土地生产潜力评价

太阳辐射 投射到植物上的 中的可见 可见光10%落在
光部分 非光合器官上
？ 1cm2=10-8hm2
Pr = Q×0.47 ×0.95 ×0.9 ×0.935 ×8.64 ×0.1 ×0.75÷0.92÷0.85×3
每卡的量 子数为 8.64微爱 因斯坦
植物质中含 8%无机养分
合成1微克分子碳 水化合物要10微 爱因斯坦光量子
耕地复 种指数
小知识 农业区划与区域农业发展
小 知 识
小知识
气候变化对生产潜力的影响
生产潜力对气候变化的响应
相应的变化，必要的适应性 调整和适应能力
第二节 土地的综合生产潜力评价和 人口承载潜力评价
小知识
土地人口承载力
在一定的生产条件下，土地资 源的生产能力及在一定的生活 水平下所能承载的人口数量。
小知识 生态足/痕迹（占用）
生态足迹(ecological footprint)：人类需要的 能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生
产力的地域空间（生态/物生产性面积
biologically/ecologically productive area)
一定区域范围内给 定人口的消费负荷
一只负载着人类与人类所创造的 城市、工厂……的巨脚踏在地球 上留下的脚印
土地生产潜力
气候生产潜力
YLPP= YCPP * f（S） 土地因子 YCPP= YTPP * f（W）
f（S）土壤管理订正函数
f（W）为水分订正函数
LPP：Land production potential
CPP：Climatic production potential
一、以气候要素为主的生产潜力评价
1 - 0.071（Sa-6） Sa﹥6
Y=
1
Sa≤6
二、以土壤要素为主的生产潜力评价 1.土壤单因子与产量关系模型
土层肥力与产量模型
2.089N+2.4656P-0.00363N·P
Y=
（N，P﹥0）
0
（N=0 or P=0）
二、以土壤要素为主的生产潜力评价
2.土壤生产力指数模型
N IP = H×D ×P ×T ×or ×O×A×M
土地生产潜力评价
• 土地生产潜力的概念
• 土地生产潜力是指在一定的自然条件或社会 经济条件下，土地生产对人类有用的生物产品 或经济产品的潜在能力。针对某一个特定地区 和特定时期，土地的社会经济属性虽会有一定 的变化，但都可以定义在一定的水平上。
• 因此土地生产潜力研究一般在确定的社会经 济条件下，分析土地的自然条件决定的土地生 产力。
植物质中含 水量15%
光合作用形成的 碳水化合物25%
被氧化为CO2
一、以气候要素为主的生产潜力评价
2.光温生产潜力 Pt = Pr ×Ft Pr为光合潜力， Ft为温度订正函数
（1）Ft = n/365 （2） 0.027T- 0.162
Ft =
0.086T- 1.41 1
-0.083T+3.67 （李世奎）
小知识 生态足/痕迹（占用）
计算结果展示：
小知识 生态足/痕迹（占用）
小知识 生态足/痕迹（占用）
我国各省人均生态占用变化
1980年我国各省人均生态占用面积
1990年我国各省人均生态占用面积
2000年我国各省人均生态占用面积
1980年我国生态赤字/盈余
1990年我国生态赤字/盈余
2000年我国生态赤字/盈余
（孙惠南）
T∈﹝6℃，21℃） T∈﹝21℃，28℃） T∈﹝28℃，32℃） T∈﹝32℃，44℃）
一、以气候要素为主的生产潜力评价
2.光温生产潜力 （3）Miami（迈阿密）模型 YT= 3000 /（1+e 1.315-0.119T） YR= 3000 ·（1- e -0.000664R）
YT为根据气温得到的生产潜力（g/m2 ·年） YR为根据降水得到的生产潜力（g/m2 ·年） T 为年平均气温（℃） R 为年平均降水量（mm）
S
IP为土壤生产力指数 H土壤水分，D排水状况，P有效土层厚度， T土壤结构，N盐基饱和度，S可溶盐含量， O有机质含量，A粘土矿物特性， M矿物质储量
小结
机理模型与统计模型的结合
研
农业生产布局的基础
区域粮食安全的
究
依据
衡量依据
意
义
土地利用规划、土地 市场管理的依据
揭示充分利用土地的 途径
小知识 农业区划与区域农业发展
小知识 生态足/痕迹（占用）
计算步骤：
化石能源地 1.1
（3）汇总生态足迹
可耕地
2.8
牧草地
0.5
林地
1.1
建成地
2.8
全球人均生
海洋面积
0.2
物生产性土 地拥有量为 1.84hm2
将经过当量因子换算的各 类生物生产性面积加和
小知识 生态足/痕迹（占用）
计算步骤：
用产量因子折算；扣除12%的 生物多样性保护面积
国家
美国 新西兰 加拿大
日本 南非 巴西 德国 中国 中国香港
生态足迹
10.9 8.2 7.4 4.7 3.1 3.8 4.8 1.5 6.3
生态承载力
6.7 26.8 12.6 0.8 1.3 9.1 1.9 0.6 0.0
生态赤字
-4.2 18.6 5.2 -3.9 -1.8 -5.3 -2.9 -0.9 -6.3
一、以气候要素为主的生产潜力评价
光合生产潜力 太阳辐射 YRPP= f（Q）
Q为太阳辐射
光温生产潜力 温度 YTPP= YRPP * f（T）
