基于GIS和牧草模型對四川省主栽牧草潛在產(chǎn)量的研究.pdf

1、本項(xiàng)研究采用包括站點(diǎn)和空間數(shù)據(jù)收集、創(chuàng)建牧草產(chǎn)量模擬模型，比較兩種模型模擬結(jié)果的方法，對四川省主栽品種一年生冷季型牧草多花黑麥草(Loliummultiflorum L.)和多年生暖季型牧草扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa(L.f.)R.Br.)的潛在生產(chǎn)力進(jìn)行估測。并將For-PASM的模擬結(jié)果與GIS空間插值繪圖技術(shù)結(jié)合，繪制了兩種牧草的空間潛在生產(chǎn)力分布圖。通過準(zhǔn)確的估測冷季型和暖季型牧草的季節(jié)性變化和年干草總

2、產(chǎn)量，可以確保草地-家畜生產(chǎn)系統(tǒng)的平衡，有效的減少因過度利用而引起的人工草地退化。牧草產(chǎn)量的GIS空間分布圖可以提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化種植模式和牧草區(qū)域規(guī)劃，從宏觀上輔助人工草地種植政策的制定。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)建立了牧草生產(chǎn)潛力模擬模型(For-PASM)。For-PASM是基于生理過程的牧草生長模擬和產(chǎn)量形成的應(yīng)用模型，它包括常年模擬和牧草品種參數(shù)調(diào)試兩個(gè)系統(tǒng)。各系統(tǒng)包含生長周期，葉面積動(dòng)態(tài)，收割期與收割次數(shù)，光合生產(chǎn)

3、和產(chǎn)量形成等主要模塊。牧草的生長發(fā)育是由氣候因素決定的，依據(jù)積溫來確定牧草生育期和收獲期，禾本科以抽穗期為收獲期，豆科牧草以初花期為收獲期。模型的主要功能是模擬牧草的收獲期、季節(jié)性產(chǎn)量以及年干草總產(chǎn)量。用四川省雅安市實(shí)驗(yàn)站多花黑麥草和扁穗牛鞭草的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)。For-PASM在模擬牧草收割期和牧草季節(jié)性產(chǎn)量動(dòng)態(tài)中，總趨勢與總產(chǎn)量的模擬均符合實(shí)際。年干草總產(chǎn)量模擬值與實(shí)際值顯著相關(guān)，RMSE分別為1240 kg/hm2和3147 kg

4、/hm2;NRMSE分別為7.9％和11.5％。說明模型有較強(qiáng)的機(jī)理性和擬合性。
　　(2)介紹了DairyMod模型的結(jié)構(gòu)和功能，應(yīng)用模型中的刈割模式對多花黑麥草的生長速率、生長季干草總產(chǎn)量進(jìn)行模擬和驗(yàn)證。在輸入牧草實(shí)際生育期和調(diào)整品種生理參數(shù)的基礎(chǔ)上，采用當(dāng)?shù)貧庀笥^測站長年氣象數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)模擬。DairyMod模擬在雅安和洪雅兩地的生長速率變化模擬值與實(shí)測值基本一致;干物質(zhì)總產(chǎn)量決定系數(shù)R2分別為0.97和0.91，D值分別為

5、0.94和0.58，RMSE分別為340 kg/hm2和1132kg/hm2; NRMSE分別為2.3％和7.5％。模擬平均值比實(shí)測平均值分別高估2.0％和4.5％。校準(zhǔn)后的DairyMod在西南地區(qū)多花黑麥草的生產(chǎn)中適應(yīng)性較好，可用于該地區(qū)牧草季節(jié)生產(chǎn)和總產(chǎn)量的預(yù)測中。
　　(3)通過對For-PASM和DairyMod空間產(chǎn)量模擬的可行性比較，最終選擇將For-PASM的模擬結(jié)果用ArcGIS空間插值的方法繪制兩種牧草在四川的