水稻生长模型发展及应用

水稻是我国主要的粮食作物,关系到民生和粮食安全问题。作物模型可在全球范围内帮助理解、预测、调控作物生长及其对环境的影响,是作物研究的重要工具。本文研究以水稻模型为例,重点介绍CERES-Rice、ORYZA2000、WOFOS、EPIC,讨论了各水稻模型的特点、功能、研究应用情况,展望了水稻生长模型的发展方向。     

水稻生长模型发展及应用研究综述

作物生长模型的研究和应用有利于科研成果的综合集成、作物种植管理决策的现代化和辅助国家决策,是作物研究中的重要工具。我国是世界上最大的水稻生产国,稻谷的产量关系到国家的粮食安全。该研究以水稻模型为例,选取CERES-Rice、ORYZA2000、YIELD、RCSODS水稻模型,讨论了各水稻模型的特点,通过对各模型的比较,论述了它们在实践中的发展和应用情况,展望了水稻生长模型的发展方向。     

气候变化对福建省水稻生产的阶段性影响

将福建省划分为3个水稻种植区,选取19个样点,采用近5年(2000-2004年)中逢单年份的产量进行CERES-Rice模型参数的调试,逢双年份的产量用于检验模型在研究区域的适用性;利用GISS GCM Transient Run的输出值生成了每个样点2030年及2050年的气候变化情景;在各情景文件下运行CERES-Rice模型,并将模拟结果与当前气候情景(BASE情景)下的模拟值进行比较,再结合蒸散比(β)、产量波动系数(F)等指标,定量评价了未来气候渐变过程对福建省水稻生产的影响;在此基础上提出了适应气候渐变的若干可能对策.结果表明:在未来气候变化过程中,研究区域水稻生长季的土壤水分条件将变得不如目前湿润;研究区域早稻及单季稻生育期都将不同程度的缩短,后季稻2050年情景下有所延长;闽东南及闽西北双季稻区产量在未来两种气候情景下均表现为减产,且减产幅度随温度升高而加大.闽西北山地气候的单季稻区表现为增产;当前闽东南水稻的稳产性最差,闽西北双季稻区的稳产性较好.未来气候变化中水稻稳产性将变差;未来两种气候情景下福建省水稻总产将随着温度的升高而减少.     

气候变化对长江中下游平原料食生产的阶段性影响和适应性对策

利用CERES－Wheat,CERES-Rice,SOYGRO等作物模型与大气环流模型GISSTransient Runs耦合，分析气侯变化对长江中下游平原水稻, 冬小科和大豆生产的阶段性影响，结果表明，在未来50年，由于研究区域增温明显，将导致作物生育期显著缩短，如果仅考虑气候变化的间接影响，水稻，冬小麦，大豆作物都呈减产趋势，在综合考虑气候变化和CO2浓度增加对作物的直接影响后，单季稻，冬小麦，大豆等都将增产，而双季稻区水稻的减产幅度虽有所缓和，但减产趋势不变，鉴于气候变化影响，提出了若干适应气候变化的农业对策。     

基于循环迭代算法的水稻发育期模型参数调试方法研究

参数调试是作物生长模型应用的首要问题.以CERES-Rice模型的发育期模块为基础,建立基于循环迭代算法的模型参数自动调试方法,结合栽培试验资料,对参数适宜取值范围和步长进行讨论,分析分阶段调试和全程调试的结果差异.结果表明:累积生长度日的适宜步长为1个GDD,感光因子和临界日长的适宜步长分别为0.01和0.20.分阶段调试和全程调试对参数取值结果有一定影响,造成误差的原因在于全程调试过程中用模拟发育期代替了实际发育期.尽管分阶段调试得到的参数下的模拟发育期误差较全程调试得到的参数下的模拟误差大,但分阶段调试得到的参数更能体现作物品种的发育特性.     

