土地生產(chǎn)潛力的方法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上以光溫階乘模型預(yù)測(cè)土地生產(chǎn)潛力的方法探討摘要:土地生產(chǎn)潛力是土地資源評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容之一?；仡櫩偨Y(jié)了土地生產(chǎn)潛力的起源及發(fā)展過(guò)程，系統(tǒng)的分析了土地生產(chǎn)潛力的研究方法，并把這些方法歸幼為三類:理論計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)公式法、高產(chǎn)地塊法，探討了光溫階乘模型的使用條件、特點(diǎn)及局限性。最后對(duì)光溫階乘模型研究土地生產(chǎn)潛力的努力方向做了進(jìn)一步展望，提出了一些建議。關(guān)鍵詞:土地生產(chǎn)潛力;光溫階乘模型；綿陽(yáng)市土地的生產(chǎn)潛力是指在一定條件下某種生物產(chǎn)品（糧食，經(jīng)濟(jì)作物等）的內(nèi)在生產(chǎn)潛力，一般用單位面積的產(chǎn)量來(lái)表示，它是反映土地質(zhì)量高低的一個(gè)重要指標(biāo)。它的生產(chǎn)潛力很大程度受到自然因素，土地資源的數(shù)

2、量和質(zhì)量的影響，同時(shí)也受到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等的制約。一個(gè)地區(qū)土地生產(chǎn)潛力是受多種因素共同影響的結(jié)果。1發(fā)展過(guò)程與起源土地生產(chǎn)潛力的研究, 始于1840 年，。這一階段以利比希 提出最小因子定律為先導(dǎo), 定性分析環(huán)境因子對(duì)生物生產(chǎn)量的影響。1862年這個(gè)階段研究側(cè)重于植物群落與其環(huán)境因子之間相互關(guān)系的研究, 土地生產(chǎn)力的研究與生態(tài)學(xué)研究相互補(bǔ)充, 確立了生產(chǎn)潛力研究的萌芽。1963 1972 年國(guó)際生物學(xué)計(jì)劃( IBP) 在世界范圍內(nèi)對(duì)第一性生物生產(chǎn)量進(jìn)行一次大規(guī)模測(cè)定與普查, 使產(chǎn)量因子相關(guān)模型的建立成為可能, 土地生產(chǎn)潛力研究迅速發(fā)展, 土地生產(chǎn)潛力的統(tǒng)計(jì)分析更加精確。在土地生產(chǎn)潛力研究發(fā)展

3、過(guò)程中, 產(chǎn)生于20 年代末的農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)法是一項(xiàng)重要成果, 至此以后, 其研究沒(méi)有突破性進(jìn)展。但是二、三十年來(lái)土地生產(chǎn)潛力仍受到廣泛的國(guó)際關(guān)注, 并作了大量的工作。在我國(guó)土壤生產(chǎn)潛力的研究大致可以分為三個(gè)階段，第一階段大約是20世紀(jì)60年代，任美鍔以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力為基礎(chǔ)估算土地承載力, 湯佩松、竺可楨分別從作物生理和氣候角度討論了作物生產(chǎn)潛力, 第二階段在70 年代, 以光合生產(chǎn)潛力和光溫生產(chǎn)潛力研究為主, 其研究思想體系基本完善。第三階段是80 年代至今, 土地生產(chǎn)潛力研究更為廣泛,有關(guān)學(xué)者進(jìn)行了氣候生產(chǎn)潛力及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力的研究, 并進(jìn)行了氣候生產(chǎn)潛力區(qū)劃。2土地生產(chǎn)潛力的影響因素評(píng)述土地生產(chǎn)潛

4、力的影響因素包括能量因素、物質(zhì)因素、間接因素、技術(shù)水平，災(zāi)害等、其中能量因素的影響主要是太陽(yáng)輻射的計(jì)算，植物的能量主要來(lái)自太陽(yáng)輻射，但綠色只能吸收光譜在0.30.75微米輻射波段的太陽(yáng)輻射，一些學(xué)者提出的計(jì)算方法為： Rt=R0(a+b*n/N) 其中a,b根據(jù)不同區(qū)域來(lái)確定，n和N分別為當(dāng)?shù)氐膶?shí)際和可能的日照時(shí)數(shù)。 其次是葉面積系數(shù)的影響，當(dāng)能量到達(dá)地表時(shí)，并沒(méi)有全部到達(dá)植物光合作用的部位，評(píng)價(jià)時(shí)我們選取群落的優(yōu)勢(shì)種為對(duì)象.在物質(zhì)因素的影響中，主要是空氣和養(yǎng)分，作物在生長(zhǎng)過(guò)程中主要與三種空氣成分相聯(lián)系：二氧化碳，氮?dú)?，氧氣，而作物的養(yǎng)分主要來(lái)源土壤，土壤的狀況直接影響其生產(chǎn)潛力。間接因素影響

