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1、我国气候生产潜力及其分区侯光良刘允芬 留 鼎豺鑫寥自然资源综合考察委员会,粮食是我 国人民的主要食物,也是畜牧业、渔业、林业、农副产品加工业及工业得以顺利发展的重要物质基础。随着社会人口的增加及人们物质生活水平的提高,粮食的需要量将日趋增加,需求标准将越来越高。我 国人口众多,耕地较少,自然灾害频繁,必须有一定数量 的储备粮。粮食问题处理是否得当,关系整个国 民经济的发展和人民生活水平的提高。我国各省、市、自治区粮食单产的发展很不平衡。以年 为 例帅,最高的为湖南省达斤 亩,最低 的是内蒙古仅斤亩。各县之间粮食单产差别 就 更 悬殊,以一年表了粮食单产高产典型纪录 上半外牢叫地点吕带州“州亏更
2、 熨巴一,一眷小麦】 。肯侮杳目德衣场“兰小麦。西藏日喀则仁,士州一。墨 垄江海伦扦 垄衣场恻悄一梢曙一一 毗渐洲舫竺钊刊赞,世竺福罕悴黎明村为例,最高的为广东潮州达斤亩年,最低为西藏当雄仅斤亩了年。我国 目前粮食高产典型远高于平均 水平表立。可见无论是同一地 区还是不同地区间,粮食单产的差距都 是较大的,说明我国粮食生产存在很大潜力,这个潜力究竟有多大其地 区分布怎样年单产能达到什么水平这是以下我们要讨论的问题。一、粮食作物生产潜力估算的一般论述及其计算方法作物生产潜力是指在一定时期内单位土地面积上,在一定外界环境条件作用下可能 获得的最 高产 量。苏联的比。,日本 的武田、角田、村田、,美
3、国的五五,屯和一豆研究过这些问题。我国也有许多学者从农亚气候资源角度进行过农作物产量估算问题的研究以卜气光能生产潜力。太阳辐射是绿色植物进行光合作用的主要能源,在进行作物生产潜力估算时,一般多考虑到如下几点“一幻单位时询草位面积上所投射的总辐射能万能本文曾利用了中国农业科学院崔读昌,中国科学院地理研究所张福春,中国科学院、国家计戈委员会 自然资源综合考察委员会蒋世逾、陈国南及广西、江西、湖南、山东省气象局的物候与产量资料。、够利用于光合作用 的光合有效辐射占总辐射的比率。,生理辐射系数经叶面反射,反射率和漏射叨,漏射率后被吸收,吸收率 的光合有效辐射,被非光合器官无效吸收无效吸收率部分,光饱和
4、限制。,光饱和限制率,通过光合作用机制 的效率功,量子效率通过呼吸的耗损。,耗损率、有机物中的水分含量,含水率作物的光能生产潜力可以写成下式巧二刃一一功一。一一一通常取。二一十刀,在作物整个生育期间,从出苗前到成熟,叶 面积系数由零逐渐增加,对光合有效辐射 的吸收率也增大。幼芽即将出土时,反射率为零,透射率为,吸收率为零。生育后 期,按奥明格叻测得的绿色植物叶子 的,刀二,。因此,在整个生育期间里,作物群体的吸收率可写成随叶面积增长的下列线性函数、一户。式中。为最大叶面积系数,几为某一时段的叶面积系数。通常取。在自然条件下,忽略了光饱和限制率,取。功取。取。万取。月每形成克干物质所需要的热量,
5、取卡克。将上述关系及数值代入式得光合生产潜力公式,八、。,。、,、,了八甘,叼入“”一。了丁以一“八一“,”乙乙义一一,一克 厘米一,“。“。 会克、米一。火 。丽会克米一。一去,一 二乙勺石 姗入廿移一了,叫月闷田 乙 址光温生产潜力。光是作物进行物质生产的重要能量源泉,必须配合其它环境条件,诸如温度、水分、土壤肥力、人为因素农业抹术措施 等才得以完成。没有适合的温度环境配合,会限制光合生产潜力的发挥。温度低于作物的生物学下限或高子其生物学上限,光合产物 趋于零。象西藏高原某些地区太阳辐射达叩千卡厚米卜军、由天气候严寒,终年积雪,无 植 物生存。因此,需要确定温度订正函数。, 二、川邓根云卿
