基于COSIM模型的棉花区域产量动态预测研究--以新疆阿克苏市为例
基于灰色模型的全国棉花产量预测方法研究
1 引言灰色系统理论是由华中理工大学邓聚龙教授于1982年提出并加以发展的。
二十几年来，引起了不少国内外学者的关注，得到了长足的发展。
目前，在我国已经成为社会、经济、科学技术等诸多领域进行预测、决策、评估、规划控制、系统分析与建模的重要方法之一。
特别是它对时间序列短、统计数据少、信息不完全系统的分析与建模，具有独特的功效，因此得到了广泛应用。
在棉花产量预测方面，李鹏程、董合林[1]根据联合国模拟世界纤维市场的预测，认为2020年世界棉花产量预计将增加到3200万吨，其中发展中国家（地区）将继续占世界棉花产量的大部分份额。
张闻、韩金等[2]通过多项式拟合的方法，针对2016年新疆棉花产量进行了预测，并基于预测对棉花加工工作提出了建议。
本研究以2007—2017年全国棉花产量为基础，基于灰色系统建模方法逐步建立GM(1,1)模型，并外推预测2018、2019年的全国棉花产量，以期为棉花产业的生产、加工提供依据。
2 基于灰色模型的我国棉花产量预测研究基于2007—2017年我国棉花总产量数据（数据来源：国家统计局网站），运用灰色模型GM(1,1)预测2018、2019年全国棉花总产量。
灰色预测模型（Gray Forecast Model）是通过少量、不完全的信息，建立数学模型并做出预测的一种预测方法。
目前常用的一些预测方法（如回归分析等），需要较大的样本。
若样本较小，常造成较大误差，使预测目标失效。
灰色预测模型所需建模信息少、运算方便、建模精度高，在各种预测领域都有着广泛的应用，是处理小样本预测问题的有效工具。
只要待分析变量随着时间发展呈现有一定变化趋势，就可以尝试使用该方法进行建模，而无需考虑该变量的其他相关影响因素及状态；只要建模过程中每个步骤都符合模型的约束、检验准则，则可以认为模型合理、预测结果基本有效。
运用GM(1,1)模型的预测步骤为：首先，对2007—2017年我国棉花产量统计数据进行预处理，降低其波动性，若处基全项目：国家自然基金项目（31601224，61704001），安徽省自然基金项目（1808085MC88，1708085QC61），安徽省高校自然科学研究项目（KJ20I7A430，KJ20I6A006，KJ2016A001），大学生科研基金项目（JR201810）基于灰色模型的全国棉花产量预测方法研究Study on Prediction Method of National Cotton Yield Based on Gray Model文/梁后军谢睿冯宜强周万怀常郝李浩刘从九徐守东摘要：探讨建立灰色模型在全国棉花产量预测中的应用价值，为棉花的种植、加工及交易工作提供依据。
基于GIS的新疆阿克苏地区棉花区划
基于GIS的新疆阿克苏地区棉花区划
李迎春;谢国辉;李新建;姚艳丽
【期刊名称】《中国农业气象》
【年(卷),期】2007(28)4
【摘要】通过对以往新疆棉花区划成果的分析,选用≥10℃积温、无霜期、7月平均气温作为阿克苏地区棉花区划指标,采用回归方法建立它们的空间分布模型.利用GIS技术将阿克苏地区分为早熟长绒棉、早中熟陆地棉、早熟陆地棉、特早熟陆地棉四个棉花种植区.
