Crop Simulation Model: A Digital Tool for Sustainable Water Management in Agriculture

在气候变率和淡水稀缺背景下，农业水资源的高效管理日益重要。准确估算作物需水量（CWR）有助于支撑作物生产力、灌溉调度和水分利用效率。传统方法，包括作物系数法、Penman–Monteith法和土壤水量平衡法，仍被广泛使用，但可能需要大量田间观测，且在表征动态的土壤–作物–大气相互作用方面能力有限。作物模拟模型提供了一种基于过程的数字化框架，可整合天气、土壤、作物和管理信息，以模拟不同环境和管理条件下的作物生长、蒸散发、产量和水分生产力。本文综述了广泛使用的模型，包括DSSAT、APSIM、AquaCrop、CROPWAT和CropSyst，在估算作物需水量和支持灌溉管理中的作用。在玉米、小麦、水稻、棉花及其他作物上的应用表明，这些模型能够评估灌溉制度、亏缺灌溉策略、节水措施以及对未来气候条件的潜在响应。然而，模型性能取决于适当的输入数据、本地校准和验证。本综述还指出了通过与水文信息、遥感、人工智能及生物胁迫模块集成来加强作物模拟的机遇。总体而言，作物模拟模型为评估水资源管理方案和改善可持续农业水资源规划的证据基础提供了有用的决策支持工具。