农业工程学报

作者：张宏亮,刘茂华,蔡福,于文颖,沙美琦,丁捷,

关键词：春玉米, 作物模型, 数据同化, 参数优化, 水分胁迫, 滚动预报

基金：42

针对作物模型对干旱过程模拟能力不足问题，该研究基于在锦州农业气象试验站开展的多年春玉米分期播种试验观测数据，利用集合卡尔曼滤波（ensemble Kalman filter，EnKF）同化方法，通过叶面积指数同化（leaf area index assimilation, LAI）、土壤湿度同化（soil moisture assimilation, SM）、光合参数优化（photosynthetic parameters optimization, PP）和水分胁迫降低因子（reduction factor for water stress improvement, RFWS）函数改进4种方法，构建了多种组合方案（包括LAI、SM、LAI_PP、SM_PP、LAI_PP_RFWS、SM_PP_RFWS），并比较各方案的模拟性能。各方案模拟结果表明：在水分正常年份（2011—2013年），原模型的地上生物量和产量模拟平均绝对相对误差（mean absolute relative error，MARE）分别为42.4%和38.3%，LAI_PP方案最优，其MARE分别降至14.2%和11.5%；在干旱年份（2014—2015年），原模型的地上生物量和产量MARE分别为32.7%和54.1%，SM_PP_RFWS方案最优，其MARE分别为18.0%和34.1%。利用水分正常年的最优方案对2011—2015及2023年进行滚动模拟，确定拔节期后约60d为产量预测趋稳的“最佳节点”，并确定该阶段累计降水量149 mm为干旱阈值。基于此提出差异化模拟策略，利用2015、2018、2019和2024年开展滚动预报验证，表明该方案在不同气象条件下均取得较好效果。该研究可为发展作物模型气象年型自适应动态模拟框架提供参考。/

来源：2026年第4期

《农业工程学报》期刊编辑部

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