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| 內容簡介： |
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《作物模拟与数字作物》针对数字农业与智慧农业的发展需求，综合运用系统分析原理和定量建模技术，以农作系统中品种 -环境-技术-生长的动态关系为主线，全面介绍有关作物模拟模型与数字作物系统的基本原理、研究方法、关键技术，并展望未来的发展趋势与应用前景，突出基于生理生态过程的综合性和普适性作物生长与生产力形成模型，基于作物模型的决策支持技术及数字化作物模拟预测系统，为作物生产力预测预警、气候变化效应评估、生产管理方案优化、适宜品种性状设计等提供定量化和智能化工具，对于发展现代农业和保障粮食安全具有重要意义。《作物模拟与数字作物》在框架结构与内容体系上兼顾前沿性与知识性、机理性与应用性，反映了作者团队在作物模拟领域的最新研究成果及未来发展愿景。
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| 目錄：
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目录前言第1章作物模拟发展概述11.1作物模拟的产生与发展11.1.1作物模拟的定义11.1.2作物模拟模型的类型21.1.3作物模拟的发展历程31.1.4作物模拟不同学派的发展特点51.2作物模拟的主要特征71.2.1作物系统模拟的意义71.2.2作物生长模型的基本特征71.2.3生长模拟与生长分析的比较81.2.4生长模型与统计模型的比较81.3作物模拟的功能与作用91.3.1作物模型的功能91.3.2作物模型的应用领域101.3.3作物模型与其他技术的耦合10第2章作物模拟原理与方法142.1作物生产系统特征分析142.1.1作物生长系统分析方法142.1.2作物生产系统的等级性152.1.3作物生产系统的水平和过程162.2作物模拟的数据支撑212.2.1历史资料获取212.2.2模拟支持研究222.3作物关系定量表达232.3.1模拟研究的尺度232.3.2析因法与系数化242.3.3遗传参数252.4作物模拟模型研制程序262.4.1模型选择与系统定义262.4.2资料获取与算法构建262.4.3模块设计与模型实现272.4.4模型检验与改进完善282.5作物情景模拟技术312.5.1作物情景模拟思路312.5.2作物情景模拟应用32第3章作物阶段发育与器官建成模拟353.1作物温光反应与生理发育时间353.1.1发育阶段的定义与划分363.1.2阶段发育的生理因子与概念模式363.1.3作物温光反应的模拟373.2生理发育时间与阶段预测453.2.1每日热敏感性453.2.2生理发育时间463.2.3顶端发育阶段的预测463.2.4物候期的预测473.3作物个体器官建成模拟483.3.1顶端原基的分化483.3.2叶片的出现503.3.3根系与茎秆的生长533.3.4籽粒发育与衰老553.4作物群体器官建成583.4.1群体叶面积593.4.2分蘖动态与成穗61第4章作物光合作用与同化物积累模拟644.1冠层光能分布与截获644.1.1大气上界的光合有效辐射644.1.2冠层顶部的光合有效辐射654.1.3冠层内光的分布与吸收654.2叶片和冠层光合作用664.2.1单叶光合作用674.2.2冠层光合作用684.2.3光合作用影响因子704.2.4呼吸作用764.3同化物积累与生物量794.3.1群体净同化量794.3.2群体干物质积累80第5章作物籽粒产量与品质形成模拟815.1作物籽粒产量形成模型815.1.1日同化量的分配825.1.2作物各器官干物质增长875.2作物籽粒品质形成模型895.2.1籽粒蛋白质形成模型895.2.2籽粒淀粉形成模型95第6章作物温度胁迫效应模拟996.1作物温度胁迫效应996.1.1我国作物温度胁迫时空特征1006.1.2作物温度胁迫的生理效应1046.2作物低温胁迫响应模拟1076.2.1作物生长模型对低温胁迫响应能力的比较1076.2.2低温胁迫对作物生长发育及产量形成影响的模拟1116.3作物高温胁迫响应模拟1186.3.1作物生长模型对高温胁迫响应能力的比较1186.3.2高温胁迫对作物生长发育和产量形成影响的模拟119第7章作物水分关系模拟1287.1土壤-作物水分模型描述1287.1.1土壤水分模型的基本公式1287.1.2作物对降水的截留1297.1.3地表径流的计算1297.1.4降水或灌溉的入渗1307.1.5农田蒸散的算法1307.1.6根系吸水函数1317.1.7层间水分再分配1327.1.8土壤水分特征值的估算1327.2水分影响因子1337.2.1水分胁迫对作物生长过程的影响1337.2.2水分影响因子计算1427.3模型计算与验证1457.3.1计算流程1457.3.2模型验证146第8章作物养分动态模拟1508.1土壤氮素动力学1508.1.1土壤无机态氮的淋洗量1518.1.2矿化与固定（生物固持）1528.1.3作物残留与还田秸秆分解1558.1.4硝化作用与反硝化作用1568.1.5铵的黏土矿物固定与释放、吸附与解吸1578.2土壤磷素的动态模拟1588.2.1土壤有效磷基本平衡模型1588.2.2土壤有效磷各组分的动态模拟1598.3土壤钾素的动态模拟1618.3.1土壤有效钾基本平衡模型1618.3.2