2光溫生產(chǎn)潛力光是作物進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)的能量源泉，它在溫度、水分、土壤肥力及人為因素（農(nóng)業(yè)技術(shù)措施）等綜合影響下發(fā)揮作用。沒有適宜的溫度配合，光能生產(chǎn)潛力就發(fā)揮不出來；溫度低于作物的生物學(xué)下限或高于上限，光合產(chǎn)物趨近于0。光溫生產(chǎn)潛力是指當(dāng)水分、土壤肥力和農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等參量處在最適宜的條件下，由太陽輻射和溫度兩因子共同決定的作物產(chǎn)量，它是大田生產(chǎn)可以實現(xiàn)的產(chǎn)量上限。國內(nèi)外研究光溫生產(chǎn)潛力的方法多種多樣。但主要有兩大類，一類是構(gòu)造外在式溫度訂正函數(shù)，另一類是以內(nèi)在函數(shù)的形式對光合潛力進(jìn)行訂正。前者首先將光合潛力作為理論上土地生產(chǎn)潛力的上限，然后分別用溫度影響函數(shù)、水分影響函數(shù)和土地影響函數(shù)對光合潛力依次進(jìn)行訂正，分別得到光溫生產(chǎn)潛力、氣候生產(chǎn)潛力和土地生產(chǎn)潛力。在這種情況下，對光溫潛力（Pt）的估算轉(zhuǎn)化為溫度訂正函數(shù)（Ft）的確定，即：Pt=P·Ft式中，P為光合潛力。孫惠南（1985）、李世奎（1984）、侯光良（1985）以及于滬寧和趙豐收(1982)等均采用這種訂正方法。后者將溫度作為一個單一因子內(nèi)嵌在光溫潛力表達(dá)式中，即以內(nèi)在函數(shù)的形式完成對光合潛力的訂正，如聯(lián)合國糧農(nóng)組織的AEZ方法；即：Pt=F[(P),t]。2.1李世奎模式

喜溫作物和喜涼作物對溫度的要求是不同的，因此需要采用不同的溫度訂正函數(shù)。喜溫作物的溫度訂正采用萊亨泊公式：喜溫作物光合作用的有效溫度范圍是[6℃,44℃），環(huán)境溫度<6℃或≥44℃時葉綠體停止光合生產(chǎn)。在6℃--44℃范圍內(nèi)，不同的溫度區(qū)段，光合效率也是不同的；其中28--32℃的溫度區(qū)間是喜溫作物的最適溫度范圍，在此范圍內(nèi)溫度對光合潛力發(fā)揮不起限制作用。

將作物全生育期內(nèi)分生育期或逐日溫度資料代入上述兩公式，即得不同生育期或逐日溫度有效系數(shù)系列。所以，光溫生產(chǎn)潛力模式為：

式中，i為生育期序號或日期序號，視不同的精度要求而定。以光合有效輻射（Qpar）為基礎(chǔ)計算光溫生產(chǎn)潛力，則上式變?yōu)椋?/p>

式中Qpar單位為MJ·m-2。2.2于滬寧—趙豐收模式于滬寧和趙豐收（1982）認(rèn)為，在眾多的表征溫度訂正函數(shù)的經(jīng)驗公式中，長谷川史郎?奧田明男的基于C3、C4作物大量試驗資料而得出的經(jīng)驗公式較為合理，宜用作溫度訂正函數(shù)。長谷川史郎?奧田明男應(yīng)用試驗資料求得的作物相對光合速率（ft）與環(huán)境溫度（t）的關(guān)系式，即：該式表征了光合作用效率與溫度的關(guān)系，因此，即為C3和C4作物通用的溫度訂正函數(shù)?？紤]到光合作用所需的環(huán)境溫度為白天有光照情況下的溫度，所以，可以用白天平均溫度作為上述溫度訂正函數(shù)中的溫度指標(biāo)。

