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水稻潜在产量估算方法    

1、背景与技术路线

       统计资料表明,尽管我国粮食单产已由 50 年代初期的 1.2t/ha 增加到如今的 5.2t/h,粮食产量增加了4倍,但我国人口的增长速度与气候变化导致的农业生产的不确定性,在水稻收获指数保持稳定的情况下,必须保证足够的水田面积才能保证水稻的产量。

       粮食是农田生态系统最重要的产品,能够满足人类基本的生存需求,同时对社会稳定和经济发展有至关重要的影响。粮食一般包括谷物(稻谷、小麦、杂谷)、豆类、薯类等。水稻是江西省最主要的粮食作物,其播种面积约占江西省农作物播种面积的 84.7%,其产量占江西省粮食总产量的 93.6%。另一个主要的粮食作物是小麦,但其产量在江西省粮食总产量中的比重不足的1%。因此,对江西省而言,稻谷的生产潜力基本可以代表江西农田生态系统的粮食供给能力。为此,本研究主要分析江西省水稻的潜在生产能力,并做了技术路线分析。

2、估算方法

      影响农作物产量有气候(光温水等)、土壤、品种、栽培技术等多方面的因素,本估算方法采用 作物气候生产力的计算方法,其中在三个较常用的基于主要气候因子的经验性模型 Miami(迈阿密) 模型、Thornthwaite Memorial(桑斯威特纪念)模型、Chikugo(筑后)模型中的 Chikugo。Chikugo 模型把植物生理生态学和统计相关方法结合起来,综合考虑了诸多因子的作用,具有一定的理论基础,是估算湿润地区作物 NPP 的较好方法。计算公式如下:

      式中:NPP 单位为tDW·hm-2·a-1RDI 为辐射干燥度( = Rn/(L×R),L 为蒸发潜热 cal·g-1,R为 年降水量 mm);Rn 为陆地表面所获得的年净辐射量(kcal·cm-2)。

3 、相关参数的确定

       水稻潜在产量估算的相关系数见表 1,采用低估的收获指数和高估的根冠比计算出低估的水稻潜 在产量,用高估的收获指数和低估的根冠比计算出高估的水稻潜在产量,取二者的平均值盶u26631?准误来 定量反映水稻潜在产量。

表 1 水稻 NPP 估算的相关系数

4、模型运算

        据计算,2001~2005 年水稻的现实产量约占气候生产潜力的 57.69%(见图 2),因此,从气候条件来考虑江西水稻产量还有较大的增长潜力。但是,实际上考虑到植物生理、气象条件、农田养分、农田管理、病虫害等多方面的因素,水稻的实际产量增长的空间也比较有限。鉴于全球气候变化导致 的农业生产的不确定性和江西特色的气象条件,在水稻收获指数保持稳定的情况下,必须保证足够的水田面积才能保证水稻的产量。

图 2  江西省水稻气候生成潜力图

5、模拟和结果分析

      根据估算数据进行结果分析。主要用于分析:

a) 粮食产量的估算

b) 国家或政府对农田土地使用情况的宏观控制

c) 气候变化对水稻生产力的影像

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