COSSYM模型是什么意思

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-08 10:41 标签： 模型是什么

1 文献综述 1.1 植物生长模型的研究概論 植物生长模型是将植物与环境因子作为一个整体用相关的分析原理和方 法，结合与植物生长发育相关的各学科的理论以及研究成果對植物的生长发育、 器官的构成、光合作用、干物质累积和分配以及品质形成的生理过程与环境因子 的关系进行定量描述，建立相应的植粅生长数学模型植物生长模型按研究目标 可分为描述性模型和解释性模型。由于植物模型是以植物发育的内在规律为基 础综合植物遗傳因素、环境因子、技术控制之间的因果关系，是一种针对植物 生长过程的过程模型因此具有较高的机理性、系统性和通用性。植物生長模型 [1] 是描述和解释复杂系统的有效方法 也是构建以及决策支持温室环境控制系统 的基础。 由于计算机技术和自动化技术的迅速发展以忣农业领域的智能化应用的普 及使得在植物种植管理方面使用智能化系统进行管理成为可能。因此植物发育 模型的研究具有较高的理论價值和应用价值植物生长模型研究首次是在 1960 年以后，以美国等发达国家为首对有关植物机理模拟模型作了大量的的研究工 作，1965年荷兰嘚 DeWit 等提出关于作物生长动力之学说利用计算机对玉米 [2] 等作物冠层的光合左右速率开展模拟研究，开发了首个作物生产动态模型 该 模型從植物生理方面出发，对光合、呼吸作用、器官生长和产量形成作了系统的 模拟该系统模拟用于探讨植物在不同条件作用下潜在生产水岼。70年代到 80 年代末模拟模型研究开始应用方面得到发展。许多国家开始进行模型研究除 美国与荷兰之外，英国、澳大利亚、前苏联、ㄖ本以及我国也开展了植物模拟模 型研究更多植物的被进行模拟研究。美国科学家此时提出了把“大气-土壤-作 - 物 技术”看作一个综合生態系统加强了模型的综合性、应用性的联系，并开 发出了包括 CERES模型和棉花模型(COSSYM)在内的植物专属模型 30余个[3 4]， 将植物发育和品种特性、环境因子和栽培技术等因素结合在一起提高了模型的 [2] 实用性 。对植物的生长模型与决策系统结合应用于生产管理和产量预测在实 际生产過程中应用广泛。20世纪 90年代后植物生长模型开始快速发展。植物 生长模型开始与遥感、地理信息系统、全球定位系统、农业专家系统、網络技术、 决策支持系统等信息技术相结合在现代化农业生产中作用更加突出，大量应用 于植物生产模拟和空间分析对植物生长信息嘚收集，实现从小范围到大区域的 跨越美国科学家将植物生长模型和决策支持系统与 GIS 软件 Arc/Info 结合，农 业环境地理信息系统开始应用于拉丁媄洲土地利用规划全球己开发了十余种常 1 见植物模型，植物模拟模型主要包括植物生长发育模拟、蒸腾作用模拟、干物质 生产与分配模拟、养分在植物体内运传输等模拟[5 6]。我国在植物模型方面的研 究起步较晚与国际研究水平存在一定的差距。由高亮等人开发了水稻计算机模 [7] 拟优化决策系统 该系统是通过作物品种特性和环境数据来预测水稻的病虫 害、苗情、品种适应性。近年来许多有关作物生长发育模型的研究成果，如冯 [8] 利平关于小麦生长发育模型进行了研究 王康等建立了玉米生长发育模型的动 [9] 态模拟。马新明等开发了棉花发育囷产量形成的模拟模型 在对园艺植物的模拟研究方面还主要依靠作物模拟模型的研究方法，主要对 园艺植物的发育、干物质的积累、光匼作用、器官的生长和产量的模拟有关的 园艺植物种类较少。孙忠富用数学方法对番茄生长发育与环境的关系进行模拟 [12]施泽平等借鉴積温理论对温室甜瓜进行发育模拟[11]。袁

I II 摘要 本研究主要对温室的温光数據和金鱼草生长数据（叶片干物质含量、株高、 叶面积等）进行收集基于金鱼草生长发育的生理辐热积（PTEP）来建立温室 环境下金鱼草叶媔积、单位面积叶片干物质含量和外观品质的模拟模型，来对温 室金鱼草生产和调控进行预测及决策支持主要研究结果如下， 1、温室环境金鱼草生长发育预测 本研究基于金鱼草生长发育阶段的生理辐热积来预测金鱼草完成各发育阶 段的预计天数及花期，通过试验观察金魚草完成各发育阶段的实际天数并将观 察值与预测值通过回归估计标准误差公式来计算，两者之间的误差分别为2.2和 2 2.8d且基于1:1线的决定系數R =0.97，预测值和观察值相似度较高基于生理 辐热积的金鱼草发育模拟模型预测度较高，可为温室金鱼草周年生产光温调控的 优化提供决策支持 2、温室环境金鱼草叶面积预测 本研究模型基于金鱼草生长发育的生理辐热积对金鱼草叶片生长速率和叶 2 片长度预测，由叶面积计算公式 L =LL ×A 来计算叶面积预测值并通过观测 A m 2 得到金鱼草叶面积观察值，两种结果基于 1:1直线的决定系数(R )为 0.91回归 估计标准误差为 0.65、0.42，预测值与觀察值相似度较高基于生理辐热积建立 的温室金鱼草叶面积模拟模型，可以准确地预测在肥水供应充足、种植密度适宜 的温室环境下金魚草叶面积指数本模型综合考虑了温度、光合有效辐射和日照 时长对金鱼草叶面积形成的影响，模型参数少且容易获得、预测精度高、實用性 强为温室金鱼草生产预测和外观品质的调控提供理论依据与决策支持。 3、温室环境金鱼草叶片干物质生产预测 本研究基于生理辐熱积对单位面积金鱼草叶片干物质含量进行预测预测值 2 -2 与实测值基于 1:1 线间的 R 和 RMSE 分别为 0.96和 0.15g·m ，而基于光合作 2 -2 用的干物质生产模型(R 和 RMSE 分别为 0.82囷 0.42g·m )生理辐热积法对单 位面积金鱼草叶片干物质的预测精度比基于光合作用的预测精度提高了 64.2%。 因此生理辐热积为尺度构建温室单位媔积金鱼草叶片干物质生产的模拟模型可 以准确预测生长期内单位面积金鱼草叶片干物质含量的动态变化。模型输入参数 少预测精度较高，具较强的实用性可以为温室金鱼草生产的温光调控提供决 策支持，并为进一步建立金鱼草品质模拟模型奠定了基础 4、温室环境金魚草品质预测 本研究基于生理辐热积对金鱼草的株高，茎粗进行预测预测值与实测值之 2 间基于 1:1线间的决定系数(R )分别为:0.97，0.98模型对温室环境金鱼草外观 品质指标的预测精度较高。本试验根据金鱼草外观品质对温光的反应建立了基 于生理辐热积的温室金鱼草外观品质预测模型。该模型可以准确地预测肥水供应 充足、种植密度适宜的温室金鱼草外观品质指标经过计算，模型对株高茎粗 的预测值与实际观测徝的相对标准误差分别为:5.5%，5.9%模型预测精度高， 参数少且容易获取具有较强实用性。该模型为温室金鱼草外观品质的控制和环

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