【总页数】3页(P450-452)
【作者】李迎春;谢国辉;李新建;姚艳丽
【作者单位】新疆气候中心,乌鲁木齐,830002;乌鲁木齐气象卫星地面站;乌鲁木齐沙漠气象研究所;新疆气候中心,乌鲁木齐,830002
【正文语种】中文
【中图分类】S1
【相关文献】
1.基于GIS的棉花气候适宜性区划 [J], 张永红;李星敏;葛徽衍;李博文;周辉;朱延年;贺文丽
2.基于ARIMA模型的新疆阿克苏地区棉花价格分析与预警 [J], 谢渠; 吴月; 杨兴祖; 齐立美; 宋炼
3.基于ArcGIS的新疆雷电灾害风险区划研究 [J], 王延慧; 张建涛; 叶文军; 黄晓露; 钱勇; 周斌
4.基于GIS的新疆沙湾辣椒精细化气候区划 [J], 王森;井立军;刘纪疆;李战超;张山清
5.基于GIS和插值择优的湖南棉花精细化气候区划 [J], 宋忠华;杜东升;张艳贵;陆魁东;廖玉芳
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
阿克苏市棉花氮磷钾肥利用率研究
阿克苏市棉花氮磷钾肥利用率研究玉苏甫江·牙生1喀斯木·司马义1周燕2*李萍1希仁古力·库迪热提1热艳古丽·马木提1邵华伟3葛春辉3王新勇3（1阿克苏市农业技术推广中心，新疆阿克苏843000；2新疆益果生物科技有限责任公司，新疆温宿843100；3新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，新疆乌鲁木齐830091）摘要本试验以棉花为试材，设置无氮、无磷、无钾和全肥4个处理，研究不同处理对棉花株高、单铃重、产量、含水率、含杂率、收获指数的影响，并计算氮磷钾肥利用率，为阿克苏市棉花科学合理施肥提供指导。
结果表明，阿克苏市棉花全年施用尿素975kg/hm2、重过磷酸钙300kg/hm2、硫酸钾300kg/hm2可以提高棉花株高、平均单铃重、产量和收获指数，降低含杂率和含水率，氮、磷、钾肥利用率分别为40.4%、19.1%、43.9%。
关键词棉花；肥料利用率；新疆阿克苏中图分类号S562；S147.5文献标识码A文章编号1007-5739（2023）22-0017-03DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.22.006开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Utilization Efficiency of Nitrogen,Phosphorus and Potassium Fertilizers of Cottonin Aksu CityYusufujiang Yasheng1Kasimu Simayi1ZHOU Yan2*LI Ping1Xirenguli Kudireti1Reyanguli Mamuti1SHAO Huawei3GE Chunhui3WANG Xinyong3(1Aksu Agricultural Technology Extension Center,Aksu Xinjiang843000;2Xinjiang Yiguo Biotechnology Co.,Ltd.,Wensu Xinjiang843100;3Institute of Soil Fertilizer and Agricultural Water Saving,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi Xinjiang830091)Abstract This experiment used cotton as the experimental material and set up four treatments（nitrogen free, phosphorus free,potassium free,and full fertilizer）.The effects of different treatments on cotton plant height,single boll weight,yield,moisture content,impurity content and harvest index were studied,and utilization efficiency of nitrogen, phosphorus,and potassium fertilizers was calculated,so as to provide guidance for scientific and reasonable fertilization of cotton in Aksu City.The results showed that the annual application of urea975kg/hm2,heavy superphosphate300kg/hm2,and potassium sulfate300kg/hm2to cotton in Aksu City could improve cotton plant height, average single boll weight,yield,and harvest index,reduce impurity content and water content,the utilization efficiency of nitrogen,phosphorus and potassium fertilizers were40.4%,19.1%and43.9%,respectively.Keywords cotton;fertilizer utilization efficiency;Aksu Xinjiang棉花作为新疆农业的支柱产业，是新疆宜植棉区农民主要的种植作物和收入来源[1]。
