)研究“改善了社區(qū)土地模型中的玉米生長(zhǎng)過(guò)程:實(shí)施和評(píng)價(jià)”努潘，發(fā)表在《農(nóng)業(yè)與森林氣象學(xué)》上。
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