Performance of DSSAT-Nwheat across a wide range of current and future growing conditions

Crop models are widely used in agricultural impact studies. However, many studies have reported large uncertainties from single-model-based simulation analyses, suggesting the need for multi-model simulation capabilities. In this study, the APSIM-Nwheat model was integrated into the Decision Support System for Agro-technology (DSSAT), which already includes two wheat models, to create multi-model simulation capabilities for wheat cropping systems analysis. The new model in DSSAT (DSSAT-Nwheat) was evaluated using more than 1000 observations from field experiments of 65 treatments, which included a wide range of nitrogen fertilizer applications, water supply (irrigation and rainout shelter), planting dates, elevated atmospheric CO₂ concentrations, temperature variations, cultivars, and soil types in diverse climatic regions that represented the main wheat growing areas of the world.DSSAT-Nwheat reproduced the observed grain yields well with an overall root mean square deviation (RMSD) of 0.89 t/ha (13%). Nitrogen applications, water supply, and planting dates had large effects on observed biomass and grain yields, and the model reproduced these crop responses well. Crop total biomass and nitrogen uptake were reproduced well despite relatively poor simulations of observed leaf area measurements during the growing season. The low sensitivity of biomass simulations to poor simulations of leaf area index (LAI) were due to little changes in intercepted solar radiation at LAI >3 and water and nitrogen stress often limiting photosynthesis and growth rather than light interception at low LAI.The responses of DSSAT-Nwheat to temperature variations and elevated atmospheric CO₂ concentrations were close to observed responses. When compared with the two other DSSAT-wheat models (CERES and CROPSIM), these responses were similar, except for the responses to hot environments, due to different approaches in modeling heat stress effects.The comprehensive evaluation of the DSSAT-Nwheat model with field measurements, including a comparison with two other DSSAT-wheat models, created a multi-model simulation platform that allows the quantification of model uncertainties in wheat impact assessments.     

基于SEPLS模型的GIAHS恢复力评估框架及其在保护成效评估中的应用

由联合国粮农组织认定的全球重要农业文化遗产(GIAHS)是一类典型的社会生态生产景观(SEPLS),在传统知识传承保护、粮食与食物安全保障、农业生物多样性保护、气候变化应对等诸多方面具有重要意义。为了更好、更有效地开展GIAHS保护及管理工作,本文在分析GIAHS评估重要性和恢复力概念的基础上,以联合国大学(UNU)等团队开发的社会生态生产景观恢复力评估框架(SEPLS模型)为基础,构建了GIAHS恢复力评估框架(GIAHS-RAF),明确了其评估及计算过程。并以中国第1个GIAHS项目——浙江青田稻鱼共生系统(Qingtian Rice-Fish Culture System in Zhejiang Province, RFC)为例,通过对核心保护区——龙现村在2004年(GIAHS项目授牌前)和2016年(GIAHS授牌11年)的恢复力状况进行评估,探讨模型在GIAHS保护成效评估中的适用性。研究结果显示:1)2016年龙现村恢复力整体状况相对较弱,各项资本评估得分为:物质资本(0.75)经济资本(0.63)人类资本(0.61)社会资本(0.57)自然资本(0.38);2)虽然农户收入来源多样且社会经济基础设施能较好地满足社区需求,但是遗产地内部农业物种较少,农户对于系统提供的粮食多样性尚不是非常满意; 3)相较于2004年,经过11年的保护工作,研究区恢复力有所提高,说明GIAHS项目的实施对该遗产的恢复力有积极影响,尤其是物质资本和经济资本两方面。评估结果与该区域相关研究结果及实地调查情况一致,说明所构建的GIAHS恢复力评估框架可以很好地应用于对GIAHS项目及其他相关农业文化遗产的保护成效评估工作。     

