“旱农地区水分生产潜力”的概念、定义、翻译、参考文献-科学参考

单词

旱农地区水分生产潜力

释义

【旱农地区水分生产潜力】

是指干旱、半干旱、半湿润地区依靠自然降水进行生产的农田，在降水充分转化条件下水分条件所决定的、可能达到的最高产量水平，是气候生产力研究中的一个特定范畴。

旱地农业在中国和世界农业中都占很大比重，旱农生产在农业生产中居重要地位。随着人类对农产品需求的日益增加和淡水资源的日益短缺，发展旱地农业受到世界各国普遍的关注。旱农地区的主要特征是年降水量小于年可能蒸散量，年水分收支处于亏缺状态，水分不足是农业生产提高的主要限制因素。探讨各旱农地区水分生产潜力，揭示其障碍因素是制订旱地农业发展决策、改进旱农种植制度和耕作栽培技术的重要依据，因而不但具有重要的理论意义，并且具有现实的生产意义。

国外关于降水生产潜力的研究多致力于理论的计算，方法较多，主要的有：1975年里思(H．Lieth)在《生物圈的第一性生产》一书中根据降水量和温度分析了世界第一性生产力。德维特(De Wite)(1965)对光合生产潜力做了深入探讨。在此基础上，费尔图依森(H．T．Vanrelthuizen)研究了不同供水条件下作物的生产力。瓦赫宁根法(Wageningen)也是在德维特工作的基础上做了改进，引入了水－产量线性模式，1979年联合国粮农组织(FAO)出版的《产量与水的关系》一书中做了介绍。其基本原理是在光合生产潜力理论计算的基础上进行温度和降水量的订正，主要分析不同地区间降水生产潜力分布。其表达式为：

YQTW=f₁(Q)·f₂(T)·f₃(W)

式中Q为总辐射量；T为气温，f₂(T)为温度订正函数；f₃(W)为与自然降水有关的订正函数；yQ为光合生产潜力；YQT为光温生产潜力；YQTW为降水生产潜力。

f₃(W)=［1－K_y(1－ETa_a／ET_m)］

ET_m=K_c·ET₀

式中K_y为产量反应系数；ET_a为实际蒸散量；ET_m为最大蒸散量；K_c为作物系数；ET₀为参考蒸散量。

早在1964年竺可桢就探讨了气候与作物生产潜力问题。黄秉维(1978)计算了我国光合生产潜力。

中国对降水生产潜力的研究大体分为两类，一类是根据各地平均年降水量乘以水分转化系数计算降水生产潜力，如张家诚(1980)。而水分转化系数基本采用经验的统计系数，因此比较粗糙。一类是引用国外的计算公式，对某些参数根据国内情况加以修订。主要针对粮食生产潜力进行地区间的分析，如江爱良(1984)、梁荣欣(1984)、贺庆棠(1985)和《中国农业气候资源和农业气候区划》(1988)。其所用方法的基本原理大体相同，但由于各家所引用的公式和参数各不相同，所得出的结果出入较大，难于检验、判断其可靠程度。

1986～1990年，由中国农业科学院农业气象研究所、西北农业大学、北京农业大学、河北省气象科学研究所共同完成的自然降水生产潜力研究，在前人研究的基础上，采用田间实验、收集当地历年高产记录值、理论计算相结合的方法对中国北方旱农区主要作物水分生产潜力进行了系统研究，取得了一批水分生产潜力值。采用田间实验的方法进行降水生产潜力的研究，其方法是在优良品种和最佳农艺措施条件下，采用肥力梯度法，当肥力因素不成为产量限制因素时，由水分所决定的最高产量，可视为在当年降水条件下的水分生产潜力值。通过包括丰、平、欠年的多年试验，可取得该地供试作物的平均水分生产潜力值。并结合测定了各种作物相应的实际耗水量，进一步计算出主要作物水分生产潜力值的水分利用效率，以每亩农田每毫米耗水生产的经济产量(kg)数表示，或耗水系数，以每亩农田每生产1kg经济产量的耗水量(mm)表示。其结果如下表：