因此，光溫生產(chǎn)潛力可以表述為：以光合有效輻射（Qpar）為基礎(chǔ)計算光溫生產(chǎn)潛力，則上式變?yōu)椋菏街蠶par單位為MJ·m-2。2.3AEZ模式農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域法(Agro-ecologicalzone,AEZ)是聯(lián)合國糧食和農(nóng)業(yè)組織（FAO）開發(fā)的一套評價土地資源及其生產(chǎn)潛力（進(jìn)而估算人口承載力）方法的總稱。應(yīng)用AEZ法計算土地生產(chǎn)潛力是從評價有灌溉條件的大陸作物而發(fā)展起來的。對于評價地區(qū)的氣候條件來說，標(biāo)準(zhǔn)作物產(chǎn)量潛力采用DeWit(1965)的概念，即用輻射資料來計算；對于農(nóng)作物，在各地區(qū)的具體條件下，依據(jù)作物生長過程的特征進(jìn)行修正。該方法是在假定氣候條件滿足作物要求，并認(rèn)為水、土壤、病蟲害等不影響作物生長及其生產(chǎn)潛力發(fā)揮的條件下建立的，即相當(dāng)于光溫生產(chǎn)潛力（TPP）。決定作物最高產(chǎn)量的氣候因素有溫度、輻射、總生長期長度等。作物生長及其產(chǎn)量，受作物生長期所吸收的光合有效輻射影響最大，它影響作物光合作用所形成的干物質(zhì)。在合適的生長期長度內(nèi)，氣溫條件決定著適宜作物種類；當(dāng)物種條件滿足時，氣溫和輻射條件對作物產(chǎn)量是一種限制因素，因為自然選擇和繁育過程使得作物光合作用過程在一定的氣溫范圍內(nèi)有一最佳速率值。特別是產(chǎn)生于光合作用的生物化學(xué)和物理性質(zhì)的變異導(dǎo)致了作物之間光合作用最佳溫度要求的差異。因此，當(dāng)氣候因素適宜于某一給定作物的氣候特征時，就有可能確定氣溫及輻射與作物產(chǎn)量之間的關(guān)系。因為，與光合作用有關(guān)的氣溫和輻射的作用取決于作物的光合途徑，因而有可能把作物按其相似的光合途徑和光合作用能力進(jìn)行分組。AEZ法對作物生產(chǎn)潛力的計算以標(biāo)準(zhǔn)作物的生物量（biomass，即干物質(zhì)總量）為基礎(chǔ)，然后依次進(jìn)行溫度訂正、葉面積訂正、凈干物質(zhì)訂正和收獲指數(shù)訂正。這些訂正過程都與具體的作物種類有關(guān)，并且分生育期（Cropgrowingperiod,CGP）進(jìn)行。2.3.1計算標(biāo)準(zhǔn)作物的總干物質(zhì)產(chǎn)量(Y0)

Y0—標(biāo)準(zhǔn)作物總干物質(zhì)產(chǎn)量(kg·hm-2·day-1)；F—每天云遮蓋時間的比率；F=(Rse-0.5Rg)/0.8RseRse--晴天最大有效射入短波輻射(cal·cm-2·day-1)；Rg—實際測得的射入短波輻射(cal·cm-2·day-1)，或者通過日照時數(shù)(n)或日照百分率(n/N)推算∶

Ra—大氣上界太陽短波輻射能，也稱天文輻射，是一個與緯度值有關(guān)的常量，可以查表獲得。公式中使用的單位為cal·cm-2·day-1。y0—全陰天既定地點標(biāo)準(zhǔn)作物的總干物質(zhì)量(kg·hm-2·day-1)；yc—全晴天既定地點標(biāo)準(zhǔn)作物的總干物質(zhì)量(kg·hm-2·day-1)。表1晴天最大有效射入短波輻射與晴天和陰天標(biāo)準(zhǔn)作物總干物質(zhì)量(kg·hm-2·day-1)緯度1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月0Rse343360369364349337343357368365349337yc413424429426417410413422429427418410y021922623022822121621822523022822221610Rse299332359375377374373377369345311291yc376401422437440440440439431411385370y019721222523423623523623523021820319320Rse249293337375394400399386357313264238yc334371407439460468465451425387348325y017019321523524625024924222620317816430Rse191245303363400417411384333270210179yc281333385437471489483456412356299269y01371682002322512612582432161821481302.3.2作物種類與溫度訂正

不同作物在不同溫度條件下的干物質(zhì)生產(chǎn)率不同。因此，不同作物在不同環(huán)境溫度下、處于不同生育期，按照干物質(zhì)生產(chǎn)率的不同，需要對標(biāo)準(zhǔn)作物的y0和yc值進(jìn)行訂正。設(shè)Fy0為y0的訂正系數(shù)，F(xiàn)yc為yc的訂正系數(shù)，則作物生物量Y0為∶Fy0和Fyc的取值如下(ym表示干物質(zhì)生產(chǎn)率)∶當(dāng)ym≥20kg·hm-2·hr-1時

