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东北春玉米非线性积温模型参数改进

李蕊 郭建平

李蕊, 郭建平. 东北春玉米非线性积温模型参数改进. 应用气象学报, 2018, 29(2): 154-164. DOI: 10.11898/1001-7313.20180203..
引用本文: 李蕊, 郭建平. 东北春玉米非线性积温模型参数改进. 应用气象学报, 2018, 29(2): 154-164. DOI: 10.11898/1001-7313.20180203.
Li Rui, Guo Jianping. Improving parameters of nonlinear accumulated temperature model for spring maize in Northeast China. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(2): 154-164. DOI:  10.11898/1001-7313.20180203.
Citation: Li Rui, Guo Jianping. Improving parameters of nonlinear accumulated temperature model for spring maize in Northeast China. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(2): 154-164. DOI:  10.11898/1001-7313.20180203.

东北春玉米非线性积温模型参数改进

DOI: 10.11898/1001-7313.20180203
资助项目: 

国家自然科学基金项目 31571559

详细信息
    通信作者:

    郭建平, E-mail:gjp@cma.gov.cn

Improving Parameters of Nonlinear Accumulated Temperature Model for Spring Maize in Northeast China

  • 摘要: 结合我国东北地区春玉米生长发育的实际情况,以观测年份较多、观测地点较广为原则选取4个春玉米品种,分别为东农248、龙单13、四单19和丹玉13,利用生长发育观测资料和同期气象观测资料,判断4个玉米品种的相对熟型并对沈国权非线性积温模型(简称NLM)进行参数拟合,讨论参数的生物学意义及其与品种熟型的关系,对NLM进行有效改进及验证。结果表明:4个春玉米品种NLM均不存在无效参数,参数K与参数Q存在显著的相关性,说明K可能仅是一个统计参数,没有明确的生物学意义;积温在品种间存在显著差异,全生育期模型参数Q与多年站次平均有效积温或活动积温有较好的相关性,由于不同的积温意味着不同的玉米品种熟型,说明Q与玉米品种的熟型有关,将模型参数QK用反映玉米品种熟型的参数(有效积温、活动积温)表示,建立了适用于不同品种的通用积温模型,取得较好的应用效果。
  • 图  1  所选站点位置

    Fig. 1  Location of selected stations

    图  2  NLM拟合积温与平均温度的相关性

    Fig. 2  Correlations between fitted accumulated temperature by NLM and mean temperature

    图  3  出苗-成熟期参数Q与春玉米品种实际积温的关系

    Fig. 3  Relationship between Q and actual mean accumulated temperature of spring maize varieties during emergence to maturity

    图  4  不同生育期NLM参数Q与lnK相关性

    Fig. 4  Correlations between Q and lnK of NLM in different growth stages

    图  5  模型计算积温与实际积温比较

    Fig. 5  Comparison between modelled accumulated temperature and actual accumulated temperature

    图  6  出苗-成熟期参数Q与4个春玉米品种实际积温平均值的关系

    Fig. 6  Relationship between Q and actual mean accumulated temperature of 4 spring maize varieties during emergence to maturity

    图  7  验证品种模型计算积温与实际积温比较

    Fig. 7  Comparison between modelled accumulated temperature and actual accumulated temperature of validation varieties

    表  1  不同春玉米品种NLM

    Table  1  NLM of different northeast spring maize varieties

    生育期 品种 拟合方程
    出苗-拔节期 东农248 A(T)=e12.8329(T-B)-0.5(M-T)-1-1.2432
    龙单13 A(T)=e16.7168 (T-B)-0.5(M-T)-1-2.6496
    四单19 A(T)=e16.8326 (T-B)-0.5(M-T)-1-2.6384
    丹玉13 A(T)=e14.1694 (T-B)-0.5(M-T)-1-1.6888
    拔节-抽雄期 东农248 A(T)=e13.6580 (T-B)-0.5(M-T)-1-2.1777
    龙单13 A(T)=e12.7644 (T-B)-0.5(M-T)-1-1.7177
    四单19 A(T)=e11.0222 (T-B)-0.5(M-T)-1-1.0965
    丹玉13 A(T)=e10.6121 (T-B)-0.5(M-T)-1-0.8284
    抽雄-成熟期 东农248 A(T)=e20.0138 (T-B)-0.5(M-T)-1-3.9681
    龙单13 A(T)=e21.8610 (T-B)-0.5(M-T)-1-4.6597
    四单19 A(T)=e17.7128 (T-B)-0.5(M-T)-1-3.1065
    丹玉13 A(T)=e13.2941 (T-B)-0.5(M-T)-1-1.4421
    出苗-成熟期 东农248 A(T)=e14.2904 (T-B)-0.5(M-T)-1-1.3630
    龙单13 A(T)=e14.2213 (T-B)-0.5(M-T)-1-1.3216
    四单19 A(T)=e13.7376 (T-B)-0.5(M-T)-1-1.1076
    丹玉13 A(T)=e13.1114 (T-B)-0.5(M-T)-1-0.8660
    注:方程均达到0.001显著性水平。
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    表  2  不同品种拟合积温(单位:℃·d)

    Table  2  Modelled accumulated temperature of different varieties(unit:℃·d)

    生育期 东农248 龙单13 四单19 丹玉13
    出苗-拔节期 305.7±39.6 317.7±66.8 406.0±90.3 337.9±73.8
    拔节-抽雄期 115.2±29.6 146.4±26.8 141.4±29.9 183.0±51.4
    抽雄-成熟期 252.7±58.0 256.8±61.2 342.4±71.9 424.3±65.5
    出苗-成熟期 911.9±85.5 983.6±58.0 1154.5±83.7 1270.9±116.0
    注:拟合积温值为平均值±标准差。
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    表  3  3种模型决定系数和归一化均方根误差

    Table  3  Determination coefficients and normalized root mean square errors of three models

    品种 决定系数 归一化均方根误差/%
    NLM EARM AARM NLM EARM AARM
    东农248 0.8685 0.8684 0.8679 3.6621 6.1867 4.9196
    龙单13 0.4446 0.4447 0.4445 6.6612 6.8837 6.6700
    四单19 0.5786 0.5786 0.5787 6.1211 8.0315 8.5170
    丹玉13 0.6116 0.6117 0.6115 7.0394 9.0017 9.0352
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    表  4  积温变异系数比较(单位:%)

    Table  4  Variation coefficient of accumulated temperature(unit:%)

    品种 实际积温 NLM拟合积温 EARM模拟积温 AARM模拟积温
    东农248 10.08 9.23 9.29 10.13
    龙单13 8.93 5.74 5.52 5.95
    四单19 9.42 7.14 6.70 7.33
    丹玉13 11.29 8.89 8.88 10.13
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    表  5  不同模型参数

    Table  5  Parameters of different models

    品种 NLM EARM AARM
    P Q K P Q K P Q K
    丹玉6 0.5 1.17 e13.82 0.5 1.10 e13.67 0.5 1.27 e14.10
    桦单9 0.5 1.47 e14.59 0.5 1.34 e14.29 0.5 1.43 e14.53
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-25
  • 修回日期:  2018-01-09
  • 刊出日期:  2018-03-31

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