表1

其中潜力值的地区间、年际间变化较大，而潜力值的耗水系数或水分利用效率年际间和地区间则相对稳定，是较理想的表达形式。作物之间也可以相互比较。

研究表明，旱地农田降水积蓄率、水分利用率和水分利用效率不高是农田水分生产潜力难以发挥的基本因素。旱农地区坡耕地占很大比重，降在这一地区的雨量约有10%～30%以径流形式流失。入渗农田的水分休闲期约有2／3，生育期约有1／2消耗于农田蒸发。由于土地瘠薄，每亩作物每生产1kg经济产量耗水高达5～10mm，而肥沃农田每生产1kg经济产量仅耗水0．6mm。实行保护性耕作，减少径流和农田无效蒸发，合理配置作物，培肥地力提高农田整体水分利用效率是开发水分生产潜力的主要途径。

采用田间实验方法进行水分生产潜力的研究，其优点首先在于联系现实农业生产比较紧密，所确立的水分生产潜力值通过努力是可以预期实现的。其次，通过实验取得的都是具体作物水分生产潜力值，这为通过调正农业结构提高农田总体水分生产潜力提供了可靠的技术数据。再就是通过作物水分生产潜力实验有助于揭示限制水分生产潜力发挥的障碍因素，以确立行之有效的开发途径。田间实验法的缺点，首先是受当前农业技术水平的限制，选用的品种和栽培技术只能是相对优良的。随着农业科技的进步，取得的潜力值会有所提高而逐步接近理论值，因此，水分生产潜力的实验必须持续进行。再就是水分生产潜力田间实验要求一定的技术条件，不可能布点过多，而所选的实验地点其区域的代表性是有限的，完全依靠实验数据进行大范围的潜力分析尚有一些困难。故当前仍以田间实验法与理论计算法相结合较为理想。

采用田间实验法进行水分生产潜力研究的技术关键，首先是尽可能采用当前当地最优品种和最佳栽培技术；肥力梯度设计合理，一定要包括随着肥力提高产量不再增加甚至下降的拐点；为使实验值具有年际间、地区间、作物间的可比性，须要准确的测定达到潜力值时农田实际耗水量，以求出潜力值的耗水系数或水分利用效率。农田实际耗水量的测定通常使用水量平衡法和器测法如蒸渗仪，以水量平衡法较为实用。考虑到旱地农田作物根系较为发达，在用水量平衡法测定农田实际蒸散量时，测定深度一定要超过根系主要分布层，否则将产生较大误差。

旱地农田水分生产潜力研究是旱农研究中带有基础和超前性质的研究，其发展的趋势由宏观的大面积的多年平均生物产量和经济产量分析逐步向具体作物、具体年份的潜力分析发展。不仅着眼于水分生产潜力的地理分布，而且开始对各地水分生产潜力的开发程度，开发的途径，开发的前景以及今后的不同阶段可能达到的开发水平作出评估。随着理论计算与田间实验的密切结合，将会促进水分生产潜力研究方法的改进，使之更为简便和可靠。而水分生产潜力障碍因素的深入探讨将会与旱地作物水分生理及农田水分调控技术研究相互渗透，使宏观研究与微观研究紧密结合起来，开辟新的增产途径，成为今后早地农田水分生产潜研究的新起点。而分析的指标也会逐步从生物产量、经济产量向淀粉、蛋白质、脂肪等有效成分产量以及综合经济效益分析方面深入，达到新的水平。

【参考文献】：

1 竺可桢．地理学报，1964，30(1)：1～13

2 Lieth H，Whittakerr R H，ed al．Primary productivity of the Biosphere，1975

3 FAO．Irrigation and drainage paper 33，Yield vesponse to water，1979，1～40

4 韩思明．中国耕作缺席研究通讯，1981

5 江爱良．纪念竺可桢逝世10周年论文集，1984

6 梁荣欣，沈能展．东北农学院学报，1984，4：88～96

(中国农业科学院农业气象所陶毓汾撰)

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