5、中，主要受農(nóng)作物的生長(zhǎng)期的影響，以及溫度的影響。技術(shù)，災(zāi)害的影響也不可忽視，傳統(tǒng)的土地生產(chǎn)潛力模式的評(píng)價(jià)中，對(duì)經(jīng)濟(jì)利益 考慮的較多而很少考慮人為因素和其它的自然因素，但在隨著科技的不斷發(fā)展，科技在土壤生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用，對(duì)土地生產(chǎn)潛力的影響日趨明顯，同時(shí)一些客觀的自然因素也（地震，泥石流，滑坡）也對(duì)土壤生產(chǎn)潛力有所影響，尤其是在地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)地段。3土地生產(chǎn)潛力的計(jì)算方法評(píng)述 土地生產(chǎn)潛力的研究己經(jīng)有一個(gè)多世紀(jì)的歷史，在這期間眾多學(xué)者從各個(gè)角度對(duì)土地生產(chǎn)潛力進(jìn)行了研究，總結(jié)出了大量有價(jià)值的估算方法，歸納起來(lái)可以分為三類，即理論計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)公式法、高產(chǎn)地塊法。3.1 理論計(jì)算法土地生產(chǎn)潛力的

6、形成是綠色植物在太陽(yáng)能的作用下，通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，將無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物的結(jié)果。因此土地生產(chǎn)潛力的形成，實(shí)質(zhì)上是能量物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程。土地生產(chǎn)潛力的估算可用量子效率的理論，從物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)研究土地生產(chǎn)潛力，理論計(jì)算法又稱機(jī)制法。這類方法以光溫階乘模型、瓦赫寧根模型和農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域模型為代表。3.2 經(jīng)驗(yàn)公式法通過(guò)統(tǒng)計(jì)某種因子與產(chǎn)量的關(guān)系而得到的。自20世紀(jì)s0年代以來(lái)，國(guó)外一些學(xué)者從全球出發(fā)，以合理的種植密度下環(huán)境參數(shù)為依據(jù)來(lái)估算生物產(chǎn)量精心設(shè)計(jì)了一些模型。其中較為著名的是Ler等人創(chuàng)建的:邁阿密模型、桑斯威特紀(jì)念模型、格斯納一里思模型。3.3 高產(chǎn)地塊法這是計(jì)算土地生產(chǎn)潛力的一

7、種簡(jiǎn)便易行的方法，尤其適合在縣級(jí)規(guī)劃應(yīng)用。這種方法第一步是調(diào)查分析，調(diào)查區(qū)內(nèi)各種高產(chǎn)地塊，并分析高產(chǎn)條件和投入水平。第二步是以這些高產(chǎn)地塊的產(chǎn)量作為規(guī)劃末期普遍可以達(dá)到的產(chǎn)量水平來(lái)計(jì)算全區(qū)土地生產(chǎn)潛力。4以光溫階乘模型計(jì)算土地生產(chǎn)潛力4.1土地生產(chǎn)潛力可以通過(guò)以下幾個(gè)階段逐步訂正來(lái)計(jì)算:光能生產(chǎn)潛力一光溫生產(chǎn)潛力一氣候生產(chǎn)潛力一土地生產(chǎn)潛力。即:（1） 光合生產(chǎn)潛力。光合生產(chǎn)潛力一般是運(yùn)用太陽(yáng)輻射及其有關(guān)指標(biāo)計(jì)算，常見指標(biāo)有太陽(yáng)輻射總量、生理輻射總量、光能利用率、干物質(zhì)產(chǎn)熱率、日照時(shí)數(shù)等。在我國(guó)廣泛運(yùn)用的公式還有經(jīng)黃秉維訂正和修改多項(xiàng)參數(shù)后得到的較為通用的經(jīng)驗(yàn)公式:Y = 0. 123Q式中:

8、 Y 為光合潛力(kgö(hm 2·a) ) ; Q 為太陽(yáng)輻射總量(Jö(cm 2·a) ) ; 0. 123 為黃秉維系數(shù)。該公式簡(jiǎn)便易用, 應(yīng)用較廣。 80年代初期許多學(xué)者從不同角度計(jì)算了光能轉(zhuǎn)換系數(shù)，如黃秉維提出了將太陽(yáng)輻射Q乘以系數(shù)0. 124便是光合潛力Y(Q)。估算光能生產(chǎn)潛力，是研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力的起點(diǎn)和依據(jù)。顯然，直接采取一個(gè)系數(shù)乘以太陽(yáng)總輻射的計(jì)算方法誤差較大，而考慮了光飽和及植被的反射率、投射率等影響因素的模型的計(jì)算誤差較小。(2) 光溫生產(chǎn)潛力。用衰減法計(jì)算光溫生產(chǎn)潛力的一般模型為:Y t = Y * f ( t)式中: Y t 和

