农田生态系统是全球碳氮循环的重要组成部分，精确模拟作物生长、土壤碳氮动态及温室气体（CH₄、N₂O）排放，对于优化农业管理、减少温室气体排放具有重要意义。然而，现有模型难以兼顾作物生产力-土壤碳周转-温室气体排放的协同模拟，且缺乏适用于我国不同气候区农田的本地化过程模型。本研究在R语言环境下，基于我国自主研发的Agro-C（农田生产力与碳收支模型）、CH4MOD（稻田甲烷排放模型）以及国际成熟的APSIM SoilN（氮循环与N₂O过程模块），构建了新一代农田生态系统过程模型AEPER（Agricultural Ecosystem Process Emulator in R），以实现作物生长、土壤碳氮循环与温室气体排放的协同模拟。AEPER由三个核心模块组成：Agro-C作为碳循环核心，模拟作物生长、光合碳输入、根系分泌物释放、有机质分解及土壤有机碳动态；CH4MOD模拟甲烷排放过程，涵盖甲烷基质生成、氧化还原调控及传输机制；APSIM SoilN则模拟氮素矿化和硝化-反硝化过程，实现氮循环与N₂O排放模拟。为验证模型性能，利用全国20个具有代表性的长期农业试验站点的观测数据进行了参数校正和独立验证。结果表明，AEPER能够准确模拟不同气候区、不同作物类型及管理措施下的农田碳氮循环过程。其中，土壤有机碳模拟的决定系数（R²）达0.89；不同作物产量的模拟R²介于0.40至0.80之间；稻田甲烷排放的逐日模拟R²为0.81。目前，模型的N₂O排放模块已构建完成，未来将进一步验证与优化。AEPER的研发与应用为我国农田生态系统碳氮过程的精确模拟提供了重要工具，并将为农业碳减排策略制定及农田可持续管理提供科学支撑。
 

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