学文网摘 要：义县地区光热资源丰富，水资源不足， 水份是我县光热资源充分利用的制约因素，充分挖掘义县的水资源，科学管水用水是发展现代农业的根本措施。详细分析本地主要作物品种，不同年份水份条件的满足程度，科学的提出耐旱作物品种，及不同年份作物品种的安排，对夺取农业丰产增收，有事半功倍的效果。
关键词：光热限制因素；合理安排；经济效益
Abstract: The Yixian with rich solar energy resources, water resources, and water is my county of light and heat resources make full use of constraints, fully tap the water resources, scientific management water is the basic measures of modern agriculture development. This paper detailed analyzes the main crops in different years, moisture conditions satisfied degree, science put forward drought resistant crop varieties, and different years of crop arrangement, for capturing agriculture bumper harvest, multiplier effect.
Key words: optical limiting factor; reasonable arrangement; economic benefit
中***分类号：P41文献标识码：A
在全球气候变暖的大背景下，各地气温都有不同程度的升高。气候变暖导致生态环境的改变，对地方农作物品种、布局和结构都产生影响。近年来诸多学者进行了分区域多方面深层次的研究[1-4]，以应对地方性气候变化对农业的影响。***府间气候变化专门委员会也组织专家对未来气候进行评估［5-6］。对应对气候变化及极端气候事件具有深远的意义。
义县位于辽宁省西南部辽河平原的过渡地带，属温带大陆型季风气候，温差较大，四季分明，雨热同季。农业生产形式基本上为开放式的雨养农业，因而农田生态环境在很大程度上受气候条件的制约。随着气候变暖，气象要素变化振幅趋大，由此产生的气候事件影响加大。光热水等农业气候资源总的特征是光热资源丰富，水分供应不足，水分成了本县光热资源利用的限制因子，因此充分挖掘义县的水资源，科学管水用水是发展农业的根本措施之一。
本文利用义县地区历年气象资料，在气候变暖背景下，研究义县地区光温水资源变化及其对当地农业生产的影响，旨在提高气候变暖对农业生产影响的认识，采取有效应对措施，增强当地农业生产适应气候变化的应变能力。
1、光资源丰富，光能利用潜力大
义县太阳总辐射年平均值为138.926千卡/cm2,作物可利用的生物辐射为68.076千卡/cm2，比同纬度的全省重点产量县黑山、凌海和东沟县均有增加。≥10℃期间的生理辐射为41.78千卡/cm2，也有优于黑山等县的趋势。可见，丰富的光资源是我县培育和引进喜光、高产的优良品种极有利的条件之一。
在其它条件相对稳定的情况下，光能利用率越高，产量越高。我们定义：在一定时期内，单位土地面积上，作物所蓄积的化学潜能与同时期投影到该面积上的生理辐射之比为光能利用率用下式表示：n=q•M/RQ•100%。
其中，q为作物的燃烧热，M为作物的生物学产量，RQ为生理辐射。经过当量变换后，我县主要粮食作物的光能利用率在0.5～1.5之间。但本县个别高产地块的已达到较高水平，如玉米亩产1145公斤，其生理辐射的利用率已达到4.8（注：此处K=0.35）；高粱亩产1107公斤，其利用率为4.2%，由此可见，我县光能利用率的潜力是很大的。
2、热量条件优越，粮豆作物一茬有余
