农田土壤氮素平衡动态模拟模型研制与SISNDB信息系统开发

摘要

本文采用进一步的学科交叉与渗透、更多更新的理论与技术成果，研究土壤氮素在农田中的平衡动态过程，这将有助于农业资源利用与环境保护领域的进一步发展，有助于实际生产中氮肥的合理、经济利用，也有助于更有效地保护水体、大　　气等人类生存环境。　　 根据国内外土壤氮素动态循环研究现状，在总结、整合前人相关研究的基础上，在国内首次研制出了一整套以土壤水分动运动模型为基础，结合作物生长动态模型，囊括土壤氮素平衡各主要过程的兼具机理性和实用性的模拟模型，并开发成全中文界面的信息系统SISNDB。本研究分析了水田条件下土壤氮素平衡过程的主要特点，研究和开发了包括水田环境的土壤氮素平衡动态模拟模型及信息系统，这是本论文重要的创新点之一。系统可望成为农业生产中氮肥的合理利用及环境保护的分析、预警与决策支持平台。　　 本论文还介绍了将土壤水分运动与作物生长动态耦合模型与ComGIS集成的方法和所开发的系统，并通过模型验证，灵敏度分析，提出最小参数集，简化模型输入参数，开发出可脱离GIS平台，机理明确、实用简洁的专业GIS系统SISWBCG,为将来集成基于ComGIS的土壤氮素平衡动态模拟模型提供了一个较理想的平台，并为该模型将来与RS、GPS结合，用于实际生产中指导精确灌溉、精确施肥奠定了基础。

目录

论文说明

致谢

摘要

1前言

1.1农田氮素循环转化模型研究进展及问题

1.1.1农田氮素循环转化模型研究概述

1.1.2氮素各转化运移过程的模型研究

1.1.3氮素循环转化模型研究的问题

1.2地理信息系统在本领域的应用

1.2.1地理信息系统概述

1.2.2地理信息系统与专业模型集成研究

1.3课题设计

1.3.1指导思想

1.3.2研究内容

1.3.3研究方案

2材料与方法

2.1试验研究的材料和方法

2.1.1水分平衡模拟试验区概况

2.1.2机理分析及验证试验

2.2模型与系统

2.2.1系统体系设计

2.2.2系统构建

3土壤氮素平衡动态模拟模型研制及SISNDB信息系统开发

3.1 SISNDB系统中氮素平衡动态系统分析

3.2田间土壤氮素平衡动态过程的数学模型

3.3 SISNDB系统的实现

3.3.1 SISNDB系统设计原则

3.3.2 SISNDB系统模型模拟流程

3.3.3 SISNDB系统界面

3.4模型的验证和灵敏度分析

3.4.1模型的验证

3.4.2模型参数的灵敏度分析

3.4.3模型模拟结果分析

3.5小结

4农田水分平衡与作物生长耦合模型ComGIS集成系统开发

4.1系统实现

4.1.1界面

4.1.2模拟控制方式和接口设计

4.2验证

4.2.1水分

4.2.2作物

4.3灵敏度分析及最小数据集

4.3.1模型灵敏度分析

4.3.2最小数据集

4.4小结

5结语

6参考文献

攻读博士学位期间发表的论文