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为了满足世界人口增长的需求，合成氮肥被越来越多地生产和消费。肥料的施用伴随着气体损失，带来了巨大的环境问题、气候变化和经济损失。氨挥发是肥料向环境中损失的途径之一。氮肥性质、环境条件和管理条件的不同，会导致不同程度的氨排放到大气中。例如，尿素施用引起的氨排放占全球合成氮肥氨挥发总量的一半以上。一些方法已经被用于估算氮肥施用引起的氨排放。目前，考虑了影响氨挥发的多种生物地球化学因素的日尺度机理模型，是估算氮肥施用引起氨排放的最佳选择，能够给出相对较好的估计值。一旦证实，这些模型可以在估算氨排放量方面发挥重要作用，并为决策者提出最佳管理策略。
面向过程的模型，如广泛应用的De-Nitrification De-Composition9.5版本(DNDC95)，有望能够预测各种条件下农田肥料施用引起的氨挥发。然而，模型对不同条件下氨排放的验证工作还需进一步研究。先前的研究已经在非常有限的情况下检验了原模型(DNDC95)对合成肥料施用引起的氨挥发的模拟效果。因此，本研究的核心目的是验证该模型对不同的气候区、不同种植制度以及不同肥料类型和用量的氨挥发的模拟效果。用于以上模型验证目的的模型输入和独立测量数据集取自英国(UK)和澳大利亚的粮食作物农田。
模型验证是将模拟结果与风洞法或质量平衡法获得的田间条件下最具代表性氨通量的测定结果进行比较。用于模型验证的数据来自于已发表文献中的英国(UK)10例冬季谷物田施用尿素以及澳大利亚6例小麦和大麦田施用尿素和硫酸铵，之后几周的氨挥发日通量观测数据。气象条件、土壤性质、作物参数和管理措施等模型输入，主要从已发表文献中收集和汇编的。在任何已发表资料中都缺失的输入参数，使用模型缺省值或经验估计值代替。模拟结果与独立测量数据之间的零截距回归方程、决定系数、一致性指数、纳什系数和模型相对偏差用于评价模型的模拟效果。
与英国7个试验站的10个施肥案例的氨挥发联网观测数据相比，DNDC95大大低估了施用一定剂量尿素所致的氨挥发。为了提高模型表现，对原DNDC95进行如下修改:(1)对两个模型内部作物参数（即营养期系数和生殖期系数）进行重新校准;(2)对粘粒含量、植物冠层和湿润冠层影响氨从土壤溶液扩散到冠层上方大气的方案进行重新参数化;(3)对影响尿素水解的参数以及风速，土壤温度和水分对氨挥发的影响方案进行重新校准。以上模型改进基于其中一个联网观测案例的氨挥发测定数据。其余9个独立案例的观测数据用于评价改进模型对作物产量、作物吸氮量、累积氨挥发和氨日通量等的模拟能力。评价结果表明，改进模型比原模型有更好的表现。特别是，累积氨挥发和氨日通量的模拟值和观测值之间的零截距线性回归关系的斜率分别从1.97和1.65下降到0.86和0.75。另外，累积氨挥发模拟值和观测值之间具有显著差异的案例从6个减少到2个（共有9个独立案例）。改进模型对上述两个具有显著差异的案例分别表现出较大的低估和高估。然而，较大高估的原因仍不清楚。敏感性试验表明，大部分缺乏实测值的输入参数对尿素施用引起的氨挥发模拟均有不同程度的影响。
在模拟澳大利亚的案例时，由于作为模型输入的作物参数数据缺乏直接测量值，因此，改进模型虽然能够捕捉到NH3通量观测值的时间变化规律，但改进模型仍表现出较差的模拟性能。小麦田施用46kgN ha-1尿素引起的氨挥发模拟值与观测值之间表现出72％的吻合，且模拟效率较好(NSI=0.02)，而施用92kg N ha-1尿素引起的氨挥发模拟值与观测值之间仅表现出65％的吻合，模拟效果偏差(NSI=0.00)。另一方面，零截距线性回归方程的斜率和决定系数分别表现为平均水平（斜率为0.53/0.57）和低于平均水平(R2=0.23/0.03)，但上述两个案例的模拟值与观测值之间的零截距线性回归仍具有显著性(p＜0.001)。模型对大麦田施用尿素案例的模拟或多或少地抓住了观测值的排放规律，但模拟结果与观测结果的吻合程度并不显著。此外，模型很好地模拟了两个硫酸铵案例的排放规律，但模拟值与观测值之间仍存在较大偏差，致使模拟结果与观测结果的吻合程度并不显著。
