马铃薯发育期模型精度及其对升温的敏感性比较

S162.5+3; 马铃薯是世界第四大主粮作物,马铃薯发育期的准确模拟是评估气候变化对马铃薯生长发育影响的基础.通过研究筛选在全国马铃薯种植区发育期模拟效果最优的模型,并基于模型探究历史气候变化对马铃薯生育期的影响差异以及模型对升温(1～5℃)的敏感性,可为模型改进提供方向.针对当前对覆盖不同气候和品种类型的发育期模型综合对比研究较少,本研究选取3种温度响应函数与2种日长响应函数,组合形成3种温度模型和6种光温模型,运用模拟退火算法对模型进行调参,对比其在全国8个站点模拟马铃薯全生育期的精度,结果表明:1)线性温度函数+负指数日长函数光温模型(M3)、Logistic温度函数+负指数日长函数光...

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Published in中国生态农业学报（中英文） Vol. 32; no. 6; pp. 1009 - 1022
Main Authors 王孝贤, 王靖, 李扬, 陈仁伟, 赵凌暄, 刘霞霞, 胡琦, 张祯祯, 赵熙玲, 赵庚云
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国气象科学研究院 北京 100081%内蒙古自治区生态与农业气象中心 呼和浩特 010051 01.06.2024
中国气象局-中国农业大学农业应对气候变化联合实验室 北京 100193%中国农业大学资源与环境学院 北京 100193
中国农业大学资源与环境学院 北京 100193%中国农业大学资源与环境学院 北京 100193
Subjects
Temperature rising
生育期
马铃薯
温度升高
Simu-lated annealing algorithm
Climate change
Potato
Phenology model
Light-temperature-based model
模拟退火算法
光温模型
发育期模型
气候变化
Growth period
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ISSN2096-6237
DOI10.12357/cjea.20230632

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Summary:S162.5+3; 马铃薯是世界第四大主粮作物,马铃薯发育期的准确模拟是评估气候变化对马铃薯生长发育影响的基础.通过研究筛选在全国马铃薯种植区发育期模拟效果最优的模型,并基于模型探究历史气候变化对马铃薯生育期的影响差异以及模型对升温(1～5℃)的敏感性,可为模型改进提供方向.针对当前对覆盖不同气候和品种类型的发育期模型综合对比研究较少,本研究选取3种温度响应函数与2种日长响应函数,组合形成3种温度模型和6种光温模型,运用模拟退火算法对模型进行调参,对比其在全国8个站点模拟马铃薯全生育期的精度,结果表明:1)线性温度函数+负指数日长函数光温模型(M3)、Logistic温度函数+负指数日长函数光温模型(M6)和Beta温度函数+负指数日长函数光温模型(M9)的模拟效果最优,3个模型模拟和观测的全生育期长度RMSE分别为7.7 d、6.8 d和7.1 d,R2均大于0.90.2)基于最优模型在4个代表性站点的模拟结果显示,历史气候变化导致马铃薯生育期总体呈缩短趋势,但在不同站点模型间存在差异.3)升温1～5℃,模型M3和M6模拟的马铃薯全生育期日数呈线性缩短,每升温1℃,4个站点的生育期缩短3.0～8.2 d;而模型M9模拟的全生育期日数呈非线性变化,随温度升高生育期缩短趋势先增加后减小.筛选出的3种光温模型均可有效模拟马铃薯发育期;基于3种模型模拟的历史气候变化总体均使马铃薯生育期缩短,但变化率不同;温度响应函数的不同,使得3种模型对升温的敏感性不同,且模型间差异随着升温而增加.研究结果为马铃薯发育期模型选择和改进提供了重要参考.
ISSN:2096-6237
DOI:10.12357/cjea.20230632