作物生长模拟模型研究和应用综述

通过对国内外作物模拟模型研究阶段的分析，指出作物模拟模型研究的发展趋势和应用问题，作物模拟模型与专家系统ES，决策支持系统DSS，天气发生器GS，3S技术等耦合在信息农业中发挥重要作用。  

一种新型自然光气体熏蒸平台：系统结构与控制精度

研制新建自然光气体熏蒸平台主要用于开展大气环境变化对作物影响的研究.该平台采用分布式拓扑结构,通过监测系统实时探知温度、湿度、光照、压力以及目标气体浓度的变化,利用温度、湿度调控系统和布气系统实现对外界环境的动态模拟,使气室内的气象因子与室外基本一致,并使气体浓度达预定目标要求.平台设置室外对照(Ambient)、室内对照(CK)、高浓度臭氧([O3])、高浓度二氧化碳([CO2])和高浓度O3和CO2([O3×CO2])5个处理,其中室内对照实时模拟室外环境,[O3]处理为Ambient的1.6倍,[CO2]处理比Ambient高200 ppm.2011年水稻生长季气室运行结果表明,[CO2]和[O3]控制精度在90％以上的时间占总布气时间的比例分别达95％和80％以上,温度、湿度和大气压力控制精度在90％以上的时间均占总运行时间的95％以上,平台光照控制精度在90％以上的时间占总运行时间的75％以上.整个布气期间,CO2和O3浓度平均控制目标完成比(target achievement ratios,TAR)分别为1.01和1.00,温度、湿度、光照和大气压TAR分别达1.01、0.99、0.96和1.00.稳态熏蒸测试结果表明,气室内O3、CO2、温度和湿度的水平分布和垂直分布均匀,控制稳定.  

基于Bayes方法的东海小黄鱼资源评析

利用东海区渔业资源动态监测资料、采用基于Bayes方法的PellaTomlinson模型对东海区小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)渔业资源动态进行了科学评析，同时，在不同渔业政策选择下，对2004-2020年的资源量与渔获量进行了预测模拟研究。研究结果显示：东海区小黄鱼渔业资源的环境容纳量K为394 514t；内禀增长率r为1.146；1991年的资源生物量为338 493 t、尔后持续上升到1994年的370 923t。1994年以后又持续下降，到2003年下降到最低值111 253t；最大持续产量（Maximum sustainable yield，MSY）为107 806t 左右；支持MSY所需的渔业资源生物量为197 503t；支持MSY所需的捕捞努力量为441 097 6网次；当前资源量与环境容纳量K的比值为0.282，即当前资源量已不足原始资源量的30%；若2004年以后使用0.4的捕捞死亡系数，该渔业资源可以实现持续最优利用。  

花生光合生产与干物质积累的动态模拟

在综合前人研究成果的基础上，兼顾模型的机理性与实用性平衡，构建了花生光合生产与干物质积累的模拟模型。模型采用高斯积分法有效地计算了冠层每日的总光合量，且充分考虑了环境因子中温度和CO2对光合作用的影响。利用试验资料对模型核实的结果显示，模型可以较好地预测不同生长条件下的生物量积累动态，具有较强的机理性和实用性。  

不同品种和氮素条件下水稻茎鞘夹角动态模拟

 【目的】建立水稻主茎上不同叶位叶片茎鞘夹角动态变化的模拟模型。【方法】基于不同株型品种和氮肥处理的水稻试验，连续观察并记录各处理不同生育时期、不同叶位的茎鞘夹角，进一步利用动态建模技术构建水稻主茎不同叶位茎鞘夹角的动态模拟模型。【结果】水稻茎鞘夹角随生长度日（GDD）不断加大，夹角从开始形成到基本稳定大致经历3个叶龄，且随氮肥施用量的增加而增大；最大茎鞘夹角随叶位的增加呈先增加后减小的趋势，第三叶的最大茎鞘夹角最大。利用Logistic方程可以描述不同品种、不同氮肥处理下，水稻茎鞘夹角随GDD的变化过程，使用直线型分段函数可以描述最大茎鞘夹角随叶位的动态变化规律，通过引入品种参数（第三叶位茎鞘夹角的最大值）量化了品种对茎鞘夹角的影响，同时在模型中添加氮素影响因子来体现氮素对茎鞘夹角的影响。【结论】利用独立的桶栽和池栽试验数据分别对模型进行检验，结果显示茎鞘夹角模拟值与观测值之间的均方根差RMSE分别为2.31°和2.87°；相对均方根差RRMSE分别为11.56%和14.77%，表明模型对水稻主茎茎鞘夹角的动态变化过程具有较好的预测性，可为水稻植株的可视化提供良好的技术支撑。  

