基于EFAST的DSSAT模型对南疆地区棉花参数敏感性分析及适用性评价

摘要

对CROPGRO_Cotton模型中敏感的参数进行分析,来对南疆棉花进行生长模拟。通过扩展傅里叶幅度检测法(EFAST)对棉花模型的18个输入参数实行敏感性分析,以棉花的开花期、成熟期、生物量、籽棉产量观测数据实行对比,运用glue和试错法相结合进行参数调节,实现南疆地区棉花的本地化。经过分析研究,对籽棉产量敏感的品种参数有出苗到初花期的光热时间(EM-FL)、初花期到第1个棉铃产生的光热时间(FL-SH)、最适合条件下叶片最大光合速率(LFMAX)、种子填充棉铃的持续时间(SFDUR),它们的全局敏感性指数分别为0.35、0.15、0.17、0.50。18个品种参数中对生物量敏感的有临界光周期(CSDL)、出苗到初花期的光热时间(EM-FL)、初花期到第1个棉铃产生的光热时间(FL-SH)、初花期到第1个籽粒产生的光热时间(FL-SD)、第1个籽粒产生到生理成熟的光热时间(SD-PM)、最适合条件下叶片最大光合速率(LFMAX)、籽粒最大质量(WTPSD),它们对应的全局敏感性指数分别为0.46、0.25、0.18、0.18、0.73、0.72、0.11。CROPGRO_Cotton模型在南疆地区有较强的适用性,实测开花期与模拟值误差为2 d,实测成熟期与模拟值一致,实测产量与模拟值误差为0.15%,实测生物量与模拟值误差为16.90%。棉花18个品种参数中,通过敏感性分析筛选出的4个参数进行模型的率定得出,EM-FL决定开花期,同时对产量和生物量有一定的影响,SFDUR决定成熟期,SD-PM仅对生物量有影响,LFMAX对产量和生物量的影响不大。本研究结果能够为南疆地区棉花的参数优化提供科学理论基础。