土地评价与管理第五章 土地潜力评价课件.ppt

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1、1,1以气候要素为主的潜力评价2以土壤为主的潜力评价3土地潜力综合评价4土地潜力评价的步骤5土地潜力评价成果的应用6讨论,4th、,2,主要途径,定性途径： 根据土地对各种农作物或土地利用方式的自然限制因素的强弱程度，将土地生产潜力分为若干等级或类别。美国农业部土地生产潜力评价系统定量途径： 依据一定的数理模型（统计的或机制的）来定量表达土地的潜在生产能力。MOSS模型、 Miami模型、GOSSYM模型,3,一、以气候要素为主的潜力评价,从温度、降水、蒸发等水热条件揭示土地的生产潜力迈阿密模型（Miami Model）桑斯维特纪念模型（Thorthwaite Memorial Model）格

2、思纳里思模型和瓦格宁根法（Wageningen）,4,1迈阿密模型 (Miami Model) （1971，H.Lieth莱斯）,Y = 3000 /（1 + e1.315-0.119t）Y = 3000（1 - e-0.00064p） Y-生物生产量（g/(m2.a)） t-年平均温度（）、p-年均降水量（mm） 根据Liebig（李比希）定律，最小量因子制约生产力水平（或土地生产率限制率），因此选用两个生产力数值中的较低值来代表该地植物生产潜力。,5,2桑斯维特纪念模型(Thorthwaite Memorial Model),P = 30001-e0.0009695（E-20）P-生物生产

3、量（g/(m2.a)）、E年实际蒸散量,6,3格思纳里思模型(Gessner-Lieth Model),P = -157 + 5.17SP-生物生产量（g/(m2.a)）、S光合作用季节的日数,7,4瓦格宁根模型(Wageningen Model),60年代荷兰瓦格宁根大学斯莱波斯提出的一种植物生产力的动态模拟模型。通过模拟作物的光合、呼吸作用，叶和根生长量等因子的日变化以及碳水化合物的变化过程，来模拟在水分和营养充足条件下的作物光温生产力。在计算时综合考虑了作物种类、光合特性、群体叶面积及作物产量形成的动态过程、机理等而计算的，这一方法主要适用于小麦、玉米、高粱、苜蓿等作物产量的估算。计算分

4、五个步骤：,8,（1）计算标准作物干物质产量（Y0）Y0 = Fy0 + （ 1 F ）yc 其中，F =（Rse - 0.5Rs）/ 0.8Rse 式中：Y0为标准作物干物质产量，F为白天的阴天部分（云覆盖度），Rs为实测入射短波辐射（cal/cm2日），Rse为晴天最大入射有效短波辐射（cal/cm2日），y0 为生育期间完全阴天时的标准作物干物质产量（kg/（hm2日），yc 为生育期间完全晴天时的标准作物干物质产量（kg/（hm2日）。,9,（2）按气候影响进行订正 ETm/（ea-ed）式中：ETm为生育期内日平均最大蒸散量（mm/日），ea为生育期内平均和饱水气压,ed为实际水汽压

5、。（3）作物种类订正（K） 标准条件下作物干物质产量与苜蓿、玉米、高粱、小麦的干物质产量的关系为经验常数K，称为作物转换系数。,10,（4）温度订正（CT）标准作物产量为作物在标准温度下的产量，按作物把总能量的40%用于自身维持呼吸作用考虑，则在总生长期实际白天温度平均值条件下的作物净产量可用作物各自的温度订正系数CT予以修正。,11,（5）经济系数（CH） 收获量仅是干物质总产量的一部分，所以作经济系数（CH）订正后才得到经济产量。综合上述五个计算过程，其总的计算公式为：Y = Y0ETm/（ea - ed）KCTCHG式中：G为总生长期（日）；Y为光温生产潜力（Kg/hm2）,12,5FA

6、O的方法,（1）计算标准作物干物质产量（Y0）Y0 = Fy0 + （ 1 F ）yc 其中，F =（Rse - 0.5Rs）/ 0.8Rse与瓦赫宁公式相同,13,（2）作物种类与生育期间的温度订正（CT）作物的干物质生产率（ym）取决于作物种类与温度。ym可能大于或小于标准作物假定的20kg/（hm2时），当ym20时：Y0=F(0.8+0.01ym)y0+(1-F)(0.5+0.025ym)yc当ym20时：Y0=F(0.5+0.025ym)y0+(1-F)(0.05ym)yc,14,（3）叶面积订正（CL） 上面计算的Y0 为叶面积指数LAI=5时最大干物质产量。在LAI5时，对Y0的

7、影响不大，但在LAI5时则应进行叶面积订正。（4）净干物质产量订正（CN） 植物在白天进行光合作用积累干物质，晚上则呼吸消耗，消耗剩余的物质才能用于植物生长。（5）经济系数订正（CH）含义同瓦格宁根法。,15,当ym20时：Y0=CL.CN.CH.G.F(0.8+0.01ym)y0+(1-F)(0.5+0.025ym)yc当ym20时：Y0=CL.CN.CH.G. F(0.5+0.025ym)y0+(1-F)(0.05ym)yc 重点是确定各个系数国外有一些成功的系数,但也有误差中国目前没有通过试验取得这些系数数据,16,把植物、气候、土壤视为一个整体系统（SPAC），考虑其中各部分的相互作用