新疆阿克苏地区发展机采棉技术现状及思路
收稿日期：2018-11-212018年，阿克苏地区机采棉计划种植面积为17万hm 2，实际种植面积为20.588万hm 2。
全地区计划机采面积为10万hm 2，实际机采面积为11.46万hm 2。
1棉花生产全程机械化的经验和措施1.1组织得力为了完成地委行署制定的2018年阿克苏地区棉花生产全程机械化技术应用的目标任务，地区专门成立了地区、县（市）两级棉花生产全程机械化技术应用推广领导小组，由主管农业领导任组长，成员由农业、农机、供销、水利、林业部门的领导和专家组成。
地区级领导小组负责宏观优惠政策制定以及目标、任务、措施的研究制定；县级领导小组按照地区规定的目标、任务建立了目标责任制，各部门认真分工、各司其职抓好了各项政策、措施的落实，确保了推进棉花全程机械化工作有条不紊地进行。
1.2实现技术指导服务全面覆盖、全程跟踪为落实机采棉花栽培技术、提升棉农种植机采棉水平，地区棉花生产全程机械化技术应用推广领导小组组织专家借鉴、学习和消化新疆生产建设兵团多年来形成的棉花生产全程机械化技术技术体系，结合本地区近年来试验示范棉花生产全程机械化技术的成功经验，制订出适合本地区的《棉花生产全程机械化技术规程》和《2018年地区棉花栽培管理月历》。
县（市）棉花生产全程机械化技术应用推广领导小组组织技术人员严格按照《棉花生产全程机械化技术规程》和《2018年地区棉花栽培管理月历》的要求，采取分片包干的形式，对采用机采棉技术的种植单位、种植户从播种到机收进行全面、全过程的技术指导和服务。
1.3提高棉花全程机械化技术装备的支撑保障能力为加快机采棉技术和配套关键技术及先进机具、机型的筛选和推广应用，各县（市）农机局综合统筹、合理运用了农机购置补贴、农机报废更新补贴、农机深松作业补助、财政扶持项目等政策资金，有效地激发了棉农购买机采棉技术各类机具的积极性。
2018年，全地区共新增机采棉模式播种机2360台，引进购买各类大型采棉机230台、高地隙打药机423台、无人机77架；大部分用于播种的拖拉机都使用了卫星导航自动驾驶系统，淘汰了一些老旧、技术落后的机采棉花播种机；棉花全程机械化技术装备结构不断优化，在装备上对推进棉花全程机械化技术的支撑保障能力有了较大的提升。
阿克苏地区棉花产业变化分析
阿克苏地区棉花产业变化分析作者：韩冀来源：《农村经济与科技》2020年第14期[摘要]为新疆阿克苏地区棉花产业发展提供参考，总结了该地区棉花产业发展的主要做法，分析了其中品种杂乱问题、基础设施建设薄弱、设备需要改造、产业化程度低等主要问题，提出加强种子管理力度、发展新型经营主体、提升产业链等措施，提升地区棉花产业发展核心竞争力。
[关键词]棉花产业;棉花品质;经营主体;阿克苏[中图分类号] F326.12[文献标识码]A长期以来，阿克苏是全国优质原棉生产基地，棉花产业是阿克苏地区重要的经济支柱和农民收入的主要来源，棉花收入占植棉县（市）人均收入的35%以上，地区超过53%的农业人口从事棉花种植，2019年，棉花种植面积775.36万亩，2019年阿克苏地区农民人均收入16224元，其中棉花2633元，棉花加工企业148个，棉花加工业生产总产值159.23亿元，纺织企业年皮棉加工能力超过150万吨，棉纺企业产能503万锭，满负荷生产可消耗皮棉53万吨。
1 产业变化情况及原因分析1.1 产业发展措施落实情况1.1.1深入推进棉花产业供给侧结构性改革。
一是积极引导植棉县（市）按照用棉企业以及市场需求，确定棉花主栽品种，逐步解决地区植棉生产与市场需求相适应的问题。
二是创新棉花生产经营机制。
通过经营权流转、股份合作、代耕代种、代管代收、土地托管、土地互换等多种形式，实现棉花规模化种植经营。
三是引导阿克苏市、库车县、沙雅县、新和县、阿瓦提县5个县（市）组建棉花产业联盟，以高等级专用棉生产基地建设为基础，在自愿互惠的基础上，动员纺织企业、轧花加工企业、棉花专业合作社等组建棉花产业联合体。
1.1.2加强棉花科技支撑能力建设。
一是地、县农业部门加大指导、服务、协调、管理等各方面的工作力度，以主导品种、主推技术和主体培训为手段，组织农业科技人员深入一线开展技术指导、技术培训、技术咨询和信息服务，培养了一批懂技术、素质高的新型农民。
新疆阿克苏市棉花“3414”试验报告
新疆阿克苏市棉花“3414”试验报告作者：海尼沙·阿布来提饶翠婷希仁古力·库迪热提来源：《农业开发与装备》 2013年第9期海尼沙·阿布来提，饶翠婷，希仁古力·库迪热提（阿克苏市农业技术推广中心，新疆阿克苏 843000）1 试验目的为了获得阿克苏市棉花的最佳施肥量施肥比例、施肥时期、施肥方法，摸清土壤养分校正系数、土壤供肥能力，不同作物养分吸收量和肥料利用率等基本参数，为阿克苏市构建作物施肥模型，施肥分区和肥料配方提供依据。
