模型简介：

APSIM (Agricultural Production Systems sIMulator)模型是世界知名的作物生长模拟模型之一。

APSIM模型有Classic和Next Generation两个系列模型，能模拟几十种农作物、牧草和树木的土壤-植物-大气过程，被广泛应用于精细农业、水肥管理、气候变化、粮食安全、土壤碳周转、环境影响、农业可持续性、农业生态等诸多与农业生产和科研有关的领域

与其他作物模型不同的是，APSIM 模拟系统的核心突出的是土壤而非植被。天气和管理措施引起的土壤特征变量的连续变化被作为模拟的中心，而作物牧草或树木在土壤中的生长来去只不过是使土壤属性改变。加上模型的“拔插”功能，使得 APSIM 能够很好地模拟地的连作轮作间作以及农林混作效应。

随着数字农业和智慧农业的发展，基于过程的农业生产系统模型在模拟作物对气候变化的响应与适应、农田管理优化、作物品种和株型筛选、农田固碳和温室气体排放等领域扮演着越来越重要的作用。APSIM模型内核算法是基于Fortran语言开发的，软件界面是基于C#进行开发，组件式驱动，各个模块可以自由组合。了解和熟悉APSIM模型的关键算法和软件的操作是学习APSIM模型的基础。此外，想要成为一名优秀的作物模型使用者与科研团队不可或缺的人才，除了掌握对作物模型相关知识之外，还要掌握模型的快速模拟和高效数据分析能力。R语言是一门应用场景广泛、简单易学的程序语言，APSIM模型开发了许多R语言辅助包，在APSIM模型的气候、土壤、管理措施等数据准备，自动化模拟，参数优化和结果分析上都发挥着重要的作用

模型实践

APSIM模型应用与R语言数据清洗

1)作物生长模型的概念

2)作物生长模型的发展现状

3)APSIM模型的开发历程

4)APSIM模型的模块及模拟流程

5)APSIM模型操作

APSIM的安装

APSIM模型操作界面讲解

R语言编程与数据清洗

APSIM气象文件准备与R语言融合应用

APSIM自带的气象数据的准备

1）APSIM气象文件.met的介绍

2）日照转辐射算法

3）APSIM气象文件转化

4）APSIM模型陆气交换和能量平衡过程

案例一：使用R语言进行气象文件的生成

案例二：使用R语言将气象共享网数据/NC等数据批量生产APSIM气象文件

APSIM模型的物候发育和光合生产模块

APSIM物候发育和光合生产

1)APSIM模型的生育期尺度

2)APSIM模型的积温计算

3)APSIM模型的生育期算法

4)APSIM模型的生育期影响因子及算法

APSIM模型光合生产算法

APSIM物质分配与产量模拟

1 APSIM模型的物质分配算法

2 APSIM模型产量模拟模块

1)APSIM模型的穗粒数模拟

2)APSIM模型的产量模拟

3)APSIM模型的产量相关参数

案例一：作物潜在生物量和潜在产量的模拟

案例二：不同品种参数下作物产量的模拟

APSIM土壤水平衡模块

APSIM模型的土壤水分平衡算法

1)土壤水蒸散和植物蒸腾算法

2)土壤水径流和排水算法

3)土壤水力参数的测试

案例一 APSIM模型输入参数和土壤文件的制备

案例二 APSIM模型土壤参数在数据缺失情况下的近似估算

APSIM土壤碳、氮平衡模块

APSIM模型土壤养分动态过程模拟及温室气体排放的模拟

1)氮素的矿化和固定过程

2)氮素的硝化作用与反硝化作用

3)土壤N2O的模拟

APSIM模型土壤碳库模型及土壤有机碳SOC的模拟

1)土壤碳库模型的发展历程

2)土壤碳的周转模型

3)土壤有机碳的模拟

案例一 APSIM模型N2O排放模拟和土壤有机碳模拟

APSIM农田管理模块与情景模拟

APSIM模型的农田管理措施的准备

1)APSIM模型播期和播种密度设置

2)APSIM模型施肥设置（化肥+有机肥）

3)APSIM模型的灌溉设置

4)APSIM模型秸秆还田设置

5)APSIM模型多年模拟和轮作模拟

案例一：APSIM模型模拟气候变化对作物生长的影响

案例二：APSIM模型模拟多年轮作下土壤有机碳和温室气体排放的影响

案例三：APSIM模拟模拟不同管理情景对作物产量的影响

APSIM模型参数优化和结果分析与模型评价

APSIM模型的参数优化

1)APSIM模型的主要遗传参数

2)APSIM模型的参数优化方法

案例一：使用MCMC等多种方法对APSIM模型的参数进行优化

案例二：使用R语言批量读取模拟结果以及对APSIM模型进行评价

案例三：使用R语言对模拟结果进行可视化（模拟结果的动态图和1：1图等）

APSIM目前能模拟的作物包括小麦玉米棉花、油菜(Canola)紫花首、豆类作物以及杂草等对施肥、灌溉、土壤侵蚀、土壤氮素和磷素平衡、壤温度、土壤水分平衡、溶质运移、残茬分解等过程都有相应的模块。目前应用的领域已经包括种植制度、作物管理土地利用作物育种气候变化和区域水平衡等。

文章详情