土壤有效钾各组分的动态模拟1618.4养分吸收与分配1638.4.1氮素的吸收与分配动态1638.4.2磷素的吸收与分配动态1678.4.3钾素的吸收与分配动态1708.5养分效应因子1738.5.1氮效应因子1748.5.2磷效应因子1748.5.3钾效应因子1748.5.4养分亏缺因子175第9章作物形态结构模拟与可视化表达1769.1作物形态结构模型的构建1769.1.1叶片生长的动态模拟1769.1.2叶鞘长度的动态模拟1839.1.3节间长度和宽度的动态模拟1859.1.4茎叶夹角的动态模拟1859.1.5叶曲线的动态模拟1869.1.6穗生长的动态模拟1889.2作物结构-功能模型的构建1939.2.1作物单位器官干物质分配的动态模拟1939.2.2作物单位器官干物质增长的动态模拟1959.2.3作物单位叶片叶面积的模拟1969.3作物形态结构的可视化表达1979.3.1作物器官的可视化表达1979.3.2作物个体的可视化表达2039.3.3作物群体的可视化表达2049.3.4碰撞检测技术及效果展示209第10章作物模型的不确定性分析21410.1模型参数的不确定性21410.1.1模型参数的敏感性分析21510.1.2模型参数的估算方法21710.1.3模型参数不确定性的量化22110.2模型输入数据的不确定性22410.2.1气象数据输入的不确定性22410.2.2土壤数据输入的不确定性22610.2.3管理措施数据输入的不确定性22910.3模型算法的不确定性22910.3.1模型算法的不确定性量化23010.3.2作物模型不同来源不确定性的比较231第11章作物模型集成构造与辅助建模23411.1作物模型集成构造的概念与内涵23411.1.1作物建模知识库23511.1.2作物模型软件组件库23611.1.3作物生长模型集成构造23611.2作物生长建模通用知识框架23711.2.1作物生长建模通用概念模型的组分分析23811.2.2作物生长子模型分析与算法框架24011.3作物模型集成构造的原理24411.3.1作物模型的表示与映射24511.3.2作物生长集成建模的构造原理24911.4作物生长集成建模方法25311.4.1基于概念的模型结构集成25311.4.2基于组件的模型动态组装25411.4.3模型算法动态集成25611.4.4模型参数集成与校正25711.5作物生长集成建模辅助系统与建模案例25711.5.1ICMCS结构25811.5.2ICMCS主要功能26111.5.3基于ICMCS的小麦生长模型构建案例263第12章作物模型与空间信息耦合26712.1作物模型与地理信息系统（GIS）耦合26712.1.1作物模型与GIS耦合的基本策略26712.1.2作物模型与GIS耦合的尺度效应27212.1.3作物模型与GIS耦合的软件工具27312.2作物模型与遥感（RS）耦合27412.2.1作物模型与遥感耦合机制27512.2.2作物模型与遥感耦合方法27712.3作物生产力的时空预测28112.3.1基于时空大数据的作物生产力预测28212.3.2基于机器学习的作物生产力时空预测282第13章作物生产力分析与评估28413.1作物层次生产力预测28413.1.1不同层次生产力的划分28413.1.2不同层次生产力的概念及估算方法28513.2作物产量差估算28713.2.1产量差的提出与发展28713.2.2产量差的估算方法28713.2.3产量差的划分28813.3作物产量影响要素的贡献率评估28913.4粮食安全预测预警29313.4.1作物供给量模拟与预测方法29313.4.2粮食需求量模拟29513.4.3粮食供需平衡与安全保障296第14章作物模拟与决策支持29914.1气候变化效应评估29914.1.1未来气候情景生成30014.1.2气候变化对作物生产力影响的定量评估30114.2作物生产管理方案的优化31014.2.1播期31014.2.2氮肥运筹31214.2.3综合管理方案31514.3作物理想品种设计31614.3.1作物基因效应模拟与品种遗传参数设计31614.3.2基于模型的作物株型设计319第15章数字作物平台的构建与实现32215.1作物生长模拟与决策支持系统32215.1.1系统结构设计32215.1.2系统主要功能模块32415.1.3系统的实现与示例32515.2作物生长可视化系统33115.2.1系统结构设计33115.2.2系统主要功能模块33315.2.3系统的实现与示例33415.3基于模型与GIS的作物生产力预测预警系统33915.3.1系统结构设计34015.3.2系统主要功能模块34015.3.3系统的实现与示例34315.4基于模型与遥感的作物生长监测与生产力预测系统34715.4.1系统结构设计34815.4.2系统主要功能模块34815.4.3系统的实现与示例34815.5数字作物综合应用平台35015.5.1平台架构设计35115.5.2平台主要功能模块35215.5.3平台的实现与示例352第16章作物模拟与数字作物前景展望35616.1数字作物研究方向35616.1.1量质协同形成模拟35616.1.2作物生长虚拟表达35716.1.3功能基因效应模拟35916.1.4土壤质量关系模拟36016.1.5极端气候效应模拟36116.1.6多模型耦合与高性能智能计算36116
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