论文题目: 农田土壤氮素平衡动态模拟模型研制与SISNDB信息系统开发
论文类型: 博士论文
论文专业: 农业资源利用
作者: 黄志珍
导师: 吕军
关键词: 氮素平衡,模拟模型,集成
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 氮是重要的生命元素,是促进农业可持续发展的根本要素之一。但是,氮肥的不合理使用,导致的NH3挥发,反硝化释放出NO2,NO,淋失和径流损失等,造成氮肥利用效率低下,还带来了令人担忧的环境问题,甚至直接威胁到人类的生存安全。如何用好这把“双刃剑”,与我国今后以至未来的可持续发展进程中,既保证粮食增产又有效保护环境有着重要关系。土壤氮素平衡研究已有很长的历史,但土壤氮素形态和动态过程的复杂性、氮素循环过程涉及范围的广泛性、及其在生产和环境中的利弊双重性,使得我们有必要在传统的研究方法基础上,采用进一步的学科交叉与渗透、更多更新的理论与技术成果,研究土壤氮素在农田中的平衡动态过程,这将有助于农业资源利用与环境保护领域的进一步发展,有助于实际生产中氮肥的合理、经济利用,也有助于更有效地保护水体、大气等人类生存环境。 基于土壤氮素行为的复杂性和重要性,建立土壤氮素平衡动态的模拟模型,进行更有效的定量分析并预测土壤氮素平衡动态及对生产、环境的影响是该领域的研究热点,也是难题。根据国内外的研究动态和我们的研究基础与经验积累,针对我国南方地区农田土壤氮素平衡动态及对环境产生影响的问题,以合理利用氮肥和减少农田氮素对水体、大气环境污染为目标,运用专业模型、计算机及地理信息系统等理论与技术,系统研究了农田土壤氮素动态平衡机理问题。具体而言,主要包括以下两方面内容: （1）根据国内外土壤氮素动态循环研究现状,总结、整合前人相关研究的基础上,研制一套以土壤水分动运动模型为基础,结合作物生长动态模型,包含水田环境的土壤氮素平衡各主要过程的模拟模型,从而提升研究的深度和广度,填补国内该领域研究的空白。该系统中的模型选择与设计要求在解释性模型基础上,尽可能采用少而易取的参数,计算简便,既明确机理又考虑实用。并充分利用现代高新理论与技术,将农田土壤氮素平衡动态模拟模型开发成全中文界面的信息系统。开发出的信息系统要求大众化、傻瓜化,为农业生产中氮肥的合理利用及环境保护的分析、预警与管理提供有效决策支持。 （2）为集成基于ComGIS的土壤氮素平衡动态模拟模型提供一个较理想的平
论文目录:
致谢
目录
中文摘要
1 前言
1．1 农田氮素循环转化模型研究进展及问题
1．1．1 农田氮素循环转化模型研究概述
1．1．2 氮素各转化运移过程的模型研究
1．1．3 氮素循环转化模型研究的问题
1．2 地理信息系统在本领域的应用
1．2．1 地理信息系统概述
1．2．2 地理信息系统与专业模型集成研究
1．2．2．1 地理信息系统与专业模型结合应用
1．2．2．2 地理信息系统与专业模型的集成
1．2．2．3 GIS与专业分析模型结合的问题及未来发展方向
1．3 课题设计
1．3．1 指导思想
1．3．2 研究内容
1．3．3 研究方案
2 材料与方法
2．1 试验研究的材料和方法
2．1．1 水分平衡模拟试验区概况
2．1．2 机理分析及验证试验
2．1．2．1 水分平衡与作物生长耦合机理分析44
2．1．2．2 大田验证试验
2．1．2．2．1 土壤氮素动态大田验证试验
2．1．2．2．1．1 大田试验地概况
2．1．2．2．1．2 大田验证试验
2．1．2．2．2 农田水分平衡与作物生长耦合大田验证试验
2．2 模型与系统
2．2．1 系统体系设计
2．2．1．1 设计目标
2．2．1．2 软硬件环境
2．2．1．3 系统功能
2．2．2 系统构建
2．2．2．1 集成方式
2．2．2．2 SISWBCG系统模拟原理
2．2．2．3 及数据库设计
2．2．2．3．1 数据及其来源
2．2．2．3．2 图形数据库
2．2．2．3．3 属性数据库
2．2．2．3．4 数据组织
2．2．2．4 模型库
2．2．2．4．1 土壤水分运动模拟模型
2．2．2．4．2 作物生长模拟模型
2．2．2．4．3 水分和作物耦合模块
2．2．2．4．4 氮素模拟模型
3 土壤氮素平衡动态模拟模型研制及SISNDB信息系统开发
3．1 SISNDB系统中氮素平衡动态系统分析
3．2 田间土壤氮素平衡动态过程的数学模型
3．3 SISNDB系统的实现
3．3．1 SISNDB系统设计原则
3．3．2 SISNDB系统模型模拟流程
3．3．3 SISNDB系统界面
3．4 模型的验证和灵敏度分析
3．4．1 模型的验证
3．4．2 模型参数的灵敏度分析
3．4．3 模型模拟结果分析
3．4．3．1 不同肥料种类的模拟
3．4．3．2 施肥方式的模拟
3．4．3．3 不同肥料总量的模拟
3．4．3．4 水肥耦合的模拟
3．5 小结
4 农田水分平衡与作物生长耦合模型ComGIS集成系统开发
4．1 系统实现
4．1．1 界面
4．1．2 模拟控制方式和接口设计
4．2 验证
4．2．1 水分
4．2．2 作物
4．3 灵敏度分析及最小数据集
4．3．1 模型灵敏度分析
4．3．2 最小数据集
4．4 小结
5 结语
6 参考文献
7 英文摘要
附录 攻读博士学位期间发表的论文
发布时间: 2005-07-21
参考文献
- [1].蚯蚓活动对稻麦轮作土壤氮、磷的影响[D]. 王霞.南京农业大学2005
- [2].黄土性土壤氮素氧化亚氮气态损失及其影响因素的研究[D]. 梁东丽.西北农林科技大学2003
- [3].基于GIS的土壤氮素分区管理与施肥模型建立研究[D]. 张泽.石河子大学2015
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