DSSAT模型原理与软件使用简介

第1章DSSAT模型简介

L1DSSAT模型简介

近40多年来，世界上许多国家都积极研发作物模型，至今经历了从幼稚走向成熟，从经验

走向机理，从理论走向实用的发展历程。迄今为止已经有至少100种不同的模拟模型。

DSSAT(DecisionSupportSystemforAgrotechnologyTransfer)农业技术转移决策支

持系统，是目前使用最广泛的模型系统之一。DSSAT是在IBSNAT(Inter—nationaIBenchmark

SitesNetworkforAgrotechnologyTransfer)农业技术转移国际基准网的赘助和指导下进行，

由美国国际开发署授权夏威夷大学开发研制的综合计算机系统，目的是将各种作物模型汇总，

将模型输入和输出变量格式标准化，以便模型的普及及应用，从而加速农业技术推广，为发展中

国家合理有效地利用自然资源提供决策和对策.

DSSAT不是通用模型，它针对不同作物开发了不同模型。DSSAT目前由主要26种不同的作

物模拟模型组成,主要包括CERES(CropEnvironmentREsourceSynthesis)系列模型、CROPGRO

豆类作物模型、SUBSTORpotato马铃薯模型、CROPSIMcassava木薯模型、OILCROP向日葵模型以

及最新加入的CANEGR0甘蔗模型。由于包括了多种作物模型，DSSAT可为用户提供多种选择方

案。

DSSAT模型是由作物模拟模型支持的决策支持系统，除了数据支持以外，还提供了计算、解

题的方法，并为决策者提供决策的结果。DSSAI模型能帮助决策者和粮食贸易商通过作物模拟技

术和系统分析方法估价作物的产量，为制定粮食进出口贸易提供依据，同时为农民在不同气候年

景下提供不同的栽培管理措施(如作物的合理施肥、灌水)提供科学的决策。

DSSAT软件首次发布时间为1989年的V2.1,1994年发布DSSATV3.0,1998年发布DSSATV3O

5,2003年发布DSSATV4。0,2012年发布DSSAT4。5.

L2DSSAT模型原理与结构

DSSAT4O5模型将所有的农作物模型集成到基于模块模拟路径的CSM(CroppingSystem

Model)农作系统模型中，CSM使用一套模拟土壤水分、氮和碳动力学的代码，而农作物的生长和

发育则通过CERES、CROPGRO、CR0PSIM和SUBS0R模块来进行模拟。DSSAT适用于单点或相同类

型区，可通过GIS外插至区域水平.

DSSAT系列模型模拟了作物营养生长和生殖生长发育过程、作物光合作用、呼吸作用、干物

分配和植株生长以及衰老等基本生埋生态过程。DSSAT包括一维土壤水平衡模块，其中的多数作

物模型还包括一维土壤氮素平衡模块。

DSSAT4o5分为数据模块、模型模块、分析模块和工具模块等几个部分。其中数据模块主要

由背景资料、试脸资料、遗传参数资料、气象资料、土壤资料、害虫管理资料及经济收益七大

数据库组成。模型模块包括禾谷类作物模型、豆类作物模型、块茎与块根作物模型、油料作物

模型、蔬菜作物模型、草料作物模型及其他作物模型；分析模块包括季节分析-评估生长季内不

同管理措施、序列分析一分析跨年度的不同作物轮作效应和空间分析一链接GIS分析大田内或

农田内的空间变异性；工具模块主要是提供进入试验数据模块、绘图数据模块、土壤数据模块、

实验数据模块、气象数据模块以及其他模块的快捷方式C

GeneticsWeather

sionF

・Yield

•Soiltype

•Images

•P«sti

•Elevation

•DrainageIS

•Fertilrty

•CausesofYieldVariability(Gaps)

•DevelopPrescriptions

•RiskAssessment

•Economics

1.3DSSAT安装与启动

1.3.1模型安装

插入光盘或者拷贝软件后，单击Install,出现如下界面。然后单击"InstallDSSATv4.5”

即可。另夕卜，本软件中参数调试程序是基于R语言开发的，因此若您电脑中没有安装R,还需单

击”InstalIR”。

DSSATVersion4.5Installation

InternationalConsortiumforAgriculturalSystemsApplications

Extras

Introduction

TheDeasionSupportSystemforAgrotechnologyTransfer

(DSSAT)Version4.5isasoftwareapplicationprogramthat

indudescropsimulationmodesformorethan25aops,data

basemanagementprogramsforsoil,weather,andcrop

managementandexperimentaldata,andutilitiesand

DSSATv4.5Readmeapplicationprograms.Thecropsimulationmodelssimulate

growth,developmentandyield,andthesoilandplantwater,

niliuucfidudcdibunbdldiivcbDS5ATdriditsuupaimuldliuii

modelshavebeenusedforawiderangeofapplications,

RegisterDSSAT

indudmgon-farmandpreasionmanagementtoregional

impactassessmentsoftheimpactofdimatechangeand

variability.

hstallRTheDecisionSupportSystemforAgrotechnologyTransfer

(DSSAT)hasbeeninuseformorethan15yearsby

researchersinover100countiesworidwide.DSSATisa

XClosemicrocomputersoftwareprogramcombiningcropsoiland

1.3.2模型启动

软件安装完毕后，双击桌面图标国云■打开DSSAT软件，如下图.

软件中自带有很多已有的气象、土壤和实验等数据，遍布全世界各个国家的实险资料.可以

通过运行软件自带的数据了解DSSAT的基本用途。Selector中包括CERES、Legumes、RootCrops.