9、Y 分別為光溫生產(chǎn)潛力和光合生產(chǎn)潛力(kg/(hm2·a) )。f ( t) 可通過(guò)無(wú)霜期及與植物生長(zhǎng)有關(guān)的溫度指標(biāo)(如植物生長(zhǎng)的上限溫度、最適溫度、下限溫度等) 計(jì)算確定。其中影響較大的是瓦赫寧根方法，但是主要適用于估算小麥、玉米、高粱、苜蓿等作物的產(chǎn)量，還有就是農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域法，這種方法應(yīng)用的范圍更廣，適合于更多的作物，由于這種方法需要更多的參數(shù)，國(guó)內(nèi)對(duì)它的研究較少。 我國(guó)在光溫生產(chǎn)潛力研究也有自己的計(jì)算方法，用有機(jī)制計(jì)算光溫生產(chǎn)潛力的研究模型Y = 1/q KQ (1 - A) Pt(1 - R )式中: Y 為光溫生產(chǎn)潛力(kg/(hm2·a) ) ; Q 為太陽(yáng)輻射

10、總量(J/(cm 2·a) ) ; q 為1 g 干物質(zhì)產(chǎn)熱率; K 為經(jīng)濟(jì)系數(shù); A為反射率; R 為呼吸作用率(溫度t 時(shí)呼吸損失光合產(chǎn)物的百分?jǐn)?shù)) ; Pt為相對(duì)光合速率。周鎖銼等、李玉娥等、沈思淵等也分別采用侯光良等的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算了陜西寶雞地區(qū)、我國(guó)冬麥區(qū)及淮北渦河流域的土地生產(chǎn)潛力。這類模式所需資料一般只有作物的生長(zhǎng)期、溫度和輻射，極易得到，因此計(jì)算容易。但這類方法機(jī)理性不強(qiáng)，缺乏理論依據(jù)，難以真實(shí)地反映某地區(qū)的光溫資源對(duì)作物生產(chǎn)力形成的影響。(3) 氣候生產(chǎn)潛力。目前氣候生產(chǎn)的主要計(jì)算方法是用水分有效系數(shù)乘以光溫生產(chǎn)潛力得到, 因而對(duì)于氣候生產(chǎn)潛力的計(jì)算主要是研究水分有效

11、系數(shù)的計(jì)算方法,水分有效系數(shù)Kw：Kw=P/E0 其中,P:降水量,E0：可能蒸發(fā)量 氣候生產(chǎn)潛力：YT=Kw*Yt 其中Kw為為水分有效系數(shù)（4）氣候土壤生產(chǎn)潛力。氣候土壤生產(chǎn)潛力的計(jì)算一般用氣候生產(chǎn)潛力乘土壤有效系數(shù)得出, 土壤有效系數(shù)是指土壤即土壤肥力對(duì)產(chǎn)量的影響, 土壤肥力是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題,一般的處理方法是認(rèn)可并采用土壤養(yǎng)分代替土壤肥力, 從而土壤有效系數(shù)為 式中: B 為土壤養(yǎng)分含量; A 為形成氣候土壤生產(chǎn)潛力所需養(yǎng)分; 氣候土壤生產(chǎn)潛力為最后，還有一些學(xué)者考慮到目然災(zāi)害對(duì)產(chǎn)量的影響，對(duì)土地生產(chǎn)潛力作進(jìn)一步訂正。4.2筆者以綿陽(yáng)市為例，選擇小麥、玉米和水稻作研究對(duì)象，結(jié)合前人研

12、究成果，構(gòu)建綿陽(yáng)農(nóng)業(yè)用地生產(chǎn)潛力模型(1) ,(2) ,(3) ,(4)式:光合潛力: (1)其中K為經(jīng)濟(jì)系數(shù)(小麥為0. 40、玉米為0. 35、水稻為0. 45) , b為光合有效輻射利用率(取5%) ,H表示能量轉(zhuǎn)化系數(shù)( 4. 25千卜/克),a為常數(shù)(取0. 18) , S為日照百分率、H為海拔高度，Q。為理想大氣年(月)總輻射量(采用張炯遠(yuǎn)、馮雪華、倪建華等人的計(jì)算法求取)。溫度訂正: (2)t為累年大春、小春季節(jié)的月平均氣溫值。T1,Ts,Th為三基點(diǎn)溫度,其取值范圍分別為:小麥一1, 15, 28;玉米一8, 10, 24, 40;水稻一10, 12, 26, 40 。 水分訂

