美國開發農業模型預測氣候變化對作物產量的影響

　　為了推動農業自動化與精準化應用，加上近年來科技越趨於發達，許多研究者投入程式開發，以期結合農業發展，促進農業進步。美國伊利諾大學(University of Illinois)與全球變化聯合研究機構(Global Change Research Institute)發起大型計畫，開發了新工具來預測氣候變化對作物產量的影響。

　　該計畫並非第一個開發農業模型預測的計畫，但通過結合土地模型(Community Land Model；CLM)和農業生產系統模擬器(Agricultural Production Systems sIMulator；APSIM)的優越特性，測試以CLM-APSIM為代表的新型玉米生長模組的指標。以往的農業計算模組以不同時間的植株狀況為基礎，而氣候或地球環境模組則用於觀察與推測氣候改變；此技術結合兩者的優點，使其用於農業領域上能更符合當時的天氣狀態，讓生產預測性能得以提高。【延伸閱讀】新的模擬模型可更精準預測作物產量與氣候變遷對作物所帶來的影響

　　原始的CLM模組只有三階段的生命週期，但部分重要的發育階段(如開花期)，作物碰到的環境壓力狀況無法被模組完整預測。因此，團隊將具有12個階段的APSIM納入CLM，APSIM包含了植物、土壤pH值、水分管理、氮磷含量等全面性的管理，可用於精準預測作物的生產情況，幫助資源分配與管理者決策。此外，研究人員還在新模組中進行創新改善，增加了碳分布和糧食數量模擬分析，並對原有的垂直結構進行了改進。新的模組能更正確分析作物生長狀況並得到正確的產量結果，未來計畫將擴展於其他主要作物的模擬，如大豆和小麥，也可以用來調查農業生態系統和氣候系統之間的雙向影響。

　　所有工作均在伊利諾大學國家超級電腦應用中心(National Center for Supercomputing Applications；NCSA)的超級電腦Blue Waters上進行，相關研究結果發表於Agricultural and Forest Meteorology。

資料來源

• Eurekalert
• Improving maize growth processes in the community land model: Implementation and evaluation

文章摘譯

• 農業科技決策資訊平台管理團隊