水稻生育期预测的非线性发育模型

在水稻模拟研究中发育期预测是基础环节。因为它为模拟作物生产力提供时间上的框架。目前对水稻发育过程尚未完全研究清楚,难以用解释性模型来描述。生产上普遍使用的积温法有一定问题,因为它隐含着发育速度与温度呈线性关系。本研究发现:对于调节IR8(籼稻)和藤坂5号(粳稻)播种到开花期间的发育速度,夜温比昼温有更大的效应。这一现象假设是由于发育速度与温度呈非线性关系引起的,因为夜温通常比昼温低。基于这一假设,本研究提出一个解释性能较好的非线性模型来量化水稻发育对温度的反应,并用相乘法则来综合温度和光周期的效应。该模型比线性加性模型和CERES-Rice中的发育模型有更好的预测性能,尽管由于数据观察值本身的异质性,模拟值与观察值还有一定差异。这种异质性来源之一是移栽效应,它在基因型(品种)间的差异似乎较小。为改善模型的预测性能,移栽效应可以作为一个乘子引入模型中以修饰光温效应。     

SWAT模型在径流模拟中的研究进展

首先简要介绍了SWAT模型的发展历程、模型结构等,继而着重概述了国内外应用SWAT模型在径流模拟研究方面的主要进展,总结了该模型在不同区域、不同时间尺度、不同空间尺度的适用性,介绍了该模型模拟气候变化和土地利用对径流影响的研究.在此基础上,针对SWAT模型在应用过程中存在的不足,介绍了为增强模型适用性、提高运算能力和模拟运算精度所进行的模型改进研究.最后,提出了SWAT模型在我国应用中存在的问题及今后的研究方向.     

森林流域水文模拟模型的概念、作用及其在中国的应用

在全球变化的背景下,研究森林植被与水资源相互作用的森林水文学和流域管理科学在国际上得到迅猛发展. 作为一种新型的水文研究和流域管理工具,流域水文模拟模型在中国越来越为森林水文和流域管理工作者所接受和使用. 该文在总结了中国在森林水文研究中的主要问题后,介绍了森林流域水文模拟模型的基本概念、分类方法以及在开展森林与水关系研究中的主要作用,总结了流域水文模拟模型的主要功能. 并以分布式水文模型MIKE SHE为例介绍了模型的结构组成、开发和应用过程. 最后提出该模型在中国应用中要注意的问题,包括中国土地利用的独特性、历史水文气象数据的可靠性和共享性.      

虚拟植物研究进展

当今植物科学和计算机技术得到了迅速发展,作为科学与艺术的结晶——虚拟植物模型的研究也得到了快速发展。在数据采集上,从简单的手工采集发展到以激光扫描、近景摄影等方法,极大地提高了数据获取的速度和质量,加速了植物建模的过程,提高了植物建模的精度。在建模方法上,从结构建模、图像建模发展到结构与图像建模相结合的手段。在模型的类型上,分为功能性模型与非功能性模型。功能性模型的研究范围也从单一的生态性研究发展到生态生理性研究。现在,已经发展到了微观水平,开始研究基因与植物形态关系,形成了以虚拟植物模型为中心,以植物个体形态为主导的宏观、中观和微观3个层次的研究格局。     

燃气管道泄漏过程模型的研究进展

燃气管道的泄漏过程非常复杂,其发生、发展的一系列过程影响因素众多,存在诸多不确定性,且事故表现形式多样,因此一直都是管道安全技术领域的重要课题。国内外的相关研究非常活跃,针对泄漏过程的不同阶段、燃气种类和扩散介质的不同,相继提出了高斯模型、Sutton模型、BM模型、FEM3模型等经典气体扩散模型。给出了这些模型的适用范围,对比了其优缺点。在此基础上,介绍了AFTOX模型、HEGADAS模型、DEGADIS模型、HGSYSTEM模型、INPUFF模型、SLAB模型等近年比较流行的气体扩散模型,并介绍了概率密度函数(PDF)输运方程模型、条件矩封闭模型、简化的PDF模型、关联矩模型等爆炸/火焰模型。根据工业生产需求,对燃气管道泄漏过程进行了分析,阐述了研究的分类并指出了该技术领域研究中存在的问题和未来发展的方向。     