2 试验地基本情况与设计2.1 试验材料供试作物棉花，品种为中棉44号，供试肥料46%的尿素，46%的过磷酸钙，50%的硫酸钾。
2.2 试验设计试验设氮、磷、钾3个因素，4个水平，14个处理，0水平指不施肥，2水平为最佳施肥量，1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5。
试验氮磷钾2水平参照《自治区土肥站南疆棉花“3414”设计方案》，N，P2O5，K2O纯用量分别为20.7㎏/666㎡，11.5㎏/666㎡，5㎏/666㎡，氮肥的60%作基肥，40%作追肥，磷肥和钾肥的全部作基肥。
基肥在播种整地前一次性施入，追肥在灌头水时施入。
各小区面积7.25×4.8=34.8㎡。
行距20+45+20+50=34cm株距10cm，亩理论株数是19607.9株。
3 试验实施试验安排在阿克苏市依杆其乡托万克村1组棉花地，土壤类型为潮土，肥力中上等，该地前插为棉花，试验播种以前采集混合土样化验，土壤有机质1.34%，PH为7.8PPm，碱解氮94.71mg/㎏，速效磷17.95mg/kg，速效钾102mg/kg，质地为壤土，作物收获后按小区采样。
2011年4月10日播种，4月18日出苗，5月23日现蕾，6月25日花铃，9月5日吐絮，9月12日收获。
全生育期放三次水，分别在6月10日，6月15日，7月26日，总灌水量200m3 /667m2，7月19日打顶，两次打缩节铵，分别在6月5日2g/667m2，7月19日5g/667m2。
基于Nerlove_模型的棉花种植供给反应分析——以新疆为例
doi ：10.16006/ki.twnt.2023.05.009基于Nerlove 模型的棉花种植供给反应分析−以新疆为例高花彦1，冯啸林2，徐胜静3，王鹏鹏1，卢 泉1（1. 塔里木大学经济与管理学院，新疆 阿拉尔 843300；2. 新疆科技学院经济学院，新疆 库尔勒 841000；3. 新疆科技学院信息科学与工程学院，新疆 库尔勒 841000）摘 要： 【目的/意义】新疆棉区是中国最大的优质棉生产基地，通过剖析新疆棉花供给缺乏弹性的原因，以期为优化新疆棉花产业布局，调整产业结构以及保障棉花产业安全稳定发展提供参考。
【方法/过程】为甄别影响新疆棉花供给的主要因素，基于1986—2020年新疆棉花种植面积和价格的时间序列数据，引入目标价格补贴政策，运用Nerlove 模型对新疆棉花供给反应进行测度。
【结果/结论】研究发现：新疆棉花的短期价格供给弹性值为0.150，长期供给弹性值为0.393；滞后1期棉花种植面积和棉价指数、目标价格补贴政策对当期棉花种植面积具有显著的正向影响。
对此，提出了完善棉花市场体系、调整补贴标准、优化棉花质量、加快技术投入推广等对策建议。
关键词： 新疆棉花；种植结构；供给反应；Nerlove 模型中图分类号： F326.12文献标志码： A文章编号： 1673−5617 （ 2023 ） 05−0068−06Analysis of the Supply Response of Cotton Cultivation Based on Nerlove Model−Taking Xinjiang as an ExampleGAO Hua-yan 1，FENG Xiao-lin 2，XU Sheng-jing 3，WANG Peng-peng 1，LU Quan 1（1. College of Economics and Management , Tarim University , Alar , Xinjiang 843300, China ；2. College of Economics ,Xinjiang University of Science & Technology , Korla , Xinjiang 841000, China ；3. School of Information Science and Engineering ,Xinjiang University of Science & Technology , Korla , Xinjiang 841000, China ）Abstract ：【Objective/Meaning 】The cotton area in Xinjiang is the largest production base of high-quality cotton in China. By analyzing the reasons for the lack of elasticity of cotton supply in Xinjiang, it was expected to provide reference for optimizing the layout of cotton industry in Xinjiang, adjusting the industrial structure and ensuring the safe and stable development of cotton industry. 