光温生产潜力.ppt

1、光温生产潜力是作物物质生产的能源，在温度、水分、土壤肥力和人为因素(农业技术措施)的综合影响下发挥作用。没有适当的温度协调，光能生产的潜力就无法发挥；当温度低于生物下限或高于生物上限时，光合产物接近0。光温生产潜力是指当水、土壤肥力和农业技术措施等参数处于最适宜的条件下，由太阳辐射和温度决定的作物产量，是田间生产所能达到的产量上限。国内外研究光温生产潜力的方法很多。但是有两大类，一类是构建外部温度修正函数，另一类是以内部函数的形式修正光合势。前者首先从理论上把光合势作为土地生产力的上限，然后用温度影响函数、水分影响函数和土地影响函数依次修正光合势，分别得到光温生产力潜力、气候生产力潜力和土地生

2、产力潜力。在这种情况下，光和温度势的估计(Pt)被转换成温度校正函数(Ft)的确定，即，在公式Pt=PFt中，p是光合势。孙慧南(1985)、(1984)、侯(1985)、俞沪宁和赵凤寿(1982)都采用了这一修正方法。后者将温度作为单一因素嵌入光温势的表达中，即以内在函数的形式修正光合势，如粮农组织的AEZ方法；也就是说，铂=氟(磷)，吨.2.1李世奎模式中喜温作物和喜冷作物的温度要求不同，需要采用不同的温度修正函数。用Lehmpo公式修正喜温作物的温度：喜温作物光合作用的有效温度范围为6，44)，当环境温度为6或44时，叶绿体停止光合生产。在6-44范围内，不同温度区的光合效率不同。其中，

3、28-32的温度范围是喜温作物的最佳温度范围，在此范围内温度对光合势没有限制作用。喜冷作物的最佳温度范围不像喜暖作物的温度范围那样大，而仅限于小范围(可以使用20度，如小麦)。当环境温度低于或高于最适温度时，光合效率不同。喜冷作物的温度修正函数采用以下分段函数形式：其中T0为最佳温度，t为实际温度。将作物整个生育期内不同生育期或日温的数据代入上述两个公式，即可得到不同生育期或日温的有效系数序列。因此，光和温度的生产潜力模型是：其中I是生长期序列号或日期序列号，这取决于不同的精度要求。根据光合有效辐射(Qpar)计算光温生产潜力，将上述公式改为：公式中Qpar的单位为MJm-2。2.2上海-南京

4、、上海-南京的赵凤寿模型和赵凤寿(1982)认为，在众多表征温度修正函数的经验公式中，长谷川的田明根据C3和C4作物的大量实验数据得出的经验公式是合理的，应作为温度修正函数。长谷川的Shiro田明利用实验数据得出作物相对光合速率(ft)与环境温度(t)之间的关系，即该公式代表了光合作用效率与温度之间的关系，因此它是C3和C4作物的通用温度修正函数。考虑到光合作用所需的环境温度是白天光照下的温度，白天的平均温度可用作上述温度校正函数中的温度指数。因此，光和温度生产潜力可以表示为：根据光合有效辐射计算光和温度生产潜力，然后对于评价区域的气候条件，利用De Wit (1965)的概念计算标准作物产量

5、潜力，即辐射数据；对于作物，在各地区的具体条件下，根据作物生长过程的特点进行修正。这种方法建立在以下假设基础上：气候条件满足作物需求，水、土壤、病虫害不影响作物生长及其生产潜力，这相当于光和温度生产潜力。决定作物最高产量的气候因素包括温度、辐射和整个生长期的长度。作物生长期间吸收的光合有效辐射对作物生长和产量影响最大，它影响作物光合作用形成的干物质。在适宜的生长期，温度条件决定了适宜的作物种类；当物种条件满足时，气温和辐射条件是作物产量的限制因素，因为自然选择和育种过程使作物光合作用在一定的气温范围内有一个最佳速率。特别是光合作用产生的生化和物理性质的变化，导致作物间光合作用的最适温度要求不同

6、。因此，当气候因素适合特定作物的气候特征时，就有可能确定温度、辐射和作物产量之间的关系。因为与光合作用相关的温度和辐射的影响取决于作物的光合作用途径，所以可以根据它们相似的光合作用途径和光合作用能力对作物进行分组。AEZ法计算作物生产潜力是以标准作物生物量为基础，依次进行温度校正、叶面积校正、净干物质校正和收获指数校正。这些修订过程与特定的作物种类有关，并在不同的作物生长期进行(CGP)。2.3.1计算标准作物(Y0) Y0 (kghm-2day-1)的总干物质产量；每天云量的比率；f=(rse-0.5 rg)/0.8 rse-晴天入射的最大有效短波辐射(calcm-2 day-1)；由Rg实

7、际测量的入射短波辐射(calcm-2day-1)，或由日照时数(N)或日照百分率(n/N)计算的ra大气上限的太阳短波辐射能量，也称为天文辐射，是与纬度值有关的常数，可通过查表获得。公式中使用的单位是calcm-2day-1。Y0阴天既定地点标准作物的总干物质质量(kg hm-2 day-1)；晴天既定地点标准作物的总干物质质量(kghm-2day-1)。表1晴天最大有效短波辐射不同于晴天和阴天作物标准总干物质质量(kghm-2day-1)，2.3.2不同温度条件下不同作物的干物质生产力不同。因此，不同的作物在不同的环境温度下处于不同的生长期，标准作物的y0和yc值需要根据干物质生产力的差异进

8、行修正。如果Fy0是Y0的修正系数，Fyc是yc的修正系数，则作物生物量Y0的值如下(ym代表干物质生产率)。表2显示了不同作物在不同温度(ym，kghm-2hr-1)下的干物质生产力。叶面积指数随作物的生长期而变化。特定作物叶面积指数的动态变化与作物的生育期有关。叶面积指数在整个生育期的中期最大，在生育期的开始或结束时较小。对于标准作物，可以假设有效叶面积是投影面积的5倍，当特定作物的叶面积较小时，应进行修正。当使用特定作物的LAI5时，影响较小。作物叶面积修正系数。表3作物叶面积修正系数。根据作物不同生育期的叶面积指数，选择不同的氯系数对不同的生育期进行修正，然后将各生育期修正后的干物质产

9、量相加，即得到叶面积指数修正后的生物量产量。2.3.4净干物质质量的校正植物干物质的生产来自叶绿体吸收太阳辐射能量后合成的碳水化合物。光合作用只在白天的光照条件下发生，而夜间植物的呼吸消耗碳水化合物。除了消耗，剩余的能量可以用于植物生产，即净干物质的积累。净干物质占总光合产物的比率称为净干物质校正系数。氯化萘与环境温度密切相关，一般以20为分界点，平均温度为20，氯化萘=0.5；平均温度20，氯化萘=0.6。表4作物生长高峰期的最大叶面积指数(LAI)、收获系数(CH)和2.3.5收获指数(CH)，主要产品在生物量中的比例不同。在良好的管理条件下，收获部分的净重与干物质的总净重之比为收获系数，也称经济系数。通过实验和观测获得的不同作物的经济系数列于表中。2.3.6作物生长期(g)最大生产潜力修正上述过程仅计算一天的作物产量。要计算整个生长期的作物生产潜力，应该乘以从作物生长开始到成熟的生长期。但是，对于越冬作物，需要扣除日平均温度为0的时期(休眠期)。2.3.7作物生产潜力的计算(Ymp)利用AEZ方法估计作物生产潜力