适时掌握准确的农情产量信息不仅关系到国内粮食生产加工企业和广大农户的切身利益,更与国家在世界粮食贸易相关领域内的商业利益密切相关。小麦是我国三大粮食作物之一,其中冬小麦的产量占据小麦产量的95%,其产量的高低对我国粮食总产量起着举足轻重的作用。作物生长模型用数学方程描述作物、气候和土壤之间的作用过程,可以根据气象条件、土壤条件以及作物栽培管理措施,动态定量的描述作物生长、发育、籽粒形成及产量。目前利用作物生长模型来模拟预测作物产量成为国内外研究的热点。针对国内外研究和应用中存在的一些问题,结合国内现有的技术和资料条件,本文的研究内容集中在作物生长模型的标定上,同时也尝试利用作物生长模型在区域尺度上进行初步的应用,并在理论上对其简化进行初步探讨。本研究以冬小麦为对象,具体内容包括:1.作物生长模型的标定选择DSSAT v4.0框架中的CERES-Wheat模型,以北京市小汤山精准农业示范基地和通州、密云及大兴的实验数据为基础,采用2004-2005年田间实验数据对模型进行标定;2005-2006年和2006-2007年实验数据验证模型冬小麦关键生育期时间、叶面积指数、产量等方面的模拟精度;通过输入2007-2008年小汤山实验数据得到2008年北京冬小麦产量,通过输入通州等三个地区的数据研究了模型在北京其他地区的扩展性,通过输入1978-2008年的气象数据对比了拔节期与灌浆期模型预测精准度,分析了误差产生的可能原因,对模型下一步改进方向提出建议。2.作物生长模型应用过程中,需要输入诸多参数,冬小麦生长时间跨度较长,因此工作量巨大,在第一部分工作的基础上,本研究分析了水分胁迫和氮素胁迫对作物LAI和产量的影响,在理论上对模型进行简化,以期达到减少工作量,缩短工作时间的目的,对于进一步研究模型在北京地区乃至华北地区的应用有一定的意义。通过以上工作,得到结论如下:(1)北京地区冬小麦2008年产量为6000kg/hm2(实际产量为5544kg/hm2);(2)模型模拟冬小麦生育期与实测生育期时间基本吻合,播种～开花期的模拟值总体与实际观测值相差在6天以内,播种～成熟期模拟值与实际观测值误差在5天以内;(3)模拟LAI值与实测值RMSE均在0.5以下,说明模拟值对实测值拟合良好;(4)产量模拟精准度超过85%,因此作物生长模型可作为一个常规有效预测冬小麦产量的工具,对作物产量预测提供帮助。(5)根据水分限制因子与氮素限制因子对模型模拟LAI和产量影响的分析结果,模型可以在某些程度上得到简化,但是可能会带来一定误差,如果获得全面合理的数据的基础上,经过充分的工作,模型可以达到在尽量减少误差的基础上实现简化的目的。