【Methods/Procedures 】In order to screen the main factors affecting the cotton supply in Xinjiang, the Nerlove model is used to measure the supply response of Xinjiang cotton based on the time series data of cotton planting area and price in Xinjiang from 1986 to 2020, the target price subsidy policy was introduced, and the Nerlove model was used to measure the cotton supply response in Xinjiang. 【Results/Conclusions 】The study found that: the short-term price supply elasticity value of cotton in Xinjiang was 0.150, while the long-term supply elasticity value was 0.393. The lagged 1-period cotton planting area, cotton price index and target price subsidy policy had significant positive effects on the cotton planting area in the current period. Hereby, the countermeasures were put forward, such as improving the market system of cotton, adjusting the subsidy standard, optimizing the quality of cotton, and accelerating the technology investment and promotion, etc.Key words ： Xinjiang cotton ；planting structure ；supply response ；Nerlove model棉花作为国家重要的战略物资和生活必需品，在经济社会发展扮演着不可或缺的重要角色。
新疆棉花膜下滴灌条件下产量探析
[导读] 通过对棉花生育期的监测实验数据进行分析，研究了不同灌水量和灌水频率对棉花产量的影响
谢 毅 1，王 俊 2 1.新疆瑞祥农牧设计院有限公司 新疆 乌鲁木齐 830000 2 新疆水利水电勘测设计研究院 新疆 乌鲁木齐 830000 【摘 要】通过对棉花生育期的监测实验数据进行分析，研究了不同灌水量和灌水频率对棉花产量的影响。结果表明，灌溉水量对棉花产量 的影响十分显著，随着灌水量的增加而增加，但灌水增产效应与灌水量不是成比例增加，当达到一定程度时产量降低。其次灌水频率对棉 花产量也有一定的影响，在灌溉定额相同、灌水频率不同的情况下，灌水频率为12次的棉花产量略好于灌水频率为24次的，但差异并不十 分显著。通过实验分析，灌水频率为12次，灌溉定额在220m 3/亩～260m 3/亩为宜。 【关键词】膜下滴灌；棉花；灌水频率；灌溉定额；产量 【Abstract】Through the cotton growing period of monitoring experimental data analysis to study the different irrigation and irrigation frequency on cotton yield. The results show that irrigation water for cotton yield of very significant, with the volume of water increased, but the production of irrigation and irrigation are not increased in proportion, when up to a certain extent reduce output. This was followed by irrigation frequency on cotton production has some impact on the same scale irrigation, irrigation frequency under different circumstances, irrigation frequency to 12 times the cotton output slightly better in irrigation frequency to 24 times, but the difference is not very significant. Through experiments, irrigation frequency of 12 times, the scale irrigation in 220m 3/mu-260m 3/mu suitable. 【Key words】Drip irrigation under plastic film; Cotton; irrigation frequency; Scale irrigation; Production