生长季（5～9月）平均气温为20.7℃，≥10℃期间积温为3393.4℃，和北镇县相近，略高于黑山县，总热量完全可以满足主要作物的热量需求（见表1），由表可知，本县还可以适当培育和引进较晚熟的作物品种，以便充分利用当地的农业气候资源，提高单位面积产量。
表1作物全生育期热量指标
3、温差较差大，同化积温高，有利于作物干物质的积累
义县由于温度较差大，同化温度高（见表2），光合作用速率快呼吸作用减弱，使作物的净同化率增加，有利于作物干物质的累计。
表2 本县温差及同化温度状况
4、冬季长而寒冷，不利于牲畜和果树越冬
义县冬季（12～2月）与纬度相近的北镇、黑山、朝阳等县相比较，有平均气温低、负积温多，极端最低气温也低的特点（见表3），由此可知，冬季平均气温分别比北镇、黑山、朝阳低0.8℃、0.3℃和0.5℃；极端最低气温的差异更大，分别低1.0～4.1℃之间，对牲畜和果树的越冬较为不利，需加强越冬农业生物的保护措施，预防灾害。
表3 各地冬季温度比较 （1956～2000年）
5、生长季水分供应不足
一个地区的水分条件如何，不仅需要考虑降水的多少，而且还需要考虑有效性，以及作物不同发育期的需水量，用水分满足率和水分盈亏来评价水分供应状况更具有实用价值。
在无灌溉的条件下，地区水分的供应状况可以简单的用有效降水表示：
RO=R-F
其中，R为降水量，F为径流量，根据水利部门提供的径流系数，求出本县各月的径流量（见表4）
表4 各月径流量（mm）
作物需水量可以看成作物对水分的需求量，它定义为：在水分供应充足的条件下，保证作物正常生长发育的水分最大需水量，它与膨曼（penman）蒸发力（EO）有如下关系：
ETm=KC••EO
其中，KC为作物不同发育阶段的需水系数（见表5）。
表5作物发育阶段需水系数 （KC）
据此，可以求出各作物不同发育阶段的需水量。需水量多的作物为棉花、大豆和玉米，而需水较少的为花生和高粱（见表6）。
据水分的供求关系，可以求得作物各发育阶段的水分满足率：P=RO/ETm。
当RO≥ETm时，表示水分完全满足；当RO
水分满足率只是给出了作物水分供应的满足程度，为明了作物水分余缺的具体数值，需计算作物的水分盈亏，其表达式为：
W=RO-ETm
表6作物发育阶段需水量及水分满足率
它可以作为作物灌溉的主要依据，由表可知，全生育期棉花缺水最多为289.3毫米，缺水最少的为花生和高粱，分别为153.3和194.0毫米，苗期缺水最多的也是棉花为48.6毫米（见表7），这与生产实践是完全一致的。
表7作物各发育阶段需水分盈亏 （mm）
水分盈亏是农田灌溉的基础，在具体实施灌溉预算时，需考虑不同土质的渗漏及蒸发等因素的影响。为此，我们规定有效降水的10%为不同地形、土质条件下的渗漏量，其表达式为：
H=W+0.1RO
由此计算结果（见表8）可知，作物的全生育期，每亩灌溉超过200立方的只有棉花，其次为玉米需要179立方，灌溉最少的花生还需112.5立方才能获得理想的丰收，灌溉需要量最少的是高粱和花生的穗花期和高粱的产量形成期，分别为9.2、20.2和21.0立方，这也是这两种作物在本县大力发展的主要原因。
表8作物各发育阶段灌溉量（M3/亩
6、光热水资源的综合评价
义县光热水资源的配合状况良好，水热同季，高值均在七月份，降水量为179.7mm，平均气温为24.1℃,低值均在一月份，降水量为2.5mm，平均气温为-11.0℃，但气温变化比较平缓，降水变化较大，太阳总辐射和陆面蒸发基本同期，辐射高值在五月份，为17.1千卡/cm2，蒸发高值在六月份，为134.3mm（见***），这种配合状况对农业有有利的一面：水热同季正值大秋作物的积极生长期，有利于作物对水分热量的需要，太阳总辐射的高值在春季，可为蔬菜等春作物提供丰富的光资源。但五六月份的蒸发量大，使土壤失水速度加快，不利作物生长。
从一定意义上讲，一定的农业气候条件形成一定的农业产量，产量的高低主要取决于作物在光合作用过程中，对光热水等主要农业气候资源的利用程度，为科学评价光热水资源的利用，我们引进气候生产潜力的概念，并用其作为农业气候资源综合评价的指标，它的定义是在高水平的农业技术条件下，由现实的农业气候资源所形成的产量为气候生产力，其表达式为：
