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APSIM作物生长模拟模型:农田管理、土壤碳氮平衡、土壤水平衡、作物产量、物候发育光合生产、作物产量等

2023-07-13

查看原文>>>基于R语言APSIM模型高级应用及批量模拟实践技术

目录

专题一、APSIM模型应用与R语言数据清洗

专题二、APSIM气象文件准备与R语言融合应用

专题三、APSIM模型的物候发育和光合生产模块

专题四、APSIM物质分配与产量模拟

专题五、APSIM土壤水平衡模块

专题六、APSIM土壤碳、氮平衡模块

专题七、APSIM农田管理模块与情景模拟

专题八、APSIM模型参数优化和结果分析与模型评价

专题九、更多案例模拟与疑难解答


随着数字农业和智慧农业的发展,基于过程的农业生产系统模型在模拟作物对气候变化的响应与适应、农田管理优化、作物品种和株型筛选、农田固碳和温室气体排放等领域扮演着越来越重要的作用。APSIM (Agricultural Production Systems sIMulator)模型是世界知名的作物生长模拟模型之一。APSIM模型有Classic和Next Generation两个系列模型,能模拟几十种农作物、牧草和树木的土壤-植物-大气过程,被广泛应用于精细农业、水肥管理、气候变化、粮食安全、土壤碳周转、环境影响、农业可持续性、农业生态等诸多与农业生产和科研有关的领域。APSIM模型内核算法是基于Fortran语言开发的,软件界面是基于C#进行开发,组件式驱动,各个模块可以自由组合。了解和熟悉APSIM模型的关键算法和软件的操作是学习APSIM模型的基础。此外,想要成为一名优秀的作物模型使用者与科研团队不可或缺的人才,除了掌握对作物模型相关知识之外,还要掌握模型的快速模拟和高效数据分析能力。R语言是一门应用场景广泛、简单易学的程序语言,APSIM模型开发了许多R语言辅助包,在APSIM模型的气候、土壤、管理措施等数据准备,自动化模拟,参数优化和结果分析上都发挥着重要的作用。本内容我们精选大量作物模型应用案例,全程干货,让大家全面熟悉APSIM这一综合型农业生态系统模型,提高大家模型应用能力、数据分析和图表制作技能。如果你是资深模型爱好者,通过本文可以进一步熟悉各个模块的相关算法;如果你是该模型入门者,本文将让你体验一键模拟的乐趣。

【内容简述】:

专题一、APSIM模型应用与R语言数据清洗

1)作物生长模型的概念

2)作物生长模型的发展现状

3)APSIM模型的开发历程

4)APSIM模型的模块及模拟流程

5)APSIM模型操作

APSIM的安装

APSIM模型操作界面讲解

6)R语言编程与数据清洗

专题二、APSIM气象文件准备与R语言融合应用

APSIM自带的气象数据的准备

1)APSIM气象文件.met的介绍

2)日照转辐射算法

3)APSIM气象文件转化

4)APSIM模型陆气交换和能量平衡过程

案例一:使用R语言进行气象文件的生成

案例二:使用R语言将气象共享网数据/NC等数据批量生产APSIM气象文件

专题三、APSIM模型的物候发育和光合生产模块

APSIM物候发育和光合生产

1)APSIM模型的生育期尺度

2)APSIM模型的积温计算

3)APSIM模型的生育期算法

4)APSIM模型的生育期影响因子及算法

APSIM模型光合生产算法

专题四、APSIM物质分配与产量模拟

1 APSIM模型的物质分配算法

2 APSIM模型产量模拟模块

1)APSIM模型的穗粒数模拟

2)APSIM模型的产量模拟

3)APSIM模型的产量相关参数

案例一:作物潜在生物量和潜在产量的模拟

案例二:不同品种参数下作物产量的模拟

专题五、APSIM土壤水平衡模块

APSIM模型的土壤水分平衡算法

1)土壤水蒸散和植物蒸腾算法

2)土壤水径流和排水算法

3)土壤水力参数的测试

案例一 APSIM模型输入参数和土壤文件的制备

案例二 APSIM模型土壤参数在数据缺失情况下的近似估算

专题六、APSIM土壤碳、氮平衡模块

APSIM模型土壤养分动态过程模拟及温室气体排放的模拟

1)氮素的矿化和固定过程

2)氮素的硝化作用与反硝化作用

3)土壤N2O的模拟

APSIM模型土壤碳库模型及土壤有机碳SOC的模拟

1)土壤碳库模型的发展历程

2)土壤碳的周转模型

3)土壤有机碳的模拟

案例一 APSIM模型N2O排放模拟和土壤有机碳模拟

专题七、APSIM农田管理模块与情景模拟

APSIM模型的农田管理措施的准备

1)APSIM模型播期和播种密度设置

2)APSIM模型施肥设置(化肥+有机肥)

3)APSIM模型的灌溉设置

4)APSIM模型秸秆还田设置

5)APSIM模型多年模拟和轮作模拟

案例一:APSIM模型模拟气候变化对作物生长的影响

案例二:APSIM模型模拟多年轮作下土壤有机碳和温室气体排放的影响

案例三:APSIM模拟模拟不同管理情景对作物产量的影响

专题八、APSIM模型参数优化和结果分析与模型评价

APSIM模型的参数优化

1)APSIM模型的主要遗传参数

2)APSIM模型的参数优化方法

案例一:使用MCMC等多种方法对APSIM模型的参数进行优化

案例二:使用R语言批量读取模拟结果以及对APSIM模型进行评价

案例三:使用R语言对模拟结果进行可视化(模拟结果的动态图和1:1图等)

专题九、更多案例模拟与疑难解答

1)实例回顾、训练、巩固

2)答疑与讨论(大家提前把问题整理好)

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