f（T）为温度订正函数
TPP：Thermal production potential
RPP：Radiation production potential
降 水
第一节 作物生产潜力评价方法及其
理论依据
在分析完气候生产潜力的基础上分析土壤对作物生 产潜力的影响，获得土壤生产潜力。也有一些研究者 同时分析气候条件和土壤条件对作物生产潜力的影响， 但尚处于探索阶段。
作物生长的基础是光合作用，而光照、温度、热量、 水分、空气和矿物质营养都会影响到光合作用的进行。
一、以气候要素为主的生产潜力评价
3.气候生产潜力 Pw = Pt ×Fw Pt为光温潜力， Fw为水分订正函数
Fw =降水 / 蒸发力 实际比值 （降水﹤ 蒸发力）=1Leabharlann （降水-蒸发力﹤径流深度）
﹤1 （降水﹥蒸发力+径流深度）
一、以气候要素为主的生产潜力评价 4.土地生产潜力
PL = Pw ×FL Pw为气候潜力， FL为土地订正函数
土地生产潜力评价的概念
• 土地生产潜力评价的概念 • 土地生产潜力评价是在一定的社会经济条
件下，分析土地的各种自然属性以及它们 之间的综合作用对各种可能的土地利用方 式的潜在生产能力的影响，依此进行的土 地综合评价和分等定级的过程。分为土地 的作物生产潜力评价和土地的综合生产潜 力评价两种大的类型。
土地的综合生产潜力评价的概念
• 土地生产潜力评价也可以具体针对某一特 定的地区，通过分析各种可能的土地利用 方式在这一地区的潜力，而对这一地区的 生产潜力作为一个综合的评价，将这种评 价称之为土地的综合生产潜力评价。这种 评价根据各种土地利用方式，如耕作业、 放牧业、林业、自然保护区等的生产潜力 或潜在适宜性等级获得土地的综合生产潜 力等级。可以为宏观的土地利用规划、农 业决策、农业产业结构调整提供依据。
（1）土壤质地与生产力的关系
壤质 偏砂偏 粘土 含砾 以砂砾 粘壤土 砂土 质土 为主
生产力 1.0 0.72 0.57 0.43 0.29
指数
一、以气候要素为主的生产潜力评价
4.土地生产潜力
（2）土层厚度与产量的关系
exp（-0.025×Z） Z﹤150cm
Y=
1
Z≥150cm
（3）土壤含盐量与产量的关系
小知识 生态足/痕迹（占用）
消费量=生产量+进口量-
计算步骤：
出口量
（1）划分消费项目，计算消费量
小知识 生态足/痕迹（占用）
计算步骤：
消费量/单产
（2）将各消费量折算为生物生产性土地面积
化石能源地，可耕地，牧草地， 林地，建成地，海洋（水域）
全球人均拥有:0hm2化石能源地、0.25hm2可耕地、 0.6hm2牧草地、0.6hm2林地、0.03hm2建成地及0.5hm2 海洋面积。
小知识 土地人口承载力
人口
土
地
食物
生 产
力
土地
人口量 人类需求量
小知识 土地人口承载力
**年**地区土地人口承载力
人口 生产水平
生活 水平
低投入
中投入
高投入
温饱型
小康型
富裕型
小知识 土地人口承载力
结论1：中国在低投入水平下,土地可承载 11~11.9亿人；在中投入水平下可承载13.9~14.8 亿人；在高投入水平下可承载 14.9~18.9亿人。
（4）计算区域生态承载力，并与生态足 迹比较，分析可持续发展的程度
全球人均生物生 产性土地可用量 为1.62hm2
生态盈余（ecological remainder） 生态赤字（ecological deficit）
全球人均生态足迹约为2.3hm2
小知识 生态足/痕迹（占用）
计算结果展示：
1995年部分国家生态足迹（公顷/人）
第一节 作物生产潜力评价方法及其
理论依据
作物的生产潜力主要由两个方面决定，第一是作物 本身的生长特性，第二是作物生长的土地条件。前者 是与作物的种类、品质有关的，在此不再赘述（思考， 那个领域研究这个问题）、作物生长的土地条件可以 概括为气候条件和土壤条件。一般来说这两个条件都 是综合影响作物生产潜力的，但在实际研究中，为了 简化问题，往往先假设土壤是在理想的条件下，再分 析气候对作物生产潜力的影响，获得的生产潜力称之 为气候生产潜力。
土地的作物生产潜力评价的概念
• 土地生产潜力评价可以具体针对一定的作 物或一定的土地利用方式。针对一定的作 物或土地利用方式时，具体分析作物潜在 产量与各种自然因素的关系，并建立数学 模型，最后获得潜在产量的绝对值，将这 种评价称为土地的作物生产潜力评价。对 于作物布局、种植制度改革和农业投资决 策提供决策参考。
结论2：按照人均粮食600kg、 550kg、 500kg的 标准，在实现粮食最大可能生产量以后，我国土 地资源人口承载量分别为：13.8亿人、15.1亿人、 16.6亿人。
低投入水平下土地生产率大的省区分布
中投入水平下土地生产率增长大的省区分布
高投入水平下土地生产率增长大的省区分布
中投入水平下土地超载的省区分布
1.光合生产潜力
Pr = 0.92Q
（黄秉维模式）
Pr 为光合潜力（kg/hm2）， Q为太阳总辐射（卡/cm2）
Pr = Q×0.47 ×0.95 ×0.9 ×0.935 ×8.64 ×0.1 ×0.75÷0.92÷0.85×3
=Q×0.92（ kg/hm2 ）
5%的太阳光 投射到地上
投射到光合器官上的 可见光6.5%被反射