Y=RQKFGATARA
其中RQ为≥10℃总辐射：为与作物燃烧热有关的量换算系数；K为作物的经济系数；F为考虑作物群体的反射，漏射等诸因素后的生理辐射利用率，取F=0.06；Gi为叶面积截光订正系数；Ti为温度订正系数；Ri为水分订正系数，参考有关文献，下列参数见表9。
表9作物经济系数和换算系数
当作物品种确定后，某地的气候生产潜力的高低，主要取决于该作物对温光水资源的利用程度，即光温水订正系数的大小，改变生产条件，在一定程度上可以改变作物的群体结构，提高对光热水资源的利用，提高气候生产潜力，光温水订正系数按如下原则确定：
叶面积截光订正系数：作物群体的叶面积变化呈抛物线型，随着作物植株的成长，叶面积截光由少到多，到生长旺季叶面积达到最大，而后，随着植物趋于成熟，叶面积开始逐渐减少，从而截获的光能也趋于减少，由于本县缺少叶面积动态资料，故应用文献记载的各作物叶面积截光订正资料。（见表10）
表10 作物叶面积截光订正系数 （G）
温度订正系数：作物在整个生长发育过程中，适宜温度是不同的（见表11），在作物生长发育起点温度以上，随着温度的升高，光合速率加快，当温度上升到一定界限温度时，光合速率不再增加，温度再升高，光合速率也不再增加，有些作物的光合速率反而会有所下降，基本呈S型曲线，但由于本县缺少作物生长速率方面的资料，故采用如下方法进行各作物的温度订正：
表11 几种作物不同发育期的适时温度（℃）
其中，t为不同发育阶段的平均气温；t0为不同农作物生长发育的起点温度；t1为不同农作物的上限温度，据此求算的各作物温度订正系数（见表12）。
表12作物温度订正系数（T）
水分订正系数：在作物各发育阶段水分满足率的基础上，确定水分订正系数：
其中，Ki为作物全生育期产量反应系数，它的意义是在作物全生育期内由于水分不足对产量的影响程度，显然，在Ri表述了由现实的水分状况所决定的对产量的贡献，据此求出各作物的水分订正系数（见表13）
表13 作物产量反应系数（Ki）和水分订正系数（Ri）
将各有关系数带入气候生产潜力公式，即可求出在现实的气候条件下各作物所达到的产量（见表14）。
表14 作物气候生产潜力 （斤/亩）
7、结语
义县光热水等主要气候条件，对玉米和高粱来说，更适合高粱的发展，这主要是水分的作用，因为高粱比玉米耐旱，本县常常由于水分供应状况不好，对玉米的影响更大些，就花生和大豆来说，这里更适合花生的发展，这也是水分的作用，棉花只要利用好当地的水分资源，充分发挥光热资源的潜力，创造一定高产是完全可能的。综上分析可知，本县发展农业，合理配置作物，其关键是水资源的开发和科学利用，水是农业的命脉，搞好云水资源开发，解决农业用水，同时对林业、牧业，对改善义县生态环境及工业和生活用水，使我县更具有现实意义和长远意义。
参考文献
［1］高浩，潘学标，符瑜． 气候变暖对内蒙古中部草原气候生产潜力的影响［J］． 中国农业气象，2009，30( 3) : 277-282．
［2］侯琼，郭瑞清，杨丽桃． 内蒙古气候变化及其对主要农作物的影响［J］． 中国农业气象，2009，30( 4) : 560-564．
［3］龚强，汪宏宇，张运福． 气候变化背景下辽宁省气候资源变化特征分析［J］． 资源科学，2010，32( 4) : 671-678．
［4］薛昌颖，刘荣花，吴骞． 气候变暖对信阳地区水稻生育期的影响［J］． 中国农业气象，2010，31( 3) : 353-357．
［5］叶海英． 哥本哈根世界气候大会( COP15) 背景［OL］． 中国天气网，2009-12-03．
［6］Houghton J T． Intergovernmental panel on climate( IPCC) ，third assessment report，climate change 2001: the scientificbasis［R］． New York: Cambridge Univ． Press，2001: 881．
转载请注明出处学文网 » 光热水资源评价及其利用