四平地區(qū)光資源與生產(chǎn)潛力研究

昊恒　于秀娟　田甜

摘要：利用四平地區(qū)氣候資料，對(duì)年和季的光資源要素進(jìn)行診斷分析。四平地區(qū)總體日照從年際變化上看呈現(xiàn)減少趨勢(shì);從地理分布上看，四平地區(qū)光資源從輻射、日照情況呈現(xiàn)自西向東逐漸減少趨勢(shì);從時(shí)間分布上看，自從1月起，月總輻射開始增加，6月以后開始下降;影響作物生長(zhǎng)的不僅是光能因子，還需要其他基本環(huán)境因子，比如溫度、水、氣等，這些都缺一不可，且不可相互代替。

關(guān)鍵詞：光資源;太陽(yáng)輻射;光能利用率

1總輻射和有效輻射

四平地區(qū)太陽(yáng)輻射能平均年總量為每平方厘米123 736千卡，從各月總輻射的變化看，從1月起，月總輻射開始增加，3月、4月、5月增長(zhǎng)最快，5月、6月為全年最高值，6月以后開始下降，12月為全年最低值。植物在光合作用過程中，并非全部吸收太陽(yáng)總輻射，其中只能同化太陽(yáng)光譜中0.4 - 0.71u范圍內(nèi)的可見光，該部分稱之為生理輻射或光合有效輻射，光合有效輻射占太陽(yáng)總輻射的49%，即Qp -0.49QO。四平地區(qū)作物生長(zhǎng)季5-9月總輻射量為66.255千卡/平方厘米，占年總輻射量的53%。

2日照時(shí)數(shù)與日照百分率

日照時(shí)數(shù)是太陽(yáng)光線實(shí)際照射到地面的時(shí)間，日照百分率是一地實(shí)際曰照時(shí)數(shù)與可照時(shí)數(shù)的百分比，光照時(shí)間長(zhǎng)短與作物關(guān)系中最突出的是作物的光周期反應(yīng)。由于作物的光周期現(xiàn)象，不同種作物，晝夜長(zhǎng)短影響其開花、結(jié)實(shí)、落葉、休眠期的開始以及地下塊根、塊莖營(yíng)養(yǎng)貯藏器官的形成，而日照時(shí)數(shù)的多少反映作物對(duì)光照長(zhǎng)短要求和可能滿足的情況。

3光能利用率與光合生產(chǎn)潛力

在農(nóng)業(yè)氣象工作中使用的光能利用率計(jì)算方法，基本上是按單位面積上作物產(chǎn)量所貯存熱能與該面積在作物生長(zhǎng)季節(jié)中所接受到的太陽(yáng)輻射能之比。

光能利用率

其中，A為單產(chǎn)（市斤/畝），R為大部分禾本科谷類作物系數(shù)（千卡/市斤）;Q為太陽(yáng)輻射能，單位千卡/畝。

從我國(guó)近年來理論計(jì)算最高值是8% - 10%，但在實(shí)際生產(chǎn)中，光能利用率要比理論數(shù)值低很多，在而實(shí)際生產(chǎn)中僅為0.5% -1 .0%，最大可達(dá)2%。其原因是多方面的，例如受其他氣象因子（熱量、水分）、土壤條件、耕作技術(shù)水平的限制等。但光能利用率的大小可表明一地的生產(chǎn)水平。

從該地區(qū)來說，生長(zhǎng)季（5月-9月）光能利用率一般在（1 0%～2 0%），根據(jù)光能利用率，反過來求出各地光合生產(chǎn)潛力。

搜集近幾年四平地區(qū)的光合生產(chǎn)量，取平均值，實(shí)際產(chǎn)量為：四平638 4斤/畝，梨樹610 8斤/畝，公主嶺609 3斤/畝，伊通598 3斤/畝，雙遼658 7斤/畝。可見，光合生產(chǎn)潛力與太陽(yáng)總輻射的地理分布是一致的。最高值是雙遼市，最低值是伊通縣。