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于COSIM模型的棉花区域产量动态预测研究———以新疆阿克苏市为例胡莉婷1,潘学标1*,王雪姣1,2,胡琦1(1.中国农业大学资源与环境学院,北京100193;2.新疆维吾尔自治区气象局农业气象台,乌鲁木齐830002)摘要:【目的】提高基于作物生长模型进行产量动态预测的准确率。
【方法】以新疆阿克苏市为例,采用1991―2014年的气象资料、棉花产量资料和棉花的物候资料,通过应用COSIM棉花模型分别以多年平均播种期和适宜播种区间内多个播种期作为播种期输入,比较分析两种产量预测方法的效果。
【结果】结果表明:两种方法的预报准确率均在90.0%以上,在阿克苏市均有很好的适用性。
但对比分析得出,在棉花生育期内按照月份进行产量动态预测时,以及预报年份实际播种期不确定时,基于适宜播种期区间的多播种期预测方法的预报准确率更高。
【结论】研究结果为阿克苏市提供了两种基于作物生长模型的棉花产量预报方法,针对不同预报年的特征选择合适的预报方法可以提高预报准确率,同时可为其他棉花产区的产量动态预测提供参考和借鉴。
关键词:棉花;COSIM模型;播种期;产量预测中图分类号:S562:S165+.27文献标志码:A文章编号:1002-7807(2018)01-0083-09:10.11963/1002-7807.hltpxb.20171206Hu Liting1,Pan Xuebiao1*,Wang Xuejiao1,2,Hu Qi1(1.100193830002,)[Objective]Dynamic prediction of crop yield using a crop growth simulation model is the focus of increasing research attention.[Method]Based on meteorological,cotton yield,and cotton phenology data recorded at Akesu in Xinjiang from1991 to2014,this study aimed to improve the accuracy of crop yield prediction by the COSIM model.The average sowing date for each study year,as well as multiple sowing dates during the suitable sowing period,was imported into the COSIM model,and the two yield prediction methods were compared and analyzed.[Result]The accuracy of both yield prediction methods was higher than90.0%,indicating that the two methods showed good applicability at Akesu.However,the method using multiple sowing dates during the suitable sowing period showed higher prediction accuracy when cotton yield was dynamically predicted in each month and the actual sowing date was uncertain.[Conclusion]The two prediction methods based on the crop growth simulation model are suitable for prediction of cotton yield at Akesu.In addition,according to the characteristics of different forecast years,the appropriate forecasting method can be used to improve the accuracy of prediction.The results also provide a reference for dynamic prediction of cotton yield in other cotton-producingareas.cotton;COSIM model;sowing date;yield prediction收稿日期:2017-05-09第一作者简介:胡莉婷(1993—),女,博士研究生,huliting@。
*通信作者:panxb@基金项目:公益性行业科研专项(GYHY201206022)棉花产量的增减关系着国计民生,影响着我国纺织工业的原料供给、棉花贸易的发展及棉花产业国际竞争力的加强,因而开展棉花产量的动态预测具有十分重要的意义。
1990年以来气象部门就已经开始利用棉花播种前及生长季内的气象条件来预测棉花产量,并取得了显著的服务效益[1-2]。