本研究给出的改进DNDC95可用于模拟英国冬季谷物田尿素施用引起的氨挥发。此外，本研究强调，模型输入数据集的完整获取是改进DNDC95准确模拟尿素施用引起的氨挥发的重要保障。总的来说，本研究在一定程度上证明了改进DNDC95模拟氨挥发的稳健性。尽管如此，改进DNDC95存在的其他问题仍需进一步的研究来诊断和解决，使其能够广泛应用于各种氮肥的氨挥发模拟。
面向过程的模型，如广泛应用的De-Nitrification De-Composition9.5版本(DNDC95)，有望能够预测各种条件下农田肥料施用引起的氨挥发。然而，模型对不同条件下氨排放的验证工作还需进一步研究。先前的研究已经在非常有限的情况下检验了原模型(DNDC95)对合成肥料施用引起的氨挥发的模拟效果。因此，本研究的核心目的是验证该模型对不同的气候区、不同种植制度以及不同肥料类型和用量的氨挥发的模拟效果。用于以上模型验证目的的模型输入和独立测量数据集取自英国(UK)和澳大利亚的粮食作物农田。
模型验证是将模拟结果与风洞法或质量平衡法获得的田间条件下最具代表性氨通量的测定结果进行比较。用于模型验证的数据来自于已发表文献中的英国(UK)10例冬季谷物田施用尿素以及澳大利亚6例小麦和大麦田施用尿素和硫酸铵，之后几周的氨挥发日通量观测数据。气象条件、土壤性质、作物参数和管理措施等模型输入，主要从已发表文献中收集和汇编的。在任何已发表资料中都缺失的输入参数，使用模型缺省值或经验估计值代替。模拟结果与独立测量数据之间的零截距回归方程、决定系数、一致性指数、纳什系数和模型相对偏差用于评价模型的模拟效果。
与英国7个试验站的10个施肥案例的氨挥发联网观测数据相比，DNDC95大大低估了施用一定剂量尿素所致的氨挥发。为了提高模型表现，对原DNDC95进行如下修改:(1)对两个模型内部作物参数（即营养期系数和生殖期系数）进行重新校准;(2)对粘粒含量、植物冠层和湿润冠层影响氨从土壤溶液扩散到冠层上方大气的方案进行重新参数化;(3)对影响尿素水解的参数以及风速，土壤温度和水分对氨挥发的影响方案进行重新校准。以上模型改进基于其中一个联网观测案例的氨挥发测定数据。其余9个独立案例的观测数据用于评价改进模型对作物产量、作物吸氮量、累积氨挥发和氨日通量等的模拟能力。评价结果表明，改进模型比原模型有更好的表现。特别是，累积氨挥发和氨日通量的模拟值和观测值之间的零截距线性回归关系的斜率分别从1.97和1.65下降到0.86和0.75。另外，累积氨挥发模拟值和观测值之间具有显著差异的案例从6个减少到2个（共有9个独立案例）。改进模型对上述两个具有显著差异的案例分别表现出较大的低估和高估。然而，较大高估的原因仍不清楚。敏感性试验表明，大部分缺乏实测值的输入参数对尿素施用引起的氨挥发模拟均有不同程度的影响。
在模拟澳大利亚的案例时，由于作为模型输入的作物参数数据缺乏直接测量值，因此，改进模型虽然能够捕捉到NH3通量观测值的时间变化规律，但改进模型仍表现出较差的模拟性能。小麦田施用46kgN ha-1尿素引起的氨挥发模拟值与观测值之间表现出72％的吻合，且模拟效率较好(NSI=0.02)，而施用92kg N ha-1尿素引起的氨挥发模拟值与观测值之间仅表现出65％的吻合，模拟效果偏差(NSI=0.00)。另一方面，零截距线性回归方程的斜率和决定系数分别表现为平均水平（斜率为0.53/0.57）和低于平均水平(R2=0.23/0.03)，但上述两个案例的模拟值与观测值之间的零截距线性回归仍具有显著性(p＜0.001)。模型对大麦田施用尿素案例的模拟或多或少地抓住了观测值的排放规律，但模拟结果与观测结果的吻合程度并不显著。此外，模型很好地模拟了两个硫酸铵案例的排放规律，但模拟值与观测值之间仍存在较大偏差，致使模拟结果与观测结果的吻合程度并不显著。
本研究给出的改进DNDC95可用于模拟英国冬季谷物田尿素施用引起的氨挥发。此外，本研究强调，模型输入数据集的完整获取是改进DNDC95准确模拟尿素施用引起的氨挥发的重要保障。总的来说，本研究在一定程度上证明了改进DNDC95模拟氨挥发的稳健性。尽管如此，改进DNDC95存在的其他问题仍需进一步的研究来诊断和解决，使其能够广泛应用于各种氮肥的氨挥发模拟。