6、用温度线性函数修正了光合生产潜力值一犷于沪宁卿根据长谷川史 郎的实吸资料叫,求得。、作物的相对光合速率与绿库养系的实验式,用 以下二次数学模型表征了温度订正函教一全、一一、川之一一。刀了“一州、友、莱亨泊研究了玉米生长率对最大生长率比值与温度的关系之后,得到如下分段温度订 正函数公式。一一工一了犷犷丈丁犷及分析他们的温度订正函数值可以看出生物学下限温度式、式均为。,式为,前者对喜凉作物 如冬小麦 是合适的,但对喜温作物来说偏低生物学上 限温度式为了,式为,前者过高生 物 学最适温 度式为,式 为,式为一。式、式较合理生物学下限温度到最适温度之间式、式值较高,式值、近于指数曲线变化趋势,较为合理
7、从数学模型选择上,莱 亨泊温度订正函数是采用分段线性拟合的办法,故其函数值较为接近指数曲线的变化趋势。于沪宁选择的则是二次抛物线数学模型,这就必然会产生生物学下限和上限对最适温度的对称,导致生物学上限温度偏高,式 的最适温度订正函数值不等于最大为,这是不应出现的错误,可能是选取数据上所出现的疏忽而造成的。综上分析,喜温作物的温度订正 函数采用式为好。在目前尚未找到一个对喜凉 作物小麦等的温度订正函数之前,暂采用以下经验公式姗,一。三气丝一几刃“咨一式中丁。为最适温度对喜凉作物采用“,拘辛呼退度呐参终从而得到光温 生产潜力公式 ,八、,、。、。八。、,、,一了气甘以,二“乙”“甘协梦西丁入、汗甲
8、气候生产潜力。在植物的光合作用过程中,除温度外,水分的作用也是很重要的。光合作用生成 的碳水化告物本身就含有水分、光合作用过程中,为维持其生理机能也必须蒸散从叶面蒸腾和从棵间荞发之大鼻的水分据研究,作物产量与蒸散量之间存在一 定比例关祝 , 二诬、认一。、也了一。、一式中。为土壤水分供给充分条件下的农田可能蒸散氢召不为土壤水分供给不足条件下的农田实际蒸散量。为土壤水分供给充足、蒸散量达到条件下的作物干物质产量。为土 壤水分供给不足、蒸散量为条件下的作物午物质产量尤为由作物和地区而走的瓦例系数。当考虑的是某种作物,并忽视地区性差别而引起值变化时,式可简化成爪 一二二。之式表明农田某一供水条件下的
9、实际蒸散量与充分供水条件下的可能蒸散一量之 比,等于它们各自对应 的实际干物产量与可能干物产量。之比我们把实际蒸散量与可能蒸散量之比定义为水分订正函数一泣牙故水分订正函数也与对。之比值相等。故得不犷 万兀川。式中刃可用水面蒸发量,本文按彭曼 公式计算 乘以作物系数求得。二召。为作物系数。实际蒸散量可以认为等于降水量减去流出量左二一一式中 为从地表和渗入地下的流出量占降水量的比例系数,将式代入式便得到水分订正函数的计算公式本文取为大气降水。哟一。一对。于是得到作物的气候生产潜力公式为玖班。二,。、“ 二乙“二叼入。廿一,二一一少 、一乙。一黔斤 亩选以上计算出的是作物的生物产量,人们关心的是其经
10、济产量。经济产量与生物产量之比称为作物的经济系数。 经济系数一般认为“ ”玉米。,爽稻、小麦,一,甘薯以上。对于不同作物,在不同地区不同气候条件下,采用不同栽培方式和管理措施,共纷济系数是不一 样的。我们计算 中统一取较低的值。、二、我国气候生产潜力及其分区“、一片献光 能、光温、曰气候生产潜力估算虽然我国自然资源丰富,但人多,人均耕地少,要实行多熟种植,集约化生产,以充分利用资源来提高粮食单产。、丹东、锦州、北京、临汾、天水、雅安、丽江一线西北是一年一熟为主的种植区,除黑龙江北部及青藏高原海拔较高地 区以喜凉作物为主外,其余大多以一季喜温作物为主、 少读线东南为多熟种植区,其中上海、芜湖、武
11、汉、芷江一线以北为一年两熟区,秦淮以北为小麦玉米两熟为主以南为小麦水稻两熟为主,并有少量双季稻 云贵川兼有麦一稻、麦一豆、豆稻、油一稻等。两熟区以南为一年三熟区,以双季稻加冬作为主。泛用公式“以狱 “并按不 同熟制进行粮食作物潜力估算,结果担万绝内经 济产量、气一几、广 一一光能生产潜力。光能潜力大小与以上期间太,阳辐射分布有先光能 潜 力 斤亩的高值区,分布在江西、浙江、福建、广东言广西玉林以东、一 台一湾以丧丢南的中部和南部地区。一一斤亩的中值区,分布在辽宁南端、河北、山西、陕西南部、山东、江苏、安徽、河南、湖北、湖南、四川、贵州、广 西西部、云南东北和西北部以及南疆地 区。除上述地区外,