OiIcrops>VegetabIes等很多不同种类的作物.我们选择CERES谷类作物中的Wheat冬小麦为

例。冬小麦的试脸数据有三个不同地区的，每个地区又有很多不同的试验处理，我们可以通过

选择两个地区的同时运行。选中Experiment下的实验数据后，单击菜单栏中的“Run”。

运行进程如下图所示。熟练本软件后，可以从中看出模拟结果的大致分布。

kg/hakg/hammnmmmnmkg/hakg/hakg/hat/ha

323413595582883641787379

6704308455803441067031788079

8844478755835410130788279

11282638355835613132788179

12512712155835715637788179

1251671235583579315?64788179

12516?1235583579315794788179

125167123558357157124788179

3839152612602261066519640664

481718451262311018221640764

5858218512623379924640764

6645245412623511627640864

7123264812623613430640864

7209269712623614461640864

7209269712626723684144102640864

554721231263997516639864

267

7225281912626?4011839516639964

8974352812640218211616639964

267

10356414412626740218213516639964

11468462712640318115517639964

TOPWTHARWTRAIN1IHRCETPESWTNUPTNLFTSONTSOC

kg/hakg/hammnmmmnmkg/hakg/hakg/hat/ha

11916477912626740318116548639964

运疔完毕后，后弹出如下界面，提示您可以对模型运行结果进行分析。

DSSATv45Simulation

ModelAnalysts

Wheat,

1aMl1

|(TrtNoTreatmentjExperiment4

010KGN/HARORO7401.WMXDSSAT

0230KGN/HARORO7401.WHXVersion布

0360KGN/HARORO7401.WHX

0490KGN/HARORO7401.WHX

0Propertes

05120KGNAIARORO7401.WHX

06150KGN/HARORO7401.WHX&SelectAll

07180KGN/HARORO7401.WHX

*UnselectAB

08210KGN/HARORO7401.WHX

010KGN/HADRYSWSW7501.WHX30RunMoOel

0220.5KGN/HADRYSWSW7501.WHX

0341.0KGN/HADRYSWSW7501.WHXOptions

0461.5KGN/HADR丫SWSW7501.WHX

0582.0KGN/HADRYSWSW7501.WHX

06123.0KGMAIADRYSWSW7501.WHX

07164.0KGMAIADRYSWSW7501.WHX

080KGN/HAIRRIGSWSW7501.WHX

0920.5KGN/HAIRRIGSWSW7501.WHX

01041.0KGN/HAIRRIGSWSW7501.WHX

01161.5KGN/HAIRRIGSWSW7501.WHX

__f

10ROI'/二'「I.,DDICQ."\*,7Cr1

I:J

下图为可以进行分析的内容，包括水分平衡、作物生长、土壤温度等等。

例如，单击“View”打开其中SoiIWatoOUT文件就可看到从冬小麦播种到收获期间逐日的

土壤水分变化情况。可以将文件另存以便将来的进一步分析.

7ScJWjtOUT•记事*

文件F)MkE)回。)M(V)

BXFBRI1ENT:卿10202HZIAIZBIRRIGATEDANDRAINFALL

TREAT1EMT1：AG9010-Rainfed

C

Soilwaterbysoil>th

0

0-55-1515-202s0

助

iR片UD

tSW1DSW2DSW3D

Yec29AosRoFoc0ITOTDFD7WCZ

200a.0

c205g1o0.000.00.00.000.2500.2500.250

20泗0

0642o600.000.00.00.000.2320.2490.250

20c206110.0

35200.000.00.00.000.2150.2480.2492s

20c206211200a.0

2006415230.000.00.04.920.3790.3440.2962s

c2附31201

202325

c25945舞1200.000.00.00.000.3110.3110.2840.

20R254

5的0.000.00.00.000.2690.2890.2750.

c2oeS6193120283

20200.

c2ow6792510.000.00.00.390.3690.3090.29328

200610200.5

5400.000.00.00.000.3080.2890.28228

20c2OM7804401200.4

2029510.000.00.00.000.2660.2740.2740.28

coe«984020a283

20207035401200.000.00.00.000.2460.2730.274

c9的283

200710975200.000.00.00.000.2280.2720.273

20c2O10a.283

071191200.00.000.2700.273

20c2154010.000.00.212a283

0712904020

20c225810.000.00.00.000.1970.2690.272a28

07138920283

2020714888机1200.000.00.00.000.1830.2680.272a

20c31285

2071587树200.000.00.02.750.3860.3290.303

20c41812$0

207168681200.000.00.00.080.3640.3370.330o.28

20c517204

2OT030510.000.00.00.000.3020.3070.306o.32

20c0761810206204

附8oa.33

20271911910.000.00.010.840.3720.3870.391”

c9620a0

202201910.000.00.00.000.3270.3520.389

c0881160620302

20⑻211920

c2910193S10.000.00.00.000.2820.”80.547300

20吸o.

22043S200.000.00.00.000.2550.2950.319

c21251oa.297

X2399350.00.3830.3890.372

c22412510.000.06.29286

)118255029

c211110.000.00.00.000.3160.3420.3359

G26

c210510.000.00.00.000.2760.3120.3117

31740.000.00.01.150.3890.3490.343

而单击“Plot”则会出现下图，左侧“Variables”包括不同剖面土壤水分变化，累计降水

量、径流量等等，右侧“Runs”是指不同处理。

Wkooc

TimeSeciesPlot

ISaftYatOUT独BNgfij—

VanattesRuns

□1

□Toolsolw8*r»profto(mmHSWTD)□2DRYLAND-0KGMHA

nEx»adaUewatec(mmKSWX^)□30RY1AN0-60KGM-HA

□CumiOMrunoff(mm)(ROFC)□4DRY1AND180KGMHASP

□CumiAMr^(<nm)(DRNC)□5IRRJGATEDOKGHHA

口Cumutetwvpceaprtabon(mmXPREC)□6IRWGATEO-eOKOHHA