當(dāng)ym<20kg·hm-2·hr-1時作物光合類型氣候適宜類ym(kg·hm-2·hr-1)5℃10℃15℃20℃25℃30℃35℃40℃苜蓿C3喜涼類10.213.617.017.017.013.612.26.0冬大麥C3喜涼類6.813.620.423.819.06.80.00.0馬鈴薯C3喜涼類4.813.620.413.610.26.80.00.0油菜C3喜涼類6.813.620.427.020.46.83.40.0小麥C3喜涼類6.813.621.828.726.612.410.20.0棉花C3喜暖類6.810.220.427.227.220.410.2花生6.813.617.020.420.413.610.2水稻10.213.626.734.034.030.013.6大豆13.617.020.423.820.413.66.8甘薯3.413.623.827.227.217.06.8玉米C4喜涼類13.620.033.346.752.040.020.4糜10.213.623.836.743.337.420.4高粱10.216.730.036.746.740.820.4甘蔗C4喜暖類13.330.046.753.350.026.7表2不同作物在不同溫度下的干物質(zhì)生產(chǎn)率(ym，kg·hm-2·hr-1)2.3.3作物發(fā)育時間和葉面積訂正作物的葉面積指數(shù)(LAI)是作物葉片面積的總和相當(dāng)于葉面投影面積的倍數(shù)(m2?m-2)。作物所處生育期不同，LAI值也不同。特定作物L(fēng)AI的動態(tài)變化與作物生育期相關(guān)。LAI在整個生育期的中期最大，在生育期的開始或末了時較小。對于標(biāo)準(zhǔn)作物而言，可以假定有效葉面積為投影地面積的5倍，而當(dāng)特定作物的葉面積較小時即應(yīng)進(jìn)行訂正。當(dāng)特定作物的LAI>5時，影響就小一些。作物葉面積訂正系數(shù)(CL)。

表3作物葉面積訂正系數(shù)(CL)LAI1234567CL0.40.60.80.91.01.051.08根據(jù)作物不同生育期的LAI值，選用不同的CL系數(shù)，對不同生育期分別進(jìn)行訂正，然后求各生育期訂正的干物質(zhì)產(chǎn)量之和，即得到LAI訂正后的生物產(chǎn)量。2.3.4凈干物質(zhì)量訂正植物干物質(zhì)的生產(chǎn)來自于葉綠體吸收太陽輻射能后合成的碳水化合物。光合作用僅在白天有光照的條件下進(jìn)行，而夜間植物的呼吸作用則耗損碳水化合物。除消耗外，剩余部分的能量才能用于植物的生產(chǎn)，即凈干物質(zhì)的積累。凈干物質(zhì)占總光合產(chǎn)物的比率稱之為凈干物質(zhì)訂正系數(shù)(CN)。CN與環(huán)境溫度密切相關(guān)，一般以20℃為分界點，平均溫度>20℃，CN=0.5；平均溫度≤20℃，CN=0.6。表4作物生長盛期最大葉面積指數(shù)(LAI)和收獲系數(shù)(CH)作物最大葉面積指數(shù)(LAI)產(chǎn)品(收獲部分)收獲系數(shù)(CH)苜蓿6.0干草0.80冬大麥4.0谷物0.40馬鈴薯4.0塊莖0.60油菜4.0籽實0.25冬小麥5.0—6.0谷物0.37—0.39棉花6.0皮棉0.10花生4.5果實0.35水稻7.0谷物0.43大豆4.0籽實0.35甘薯4.0塊莖0.70玉米6.0谷物0.44糜5.5谷物0.38高粱5.5谷物0.39豌豆籽實0.30—0.40番茄果實0.25—0.35洋蔥莖0.70—0.80甘蔗8.0糖0.20—0.302.3.5收獲指數(shù)(CH)訂正作物經(jīng)濟(jì)價值的不同，主產(chǎn)品在生物量中所占的比例也不同。作物高產(chǎn)品種在良好的管理條件下，收獲部分的凈重占干物質(zhì)總產(chǎn)量凈重的比率為收獲系數(shù)(CH)，也稱經(jīng)濟(jì)系數(shù)。表中列出了通過試驗和觀測得到的不同作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)。2.3.6作物生長期(G)最大生產(chǎn)潛力訂正上述過程只計算了1天的作物生產(chǎn)量，要計算整個生長期的作物生產(chǎn)潛力，應(yīng)該乘以從作物開始生長到成熟的生長期。但對于越冬作物，需扣除日平均氣