山东省农业科学院
| JGR
：
Biogeosciences
论文
| Noah-MP-Crop
冬小麦参数化方案研制及其在华北平原的验证与应用
近日，山东省农业科学院农业信息与经济研究所、加拿大萨斯喀彻温大学、中山大学、集美大学、中国气象科学院和中科院地理科学与资源研究所研究团队在《
Journal of Geophysical Research: Biogeosciences
》上共同发表了题为“
Enhancing winter wheat representation in Noah-MP-Crop for improved dynamic crop growth simulation in the North China Plain
”的研究论文。
助理研究员王菲为第一作者，山东省农业科学院为第一署名单位
。
相关研究得到了山东省自然科学基金（青年基金），资源与环境信息系统国家重点实验室开放基金和国家自然科学基金（青年基金）的资助。
冬小麦是广泛种植的重要粮食作物，在全球粮食安全中发挥着至关重要的作用。由于其较长的生长季和越冬特性，冬小麦在陆面模式（如最新版本的
Noah-MP-Crop
陆面模式）中的表征发展较为滞后。这在一定程度上限制了陆面模式对冬小麦生产主导区的地表碳和能量循环特征的准确把握，难以服务于当地气候变化精准预测和产量预估。为了解决这一问题，我们通过
重新匹配
Noah-MP-Crop
模型物候期与冬小麦实际物候发育阶段、引入春化过程、优化与光合作用和碳分配的关键参数，改进了模型中冬小麦的参数化方案
，并在华北平原进行了充分验证。
图
1
Noah-MP-Crop
模型物候期与冬小麦生长阶段的对应关系
研究结果显示，
优化后的物候方案使得模型模拟的冬小麦动态生长曲线与实际观测的农学阶段基本吻合
，春化过程的耦合对越冬后物候估算精度的影响较为明显，各物候期的估算误差基本在
10
天内。优化的冬小麦参数化方案能显著提高站点的
GPP
和地表能量（
LE
、
Rn
）模拟精度，
决定系数
R
2
保持在
0.6~0.95
之间
。区域尺度上的
LAI
和
GPP
模拟精度也得到了显著的提高。
Noah-MP
模型是
WRF
气候模式中默认的陆面过程方案，改进
Noah-MP
冬小麦的参数化方案，有助于改善
WRF
模型在冬小麦种植区域的气象模拟，更好地把握冬小麦种植区的碳水能循环特征，服务于农业
-
气候相互作用研究。
图
2
冬小麦生长季节中各物候期的模拟开始日期与观测开始日期之间的
对比
图
3
冬小麦生长季站点尺度
GPP
、
LE
、
H
、
Rn
的模拟值与观测值对比
图
4
华北平原
2001-2010
年间冬小麦种植区
LAI
、
GPP
、
LE
的多年平均模拟结果及其与卫星观测的对比
文章引用格式
：
Wang, F., Li, Y., Li, Z., Cai, X., Lin, X., Guo, L., et al. (2024). Enhancing winter wheat representation in Noah‐MP‐Crop for improved dynamic crop growth simulation in the North China Plain. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 129, e2024JG008150. https://doi.org/10. 1029/2024JG008150
.