西气东输管道的短期调峰方案

利用输气管道模拟软件(TGNET)研究了2008年西气东输管道的短期调峰问题.用TGNET建立了西气东输管道短期调峰模型,并对高峰周储气库采气方案进行了大量模拟.在分析模拟结果的基础上,分别制定了几个技术上可行的储气库采气方案,然后按照能耗费用最低的原则,对高峰周的储气库采气方案进行了评价和优选,从而得到了最优短期调峰方案.  

玉米生长动态模拟仿真系统的研究

为了加快提高玉米生产精准化作业的水平,利用玉米生理生态模型、形态结构模型、计算机和虚拟现实技术,研制开发了玉米生长动态模拟仿真系统,将计算机图形学算法、虚拟现实技术、动画设计技术以及信息集成技术应用到玉米生产领域。建立的生长动态模拟仿真系统有利于玉米精准化作业水平的提高,能够协助相关的生产研究和试验,达到降低成本、提高效率的目的。  

基于CA-Markov模型的永春县景观格局动态模拟

根据景观类型划分出3期永春县景观格局图;并利用IDRISI软件构建CA-Markov模型,对永春县2010年景观格局进行模拟.模拟结果与实际景观格局的Kappa指数为0.8415,具有较高的可信度.再利用该模型对永春县2015年景观格局进行模拟,结果表明:2010-2015年永春县耕地、林地面积趋于减小,建设用地面积增大,其余景观类型略有变化;与2000-2010年相比,永春县耕地和林地面积下降速度没有明显减缓.因此,迫切需要发挥土地利用总体规划的控制作用,加强对耕地和林地的保护.  

黄淮海平原土地系统结构变化的模拟与分析

研究了黄淮海平原1988~2000年土地系统结构变化规律。通过在1 km栅格尺度上建立空间显性计量经济模型,定量分析了自然、社会、经济等因素驱动土地系统结构变化的机理,并且结合每个1 km栅格上的土地系统结构变化的不同情景,模拟了未来2000~2020年黄淮海平原每个1 km栅格上土地系统结构变化规律。研究表明,1988~2000年,黄淮海平原土地系统结构变化以耕地向城镇居民地、工矿用地转移为主,林地呈增长的趋势。尽管2000~2020年参考情景、生态保护情景与经济发展情景下土地系统结构演替有所差异,但耕地减少、建设用地增加、林地增加的趋势是土地系统结构变化的主要方向。  

基于能值理论评估草地生态系统的价值

为了了解生态资产及其服务功能动态过程,以锡林郭勒草地植被层的生物量作为草地资产的重要指标,以其吸收CO2、释放O2、为畜牧业提供饲草、为生态系统提供有机物的功能作为服务功能价值指标,进行动态模拟。结果表明:自从1992年以来,锡林郭勒草地生态系统植被层生物量生态资产及主要服务功能的价值呈现出增长态势,到2004年,生物量生态资产的价值为2421亿元,主要服务功能价值1902亿元/a,生态系统的替代价值达到10031亿元。根据模拟预测,2031年,锡林郭勒草地生态系统的主要生态经济价值将达到:生态资产(生物量)的宏观经济价值为2585亿元;主要服务功能的价值为1928亿元/a;生态系统的替代价值为10296亿元。