13、正: (3) P為累計(jì)降水量，E0為累年蒸發(fā)量。(4) Con-s為自然土壤養(yǎng)分系數(shù):在土壤一人工供肥系統(tǒng)中Con-sp1為人工施肥利用率為n時(shí)的養(yǎng)分系數(shù)，Con-sp2為充分利用人工施肥時(shí)的養(yǎng)分系數(shù)。Nss為土壤自我供氧量、Nps為人工供氮量、Nd為作物需氮量、n為人工供氧利用率。利用綿陽(yáng)各區(qū)縣市的氣候、土地肥力和人工施肥量指標(biāo)求得綿陽(yáng)市各區(qū)縣光合潛力、潛力訂正系數(shù)和農(nóng)業(yè)用地潛力見表1.結(jié)論：氣候潛力(Gt)優(yōu)勢(shì)明顯，但區(qū)域差異大;供肥系統(tǒng)性質(zhì)對(duì)農(nóng)業(yè)用地生產(chǎn)潛力類型的影響大；農(nóng)業(yè)用地生產(chǎn)潛力的動(dòng)態(tài)變化特性的指示意義，人工施肥量與農(nóng)業(yè)用地生產(chǎn)潛力值呈正向變動(dòng)關(guān)系表明:在一定限度內(nèi)，通過(guò)增施有機(jī)

14、、無(wú)機(jī)肥可以提高農(nóng)業(yè)用地生產(chǎn)潛力；農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的氣候限制小，養(yǎng)分是綿陽(yáng)農(nóng)業(yè)用地生產(chǎn)潛力的主要限制因素，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，通過(guò)科技生態(tài)措施相結(jié)合，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的自我供肥保肥能力、提高人工施肥水平和利用率，才是提高農(nóng)業(yè)用地生產(chǎn)潛力的根本途徑。5 總結(jié)和意見土地生產(chǎn)潛力研究是一項(xiàng)十分復(fù)雜的綜合性、基礎(chǔ)性、實(shí)踐性的工作，既需要對(duì)產(chǎn)量形成的機(jī)理進(jìn)行深入研究，也需要大量翔實(shí)可靠的資料，需進(jìn)行大量實(shí)測(cè)工作，然而土地生產(chǎn)潛力的理論研究還很模糊，統(tǒng)計(jì)資料也不完善，田間實(shí)測(cè)資料也很少，使得土地生產(chǎn)潛力的研究十分困難。光溫階乘模型要求深入研究土壤作物天氣之間的內(nèi)部機(jī)制，需要把各個(gè)學(xué)科緊密的結(jié)合并要進(jìn)行大量實(shí)

15、測(cè)工作，掌握試驗(yàn)站長(zhǎng)期可靠的數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)一步研究的主題要從植物生理學(xué)角度進(jìn)一步討論光合作用, 尤其是大田條件下, 具體作物及其不同發(fā)育階段光量子效率。將現(xiàn)代技術(shù)如遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)等應(yīng)用到土地承載力的研究領(lǐng)域中，因此，成熟的模型分析和遙感、地理信息系統(tǒng)方法相結(jié)合的分析方法將會(huì)對(duì)土地承載力的研究提供更準(zhǔn)確、更深入、更全而的定量研究結(jié)果。其次對(duì)作物生產(chǎn)力與環(huán)境條件以及經(jīng)濟(jì)的聯(lián)系將在更廣泛的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究, 并運(yùn)用系統(tǒng)分析方法, 求算在不同自然條件下的影響土地生產(chǎn)潛力的因素，這樣使估算的結(jié)果更接近實(shí)際，從而提高土壤的生產(chǎn)潛力。參考文獻(xiàn)1.陳白明 中國(guó)土地資源生產(chǎn)能力及人口承載量研究方法論概述期刊論文自然資源學(xué)報(bào)1991(03)2.陳念平 土地資源承載力若干問(wèn)題淺析期刊論文自然資源學(xué)報(bào)1989 (04)3.申元材 土地人口承載能力研究理論與方法探討1990 (04)4.戴全厚，劉明義，土躍邦，等.東北地山丘領(lǐng)區(qū)上地適宜性評(píng)價(jià)與潛力分析.水上保持通報(bào)，2003, 23(1): 27-31.5高文彬，江東，楊小喚.遙感數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的耕地生產(chǎn)潛力模型與應(yīng)用.地理科學(xué)進(jìn)展，2009, 28(4): 597-602.6.李方敏，秦巧燕，程彩虹.宜昌市耕地生產(chǎn)潛力和人