目前,对棉花产量的动态预测方法的研究很多,但大多采用统计学方法[1-4],而且时效性较棉花学报Cotton Science2018,30(1):83―9130卷棉花学报长,因此从棉花生长发育机理角度开展产量动态预测显得越来越迫切。
自20世纪60年代以来,国内外已经开发了很多关于棉花生长发育的模型,如国外开发的GOSSYM 模型[5]和模拟棉花形态特征的L-Cotton 模型[6]等,国内开发的有COT-GROW [7]、COSIM [8]等。
由于模型需要输入明确的播种期或出苗期才能运行,且以往模型多用于地块水平的、有确定播种时间的田间试验产量模拟,将作物模型用于区域产量预报的还不多见。
然而区域作物生产并非同步起止,播种也需要在一段时间内分期完成,按单一播种期模拟区域作物产量与生产实际不符,误差较大。
因而本文拟以新疆阿克苏市的棉花区域产量预测为例,探索1种以适宜播种区间内各播种期的种植面积比率分布为权重依据,结合该地近期气候资料,运用COSIM 棉花模型进行棉花产量动态预测的方法,并与基于多年平均播种期的方法[9]进行比较分析。
材料与方法研究区域及数据本研究选取新疆维吾尔自治区阿克苏市棉花种植区域作为案例。
该市地理坐标为N 39°30′～41°27′,E 79°39′～82°01′,海拔1105m ,全市总面积1356km 2,其中耕地面积5.2万hm 2。
阿克苏市光热资源丰富,干旱少雨,土壤类型为黄淤土,土壤质地为砂壤土。
气象资料来自阿克苏气象站点1991―2014年的地面气象观测资料,由国家气象信息中心提供。
1991―2013年棉花物候观测资料由新疆气象局阿克苏市农业气象站和国家气象信息中心提供。
1991―2014年棉花的单产数据来自《新疆统计年鉴》。
模型中所需的棉花管理参数和品种信息来自当地生产部门。
土壤资料来自《中国土种志》[10]。
棉花生长发育模型COSIM 棉花模型由潘学标等开发[8],主要包含输入数据设置、管理与天气文件读取、发育期模拟、光合生产、水分平衡模拟、干物质分配、叶面积动态与产量形成等模块。
该模型反映棉花生长发育、产量形成与环境条件及管理措施的关系,根据指定区域或地点相应的天气数据、土壤数据、管理数据和作物数据,可以模拟棉花各发育期出现的日期、叶面积系数、单位面积各器官干物质质量、最终的单位面积籽棉产量、皮棉产量和霜前皮棉产量,并根据模拟结果写出逐日文件和最终文件供系统调用[8]。
目前,COSIM 模型已较好地应用于棉花生产气候风险评估[11]、棉花延迟型冷害的预测和诊断[12-13],以及未来气候变化对棉花生产的影响研究[14]等方面,取得了较好的效果。
气象资料处理本研究利用COSIM 模型进行产量预测时,需要输入模拟时段的气象信息,但是进行产量模拟预报时,未来的棉花生长季内的气象信息尚未获取,天气预报尚不足以支撑数据需求,需要采用替代型数据[15]。
新疆的棉花生长季节通常在4～10月。
托丽娜等[11]通过模型模拟的方法研究得出棉花生育期内≥12℃有效积温与皮棉产量关系密切。
目前,根据已有气象资料的相似性,运用相似年型进行产量预测的研究已有很多[1-2]。
由于棉花生长和其他作物一样,具有延续性和一定的恢复能力;但当遭遇重大灾害时(如严重低温),又具有损害不可逆性等特点,所以当预报年播种前至发布预报时的气象条件与历史上某年同一时段的气象条件相似时,最终气象条件对产量的影响不一定相似[1]。
因而本研究拟采用如下方法解决后期气象信息暂缺的问题:即预报日之前如有实际气象数据,采用当年的真实气象数据作为模型输入,而预报日之后预报时段的气象信息,分别利用预报年前近10a 或近5a 的逐年相应日期的实际逐日气象数据替代,然后逐年分别驱动COSIM 模型进行棉花产量的模拟,即可分别得到对应于预报年的10个或5个模拟产量,最后再分别求这10个或5个模拟产量的平均值,即作为预报年的模拟产量[9]。
基于适宜播种区间的产量预报方法不同播期的棉铃生物量存在差异并影响棉铃品质[16]。
棉花播种期不仅与气温稳定达到或超过12℃的起始日期、终霜日以及播种—出苗期间热量指数等有关[17],而且在实际生产中,棉花播种期受人为因素影响较大,即在同一年不同地方841期不同农户播种棉花的时间会不同。
因此在同一年份、同一气候条件下由于人为因素,棉花的播种时间会存在差异,从而降低基于模型的区域产量预报的准确性。
在实际生产中区域内会存在棉花大面积集中播种的时间(即适宜播种期区间),且在适宜播种期区间内不同播种日期的播种面积比例分布不同。
本研究中假设不同播种日期下播种面积的比例与近些年来该播种日期的频率存在一定的正相关关系;假设围绕最适播种期,不同播种日期的播种面积比例按正态分布。
通过在适宜播种区间内设置多个播种期,运用COSIM 模型分别对棉花生长发育和产量进行模拟,之后以各播种期的播种面积比例为权重依据,将不同播种日期下的模拟产量分别乘以相应的权重系数,得到预报年的总产量模拟值。
本文假设区域棉花的适宜播种期区间为[,],假设其中最适播种日期为3,以此为中轴在适宜播种期内选取一组棉花播种期时间序列(1,2,3,4,5),这5个播种期驱动COSIM 模型进行生长发育和产量形成模拟,进而得到不同播种日期下的模拟产量分别为1,2,3,4,5;根据各播种期所代表的时间区域内的播种面积比例,并分别赋予权重值a 、b 、c 、d 、e ,各权重值在0～1之间,总和为1。