从群体到个体尺度一基于数据的DSSAT和GreenLab作物模型连接探索

王秀娟 康孟珍 华净 Philippe DE REFFYE5

摘要：作物模型的研究涉及作物生长发育的复杂过程，空间上从分子到细胞、组织、器官、个体、群体等不同尺度，时间尺度上可以从秒到年。基于不同的研究需求，切换作物模型尺度，可使得作物模型的适用性更广泛灵活。其中，如何从群体尺度的作物模型转入个体尺度的作物模型是本研究的内容。本研究基于四个玉米品种的两个处理（灌溉和雨养）的已有的实验数据和基于这些数据的DSSAT系统的模拟数据，校准功能结构模型GreenLab的参数，以计算结果一致为指标，探索不同空间尺度模型建立接口的方法，比较不同模型的特点。结果表明，GreenLab模型可以复现DSSAT系统的模拟数据和实际测量数据，进一步可以反演出各种器官之间生物量的分配并进行三维可视化展示。最后讨论了不同空间尺度模型结合的优势及应用领域。

关键词：作物模型;不同尺度模型;功能结构模型;模型连接;DSSAT;GreenLab;参数估计

中图分类号：S184;S-03文献标志码：A文章编号：202103-SA006

引用格式：王秀娟，康孟珍华净，DE REFFYE Philippe.从群体到个体尺度——基于数据的DSSAT和GreenLab作物模型连接探索[J].智慧农业（中英文），2021， 3（2）： 77-87.

WANG Xiujuan， KANG Mengzhen， HUA Jing， DE REFFYE Philippe. From stand to organ level—A trial. of connecting DSSAT and GreenLab crop model through data[J]. Smart Agriculture， 2021， 3（2）： 77-87. （in Chinese with English abstract）

1引言

模型是測试假设、综合知识、描述和理解复杂系统并比较不同方案的有力工具，可用于决策支持系统、温室气候控制和预测以及生产计划[1]。20世纪60年代以来，随着信息技术的发展以及植物生长机理的深入研究，学科间的交叉促进了作物模型的发展。利用计算机对作物生长发育过程及其与环境的动态关系进行系统的分析和定量的描述，可预测作物的阶段发育、形态发生、干物质积累分配及产量，通过综合知识的表达，深入洞察作物生长过程[2，3]。……