4氣候生產(chǎn)潛力

氣候生產(chǎn)潛力是指一個(gè)地區(qū)在水分充分滿足的條件下，由該地區(qū)的太陽(yáng)輻射和溫度條件共同決定的光合潛力，也稱為光溫生產(chǎn)潛力，用單位面積糧食產(chǎn)量表示，氣候生產(chǎn)潛力與光合潛力呈以下關(guān)系。

其中，Yc為氣候生產(chǎn)潛力（斤/畝）;T為氣溫（℃）;F（T）為氣溫某一形式的函數(shù)。按照光合潛力定義，它與光能利用率有如下關(guān)系：

F為能量轉(zhuǎn)換系數(shù)（4 25千卡/克）;C為光能利用率;E為經(jīng)濟(jì)系數(shù)，對(duì)大部分禾本科谷類作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)為0 35。

在考慮溫度條件的共同作用時(shí)，需概括各種作物光合過程的共同特征，只要有適當(dāng)?shù)臏囟葪l件對(duì)光合過程的影響函數(shù)F（T），便根據(jù)（1）式計(jì)算出氣候生產(chǎn)潛力Yc。目前還缺乏可以直接應(yīng)用的有關(guān)溫度對(duì)光能利用率影響資料，采用以下線性模式：

當(dāng)T≤OcC時(shí)，F(xiàn)（T）=0;當(dāng)T≥300C時(shí)F（T）=1。

溫度在O℃- 300C時(shí)，F(xiàn)（T）隨T線性增加，亦即根據(jù)四平地區(qū)生長(zhǎng)季5-9月月平均溫度≥30C和≤OcC的情形是不存在的，所以：即O℃

用生長(zhǎng)季（5月-9月）的生理輻射和月平均氣溫，在不同光能利用率的條件下計(jì)算出該地區(qū)各（市）縣各月及生長(zhǎng)季（5月-9月）的氣候生產(chǎn)潛力。

從分布上看，雙遼雖然是高值區(qū)，但從現(xiàn)實(shí)來看，產(chǎn)量并不高，在實(shí)際生產(chǎn)上獲得的產(chǎn)量要比理論計(jì)算的低得多，其原因主要是雙遼市屬于半干旱地區(qū)，水分供應(yīng)不足，所以產(chǎn)量一直不高。如果在作物生長(zhǎng)期水分供應(yīng)充足的情況下，雙遼市產(chǎn)量的提高是大有潛力的。這說明影響作物生長(zhǎng)的四個(gè)基本環(huán)境因子，光、溫度、水、氣（ C02）是缺一不可的，且不可相互代替。目前對(duì)水分，人們尚可調(diào)節(jié)和控制一部分，C02 -般也能滿足，而光、溫條件人們則難以調(diào)節(jié)和控制，尤其溫度對(duì)作物光合速度的影響是很強(qiáng)烈的。

5結(jié)論

四平地區(qū)總體日照按年際變化上看呈現(xiàn)減少趨勢(shì);四平地區(qū)光資源的輻射、日照情況從地理分布上看，呈現(xiàn)自西向東逐漸減少趨勢(shì);從時(shí)間分布上看，從1月起，月總輻射開始增加，3月、4月、5月增長(zhǎng)最快，5月、6月為全年最高值，6月以后開始下降，12月為全年最低值;光合生產(chǎn)潛力與太陽(yáng)總輻射的地理分布是一致的：最高值是雙遼市，最低值是伊通縣;雙遼市雖然是光合生產(chǎn)潛力高值區(qū)，但從現(xiàn)實(shí)來看，產(chǎn)量并不高。說明影響作物生長(zhǎng)的不僅是光能因子，還需要其他基本環(huán)境因子，比如溫度、水、氣（C02）等，這些都是缺一不可，且不可相互代替的。