光温生产潜力.ppt

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光是作物进行物质生产的能量源泉,它在温度、水分、土壤肥力及人为因素(农业技术措施)等综合影响下发挥作用。没有适宜的温度配合,光能生产潜力就发挥不出来;温度低于作物的生物学下限或高于上限,光合产物趋近于0。光温生产潜力是指当水分、土壤肥力和农业技术措施等参量处在最适宜的条件下,由太阳辐射和温度两因子共同决定的作物产量,它是大田生产可以实现的产量上限。
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国内外研究光温生产潜力的方法多种多样。但主要有两大类,一类是构造外在式温度订正函数,另一类是以内在函数的形式对光合潜力进行订正。前者首先将光合潜力作为理论上土地生产潜力的上限,然后分别用温度影响函数、水分影响函数和土地影响函数对光合潜力依次进行订正,分别得到光温生产潜力、气候生产潜力和土地生产潜力。在这种情况下,对光温潜力(Pt)的估算转化为温度订正函数(Ft)的确定,即:
Pt = P·Ft
式中,P为光合潜力。孙惠南(1985)、李世奎(1984)、侯光良(1985)以及于沪宁和赵丰收(1982)等均采用这种订正方法。
后者将温度作为一个单一因子内嵌在光温潜力表达式中,即以内在函数的形式完成对光合潜力的订正,如联合国粮农组织的AEZ方法;即:
Pt = F[(P),t]。
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喜温作物和喜凉作物对温度的要求是不同的,因此需要采用不同的温度订正函数。喜温作物的温度订正采用莱亨泊公式:
喜温作物光合作用的有效温度范围是[6℃,44℃),环境温度<6℃或≥44℃时叶绿体停止光合生产。在6℃--44℃范围内,不同的温度区段,光合效率也是不同的;其中28--32℃的温度区间是喜温作物的最适温度范围,在此范围内温度对光合潜力发挥不起限制作用。
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喜凉作物最适温度范围不如喜温作物那样存在一个区间,而仅局限于一个较小范围(可采用20℃,如小麦)。当环境温度低于或高于最适温度时,其光合效率是不同的。喜凉作物的温度订正函数采用如下分段函数形式:

式中,T0为最适温度,T为实际温度。
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将作物全生育期内分生育期或逐日温度资料代入上述两公式,即得不同生育期或逐日温度有效系数系列。所以,光温生产潜力模式为:

式中,i为生育期序号或日期序号,视不同的精度要求而定。
以光合有效辐射( Qpar )为基础计算光温生产潜力,则上式变为:
式中Qpar单位为MJ·m-2。
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于沪宁—赵丰收模式
于沪宁和赵丰收(1982)认为,在众多的表征温度订正函数的经验公式中,长谷川史郎•奥田明男的基于C3、C4作物大量试验资料而得出的经验公式较为合理,宜用作温度订正函数。长谷川史郎•奥田明男应用试验资料求得的作物相对光合速率(ft)与环境温度(t)的关系式,即:
该式表征了光合作用效率与温度的关系,因此,即为C3和C4作物通用的温度订正函数。考虑到光合作用所需的环境温度为白天有光照情况下的温度,所以,可以用白天平均温度作为上述温度订正函数中的温度指标。
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因此,光温生产潜力可以表述为:
以光合有效辐射(Qpar)为基础计算光温生产潜力,则上式变为:
式中Qpar单位为MJ·m-2。
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AEZ模式
农业生态区域法(Agro-ecological zone, AEZ)是联合国粮食和农业组织(FAO)开发的一套评价土地资源及其生产潜力(进而估算人口承载力)方法的总称。
应用AEZ法计算土地生产潜力是从评价有灌溉条件的大陆作物而发展起来的。对于评价地区的气候条件来说,标准作物产量潜力采用De Wit (1965) 的概念,即用辐射资料来计算;对于农作物,在各地区的具体条件下,依据作物生长过程的特征进行修正。该方法是在假定气候条件满足作物要求,并认为水、土壤、病虫害等不影响作物生长及其生产潜力发挥的条件下建立的,即相当于光温生产潜力(TPP)。决定作物最高产量的气候因素有温度、辐射、总生长期长度等。作物生长及其产量,受作物生长期所吸收的光合有效辐射影响最大,它影响作物光合作用所形成的干物质。在合适的生