宁夏中部干旱带作物生产潜力动态变化研究

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1、宁夏大学硕I：学位论文第‘学·jl言1．2作物生产潜力的国内外研究进展1．2．1国外研究进展作物生产潜力可直接反映一个国家或地【又：的粮食生产总体水平，世界各国的许多学者对此进行了大量的研究。作物生产潜力的研究主要包括：光合生产潜力、光温生产潜力和气候生产潜力。作物生产潜力的概念，最早由植物生产力引伸而来【9】。相关的研究最早可追溯到1840年德国有机化学家JustusVonLiebig[10l所著的《有机化学及其在农业和生理学中的应刚》一书，总结出“最小养分律”(LawoftheMinimum)，并研究了物质生产量与营养物质的供需关系

2、，根据光能利用与同化C02提出了生产潜力模型。Tyler把“最小养分律”发展到除植物营养以外的其他环境因素，为以后的相关研究给出了最基本的理论基础。英国学者布赖克曼于1905年提出了“限制冈子定律”Jill,把“最小养分律”扩大到除养分以外的其他因子：当增加某一因子的供应时产量会增加，而另一冈子不足时，即使前一因子再增加也不能使产量继续增加。Mithenichll2】进一步发展为“收获量定律”，是对农田作物生产潜力估算模型的最早尝试。201_}I=纪20年代初，一些学者研究了光合生产与作物产量的关系、光合作刚机理以及光合作用与环境条件的

3、关系，认为作物产量的人小最终取决于太R1辐射量和光能利用效率的高低。进入60年代，利用量子效率方法来计算作物光合生产潜力，日本的村田吉男II引，美国的R．S．Loomisl和W．A．、Mlli锄s【14】等考虑了作物光合效率及干物质生产潜力，提出作物生产量与太阳辐射量之间的估算模型，从理论上推算出作物最人光能利用率为5％～6％，冈为仅考虑光合作用，致使计算结果偏高。考虑到温度对光合作用的影响，后来许多学者用温度订止系数对作物光合潜力进行校止，研究了光温生产满力1”】。其中Wagenigen模型考虑了作物的品种特性和生长期长度等要素对作物

4、产量的影响，能够反映出作物的光温生产潜力，但该模型的订正系数仅仅考虑了温度这一气候要素061。AEZ法综合了影响作物生育的辐射、温度等气候冈素，并根据作物种植的特点考虑了生长期长度和不同生长期的需水情况。该方法思路较严谨，同时所需研究资料较易取得，便于计算，在研究中应用较广。其缺陷是以整个生育期内的平均辐射、温度为基本变量，没有考虑这些气候因素的季：肖分布对作物产量的影响；同时，参数的区域性以及校正等问题也降低了模型估测的精确性，国内曾有学者对该方法的一些参数提出过校正【l丌。在AEZ法的基础上，学者又考虑了水分对作物产量的影响，即把光

5、照、温度、降水等因素综合考虑来探讨作物气候生产潜力。如HaIll(sIl8】等从作物生产与水分利用效率的关系提出了气候生产潜力模型和光温水生产潜力模型。不过因水分因素与作物生产力的关系复杂，同时相关参数获得的难度与精确性等问题，总体上，气候生产潜力的研究思路虽已成型，但造成了研究成果的差异性以及可靠性存在较多的问题。此后作物生产潜力的研究只是在原有模型的基础上做进一步补充和完善。如Higgins和Kassam等深入研究了气候生产能力的有限性[19-201；切}沙尼}㈨提出了C02浓度对作物产量的订正模型；樱谷哲刘22】从生理角度探讨了蒸

6、散与作物产量的关系。在对作物生产潜力进行人量研2宁夏大学硕二L学位论文第+章引言究的同时，一些学者还提出了许多经验性的计算模型，较有影响力的有迈阿密(Miami)模型、桑斯维特纪念(ThomthwaiteMemorial)模型，格里纳一里斯(Gessner-Lieth)模型㈣。1．2．2国内研究进展我国学者从20t}{=纪50年代开始先后对作物生产潜力的概念_乖I估算方法进行了研究。学者任美锷首先注意到研究我国农业生产力的重要性，并y-1950年发表“四川省农作物生产力的地理分布”一文，开始了我国对作物生产满力的相关研究【241。196

7、3年，气象学家竺可桢125J从气候角度对光合生产潜力进行初步探讨。此后，黄秉维【26】最早提出了作物光合潜力的概念，并对Loomis和Williams所提出的光合生产潜力计算公式进行修改，得出其计算公式为：ef_-0．92Q，式中彤为光合潜力值，kg／hm2，O为太刚总辐射，kcal／cm2。但是该方法没考虑作物间的区别，在实际应用时有一定的误差。后来，国内许多学者根据具体情况，得出了适合于各地区各作物的光合有效系数‘271。陈明荣在此基础上利用长谷川史郎资料，在国内首次将温度有效系数引入到生产力的估算中【281。梁荣欣等㈣在计算作物光

8、温生产潜力时考虑了作物叶面积动态变化对作物产量的影响。随后李世垒【30】进一步考虑喜温和喜凉作物的温度订止函数，并算出光温生产潜力。1980年田国良【3l】提出了气候一十壤生产潜力模式。丁沪宁”2】考虑剑水