第七章土地生产潜力评价

第七章土地生产潜力评价土地潜力是土地用于一定方式或在使用一定管理实践方面的潜在能力，它是土地要素相互作用所表现出来的潜在生产能力。土地生产潜力，土地利用潜力•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。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。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。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。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光合生产潜力YRPP=f（Q）Q为太阳辐射太阳辐射光温生产潜力YTPP=YRPP*f（T）f（T）为温度订正函数温度气候生产潜力YCPP=YTPP*f（W）f（W）为水分订正函数降水土地生产潜力YLPP=YCPP*f（S）f（S）土壤管理订正函数土地因子RPP：RadiationproductionpotentialTPP：ThermalproductionpotentialCPP：ClimaticproductionpotentialLPP：Landproductionpotential一、以气候要素为主的生产潜力评价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）Pr=Q×0.47×0.95×0.9×0.935×8.64×0.1×0.75÷0.92÷0.85×3太阳辐射中的可见光部分5%的太阳光投射到地上投射到植物上的可见光10%落在非光合器官上投射到光合器官上的可见光6.5%被反射每卡的量子数为8.64微爱因斯坦光合作用形成的碳水化合物25%被氧化为CO2合成1微克分子碳水化合物要10微爱因斯坦光量子植物质中含8%无机养分植物质中含水量15%？1cm2=10-8hm2一、以气候要素为主的生产潜力评价2.光温生产潜力Pt=Pr×FtPr为光合潜力，Ft为温度订正函数（1）Ft=n/365（孙惠南）（2）0.027T-0.162T∈﹝6℃，21℃）0.086T-1.41T∈﹝21℃，28℃）1T∈﹝28℃，32℃）-0.083T+3.67T∈﹝32℃，44℃）（李世奎）Ft=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+e1.315-0.119T）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）一、以气候要素为主的生产潜力评价3.气候生产潜力Pw=Pt×FwPt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）=1（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×FLPw为气候潜力，FL为土地订正函数0.290.430.570.721.0生产力指数以砂砾为主含砾质土粘土砂土偏砂偏粘壤土壤质（1）土壤质地与生产力的关系一、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﹤150cmY=1Z≥150cm（3）土壤含盐量与产量的关系1-0.071（Sa-6）Sa﹥6Y=1Sa≤61.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·PY=（N，P﹥0）0（N=0orP=0）二、以土壤要素为主的生产潜力评价二、以土壤要素为主的生产潜力评价2.土壤生产力指数模型NIP=H×D×P×T×or×O×A×MSIP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农业生产布局的基础依据土地利用规划、土地市场管理的依据研究意义区域粮食安全的衡量依据揭示充分利用土地的途径农业区划与区域农业发展小知识耕地复种指数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小知识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土地人口承载力小知识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。土地人口承载力人口土地食物土地生产力人类需求量人口量小知识土地人口承载力高投入中投入低投入富裕型小康型温饱型人口生活水平生产水平**年**地区土地人口承载力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。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。小知识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生态足/痕迹（占用）生态足迹(ecologicalfootprint)：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/ecologicallyproductivearea)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一定区域范围内给定人口的消费负荷小知识生态足/痕迹（占用）计算步骤：（1）划分消费项目，计算消费量消费量=生产量+进口量-出口量小知识生态足/痕迹（占用）计算步骤：（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。消费量/单产小知识生态足/痕迹（占用）计算步骤：（3）汇总生态足迹将经过当量因子换算的各类生物生产性面积加和化石能源地1.1可耕地2.8牧草地0.5林地1.1建成地2.8海洋面积0.2小知识全球人均生物生产性土地拥有量为1.84hm2生态足/痕迹（占用）计算步骤：（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生态盈余（ecologicalremainder）生态赤字（ecologicaldeficit）用产量因子折算；扣除12%的生物多样性保护面积小知识全球人均生物生产性土地可用量为1.62hm2全球人均生态足迹约为2.3hm2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）国家生态足迹生态承载力生态赤字美国10.96.7-4.2新西兰8.226.818.6加拿大7.412.65.2日本4.70.8-3.9南非3.11.3-1.8巴西3.89.1-5.3德国4.81.9-2.9中国1.50.6-0.9中国香港6.30.0-6.3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）小知识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/盈余生态足/痕迹（占用）评价：概念形象，角度新颖，内涵丰富，可操作性强自然功能不全；静态分析小知识