基于生物量的冬小麦穗部主要形态参数模型

冬小麦穗部形态结构模型是功能–结构小麦模型的重要研究内容。以济麦22、泰农18和鲁原502为材料,于2013—2014和2014—2015年度开展了品种和施氮试验。结合2013—2014年数据,分析穗部主要形态参数与器官生物量的定量关系及形态参数间的内在联系,构建了冬小麦穗部主要形态结构模型。经2014—2015年小麦生长数据检验,除穗长模型精度略低外,穗宽、穗厚、颖壳长、颖壳宽、颖壳厚、籽粒长、籽粒宽和籽粒厚模型精度均较高,所建模型可较好模拟不同品种与施氮水平冬小麦穗部主要形态结构。     

几种利用乳中尿素氮浓度估测尿氮排泄量模型的评价

本文利用34组国内外报道的荷斯坦牛乳中尿素氮浓度和尿氮排泄量的实测数据，对目前提出的部分利用MUN估测尿氮排泄量的模型进行了比较。结果表明，Zhai（2005）提出的模型[UN（g/d）：10．1×MUN（mg／dL）＋47.3]预测效果较好（P〉0．05）。划分MUN浓度范围分别建立模型可能会提高预测的准确度。此外，根据34组数据做简单回归：UN（g/d）=12．78×MUN（mg/d1）＋28．15（n=34，R2=0．59）。     

人居环境视角下居民垃圾分类意愿实证研究及政策建议——基于河南省郑州、洛阳、商丘和漯河四地市的调研

基于河南省人居环境现状,分别对郑州、洛阳、商丘和漯河四地市进行了实地调研,通过建立二元Logistic模型,分析了影响居民垃圾分类意愿高低的因素。结果表明:文化程度、经济发展、政策支持对提高居民垃圾分类意愿具有较强的正相关影响,而居民人居环境满意度对提高垃圾分类意愿具有负相关影响;女性相比男性的垃圾分类意愿更高,城市居民相比农村居民的垃圾分类意愿更高。基于此结论,从政府和社会两个方面分别提出了相关建议,以供参考。     

膜缝灌入渗特性的数值模拟及简化模型研究

基于非饱和土壤水运动的基本方程建立了膜缝灌的土壤水分运动基本方程,利用SWMS-3D软件模拟了不同处理下膜缝灌的累积入渗量及土壤湿润体含水量分布,模拟值与实测值比较接近,表明所建模型能较好的表征膜缝灌的土壤水分运动。分析了不同要素组合下膜缝灌的入渗特性、土壤湿润体水分分布和平均入渗水深,在此基础上建立了膜缝灌的平均入渗水深简化模型,试验验证结果分析表明所建膜缝灌平均入渗水深简化模型可用于计算膜缝灌平均入渗水深。     

管网中泵破坏瞬变流的数值模拟

建立了管网中泵破坏瞬变流的数值模拟，该模型考虑了泵破坏无量纲非线性边界条件，运用特征线法对方程进行了求解。经验证，证明模型是可靠的，可用于工程分析计算。     

灌区计算机监控系统与灌溉优化调度模型集成应用研究

大型灌区实施计算机监控是提高灌区管理水平的重要手段,灌区轮灌分组优化模型旨在求解干渠各出水口运行时调度的最优组合方案,而灌溉优化调度方案在实施过程中往往仍然采用的是计算机远程人工调度.为此研究了一种灌区轮灌分组优化模型,并得出了灌溉优化调度方案,同时采用OPC（即OLE for Process Control）技术,使灌溉优化调度方案数据与计算机控制系统有效地结合起来,提高了灌区灌溉管理自动化水平。     

大型复杂机械节点导入建模及有限元分析

针对一般有限元软件在大型复杂机构建模和划分网格方面的局限性,提出了节点导入有限元建模法。采用三维建模软件建立节点布局图,并提取源坐标数据,结合有限元分析软件建立有限元模型,同时完成网格划分,并成功地将此建模方法应用于大型振动筛的建模与分析。结果表明,这种建模方法使计算和存储大为简便,可为设计人员提供设计参考。     

车辆防抱制动系统滑移率自适应控制策略

分析了车辆制动过程的数学模型,为了克服模型非线性、变参数对系统的影响,采用了参考模型自适应控制.为了适应各种路况条件,使车辆以比较理想的滑移率制动,缩短制动时间,提出了滑移率自适应调节方法.通过仿真证明,该方法简单可行,控制效果好.