12、均属于一斤 亩的低值区,其 中包括东北、内蒙古、宁夏、甘肃、青藏高原大部、北 疆及陕西韭部地区。光温生产潜力止光温潜力主要受辐射和温度的制约。光温潜力岁斤 亩的高值区分布在积温以下同了以上 的滇南、华南、台湾。一斤 亩的偏高值 区分布在积温一了的贵州高原以东、长江以南、南岭山地以北及云南高原南部的临沧、思茅和广南地区。一。 。斤 亩的中值区分布在积温。一的西藏高原以东,内蒙古、辽 中以南,长江下游以北的西北、华北、华东的北部及新疆南部 地区。 。 。 。斤 亩的偏低值区分布在积温青藏高原一的东北、内蒙古大部、新疆北 部、柴达木盆地、藏南谷地和 川西高原地 区。的一环斤 亩的低值区,分布在积温以
13、下的大 兴安岭北端地区。青藏高原上的吉迈、玉树、班戈和改则地区,则在斤亩以下气候生产潜力。气候潜力受光、温、水因子 的制约。气候潜力斤 亩 的高 值区分布在年降水量毫米的华南南部及台湾。 。 。一斤 亩的偏高值区分布在降水量一泣毫米的长江下游以南,云贵高原以东,南岭 山地以北以及亏南高原南缘地区。一斤亩的中值区分布在年降水量一。毫米的大兴安岭、太行山以东和长 江以北,云、贵、川大部及西藏的东部地区。斤 亩以下的低值区主要分布在年降水量毫米以下的内蒙古、新疆、青藏高原的大甄以尽陕甘、乞置的部分地区。我 国气候生产潜 力分区气候生产潜力主要受光温水因子制约,一进行潜办分区不仅可以 了解不同气候类型
14、地 区光能向植物干物质转化的能力,及温度水分对光能转化的约束关系,而且可以为国家制定粮食生产的近、远期规划,并为实现该规划所需要的农业技术措施提供科学依据。一 分区除了根据光能、光温、气候生产潜力值之外,还考虑到已有的自然、农业气候等区划结果。丫一一分区系统及指标。第一级区为农业气候区域。主要参照中国自然区划概要。叮中的区域 划分指标,将我 国分为大区域一一、一一东部季风区域。西界为大兴安岭西坡、内蒙古高原东部及南部边缘,黄土高原西部边缘及青藏高原东部边缘奋、本区域 自然条件主要特点是地势平坦,季风气候,雨热同季,南 北 热量资源差异较大,由东南湿润地区向西北半湿润至半干旱地区过渡。西北干旱区
15、域。东接东 表气光温生产潜力分类指标闷曰曰一 一止二乙二二一,一决温潜力斤 亩卜一等光撮生产潜力区二等光温生产潜力区三等光温生产潜力区四等光温生产潜力区五等光温生产潜力区六等光温生产潜力区、一二胡一、一、石 叮一部季风区,南邻青藏高寒区。自然条件主要特点是少雨干旱,限制了热量资源 的利用。皿青藏高寒区域海拔多在叩米以上自然条件主要特点是高寒, 太阳辐射资源在全 国为最高。第二级区为光温生产潜力区。光温生产潜力受辐射和温度条件制约,其地区分布最与气候带有一定关系,一但又不完全 受 其山几勺几 心一份约束,即同一光温潜力区可以跨越气候带而存在。我们以光温潜力值作为二级 区的分区指标表。第三级区为气候生产潜力区。气候生产潜力受光温水制约,我们以气候潜力为三级 区 的分区指标表。表气候生产潜力分类指标级一 气候潜力斤 亩一级气候生产潜力区二级气候生产潜力区三级气候生产潜力区四级气候生产潜力区五级气候生产潜力区六级气候生产潜力区七级气候生产潜力区八级气候生产潜力区一一一一工一一一分区结果。综合上述三级分区指标,将全 国分为个一级区、个二级区、个 三级区表、图。理止七、才尸产 户厂产砂、, 圳喘蹂呼和浩特口哈年派,长餐心吟、东弃摹感签,。, 筑梅一、人东梅 场必八斗卜口,。一级区界二级区界三级区界见表公里台书,一二 到多井 丽梅不王二一礴二一一一队队队声行犷一圈圈 芍芍芍, ,枣 ,厂厂心心