数字图书馆技术接受模型研究综述

对当前海内外的相关文献进行综述,整理分析现有文献主要研究集中在数字图书馆技术接受模型的理论支撑、影响因素、研究方法3个方面。首先,对数字图书馆技术接受模型的理论支撑即理性行为理论与计划行为理论进行概述,其次,对近些年海内外关于技术接受模型的影响因素与该主题的研究型论文所使用的研究方法进行总结与对比,最后得出适用于数字图书馆技术接受模型研究的流程,为未来研究提供指导。     

以鹿茸为模型探索软骨组织发生

软骨组织的研究一直依赖于哺乳动物胚胎模型,这种方法存在取材困难、难以明确界定分层边界等弊端。而鹿茸非常独特,可以作为一种新的生物医学模型对软骨发育进行研究。通过比较传统的软骨研究模型和鹿茸这种新型模型,分析了鹿茸作为软骨研究模型的优势,同时对鹿茸软骨组织发生与生长的组织基础,以及分子调控机制的研究进展进行了综述,并对鹿茸软骨组织中血管生成的调控因子进行了探讨,以期为寻找更有效的软骨发育研究模型提供理论参考。     

黑龙江省面源污染研究现状

黑龙江省的面源污染研究起始于二十一世纪,相对较晚。本文回顾了近20年黑龙江省面源污染的发展。从查阅的文献资料看,黑龙江省近20年关于面源污染的研究有农业面源污染研究、水环境污染调查研究、面源污染机理及模型研究等几个方面。总体来说农业面源污染研究比较多,农业面源污染的负荷研究、治理研究多在松花江流域;模型研究相对较少,机理研究较少;对于面源污染治理的新技术在黑龙江省也鲜少用到。因此搞清楚黑龙江省独特地形的农业面源污染负荷研究、面源污染机理研究、模型研究及面源污染治理新技术应用是黑龙江省面源污染今后研究的重点议题。     

昆虫种群空间格局的研究方法评述

本文分别从概率分布模型拟合法（频次检验法）、分布型指数法、回归模型法及地学统计法（Geostatistics)4个方面对昆虫种群空间格局的研究方法进行了评述，比较了不同方法的优缺点，从而有利于这些方法的进一步应用。     

湖南省R&D投入产出效率研究

以湖南省R&D投入产出活动为研究对象，采用数据包络分析法(DEA)的BCC模型，结合全国30个省市R&D投入产出数据，对2013年湖南省R&D投入产出效率进行比较分析，并根据实证结果提出相关对策及建议.     

基于嵌入式操作系统的数字音频播放器优化控制

基于经济租金理论和商业模式创新特点，考量企业家商业模式创新的动因、企业家商业模式创新中的能力构成以及创新绩效。运用结构方程模型对相关假设进行实证检验，结果表明，企业家发现机会的能力、承担风险和不确定性的能力对商业模式创新行为具有显著正向影响，且企业家商业模式创新行为对创新绩效的正向影响显著，商业模式创新行为实现了经济租金的获取。     

小麦作物模型研究进展

作物模型是农业模型的重要内容,主要分为作物生长模型和作物形态结构模型以及作物结构功能模型。本文从小麦生长模型和小麦结构功能模型及可视化两方面,较系统综述了国内外具有代表性的生长模型和小麦地上部与根系的形态模拟及可视化的研究进展。在小麦生长模型方面,对美国的CERES-Wheat模型、荷兰的作物模型、澳大利亚的APSIM-Wheat模型和中国的WCSODS四种小麦生长模型进行了概述,并对小麦生长模型的发展趋势进行了探讨。在小麦结构功能模型方面,根据研究器官的不同对根系、茎杆、叶和麦穗的形态结构模型与可视化的研究进展进行了综述。最后,对小麦作物模型存在的问题及发展前景进行了总结。