8、和诸因子各自及共同对作物生产力形成的影响. 基本形式是在光合潜力的基础上进行温度订正，称为光温生产潜力； 再进行水分订正，称为光温水生产潜力（或气候生产潜力）； 又进行了土壤订正，称为气候土壤生产潜力（或农业生产潜力）。,6. 农业生产潜力 (Agr. potential productitvity),17,一般数学表达式可归纳为：g = C.E. Qi Kti Kwi Ks式中：C为能量转换系数；Qi为太阳辐射；E为光能利用率；i为作物生长时段序号；Ks为土壤订正系数。Kti为各生长时段温度订正系数；Kwi为各生长时段水分订正系数；,18,宜牧土地生产潜力分析,第一步：宜牧土地气候生产潜力（

9、迈阿密模型计算）,Y = 3000 /（1 + e1.315-0.119t）Y = 3000（1 - e-0.00064p）Y-生物生产量（g/(m2.a)）t-年平均温度（）p-年均降水量（mm） 根据Liebig（李比希）定律，最小量因子制约生产力水平，因此选用两个生产力数值中的较低值来代表该地植物生产潜力。,第二步：宜牧土地生产潜力,Pa = Pc f(l) Pa 宜牧土地生产力 Pc 气候生产潜力 f(l)土地质量系数 f(l)= (Ai Rj)/Ai A不同等级宜牧土地面积 R 相应等级土地等级系数,19,宜牧土地生产潜力分析,第三步：宜牧土地第二生产潜力,Pg = (Pai Ai)

10、 /107 Pg牧草生产的潜力总量 Pai 地域平均状况的宜牧土地生产潜力 Ai 地域宜牧土地总面积 107 由公斤转化为万吨的转化系数 i参与计算的地域单元,Pac = Pg f(e) f(u) f(o) Pac 实际可能利用的生产潜力 f(e)可食性牧草占牧草的系数 f(u)可利用宜牧土地占宜牧土地的系数 Pg 生产潜力 f(o）其它因素对实际生产潜力影响的系数,以每养单位每日需干草2公斤，就可以大致计算出一定区域内可能的载畜量,20,IP = HDPTN（or S）OAM 式中: IP为土壤生产力指数； H为土壤水分； D为排水状况； P为有效土层厚度； T为土壤结构；,二、以土壤为主的

11、潜力评价,N为盐基饱和度； S为可溶盐含量； O为有机质含量； A粘土矿物特性； M为矿物质含量。,1 农用土地土壤生产力分级系统 (Soil productivity rating system),FAO于1971年根据土壤生产力指数（IP,index of productivity ）的高低，划分为5个等级以表示土地质量的高低，即土壤生产力分级。,21,考虑了土壤的9个要素和特性，根据每一要素的特征给出从0到100的数值，所有要素特征的乘积便是土壤生产力指数。 关键通过建立每一要素详细的评分标准，比较要素特征和评分标准，得出分数值，然后计算土壤生产力指数.,22,土壤单元潜力指数：SPI

12、= P -（ CM + CL ）式中，SPI为土壤单元潜力指数；P是根据当地管理水平确定的有关产量的费用指数；CM是克服或者把土壤限制因素的影响减小的改良措施的费用指数；CL表示由持续影响的限制性因素造成的费用指数,2土壤潜力率(soil capability ratio),计算出土壤潜力指数后，将其按大小排列，并换算成土壤潜力率的比分从0到100，用于评价土壤质量，最好的土地是100分。,23,P可以按在良好经营下的一个特定土壤单元上生长的特定作物产量来计算，每一土壤单元的作物产量乘以作物的净价格就是该土壤单元预期的年收入费用指数；CM反映了为维持土壤生产力所必须的保护改良措施的费用，如修筑

13、梯田、挖排水渠、输水道的费用等，将这些改良措施的总费用估算出来并按年份摊，以决定改良措施的年费用；CL反映了每年用于克服持续性限制因素影响的耕作或措施费用，如每年用于土壤保持的费用、农田带状耕作的费用及夏季休闲地的费用等。,24,美国农业部土壤保持局1974年提出来的，强调土壤特性的一种土地评价形式。土壤潜力率是根据土壤的相对质量为规划工作者作出合理的土地利用决策而设计的。 在高水平的经营管理下某一作物的预期产量为依据，综合了土地质量、产量和管理措施，使土壤限制性因素减小到最小限度的相对费用，以及减小持续限制性因素对社会经济和环境的影响造成的费用。土壤潜力率通常是建立在每一土壤单元潜力指数（S

14、PI）的基础上，这是一个土壤的相对适宜性或土壤质量的数量化分级。,25,潜力级 潜力亚级 潜力单元,三、土地潜力综合评价 （美国农业部土地潜力分类系统）,美国土地潜力分级结构,26,分类系统：（1）土地潜力级（land capability class）土地对大田作物、牧草等利用方式的限制性强度把所有土地分为8级。,27,（2）土地潜力亚级（land capability subclass）-4级 （潜力级中的1级，没有限制性因素，故不分潜力亚级）。e-侵蚀限制因子；w-过湿限制因子；s-根系限制因子;c-气候温湿限制因子,28,（3）土地潜力单元级（land capability unit）

15、。 土地潜力单元实际上是一组相似的土壤（土种）。理化性质差异较小、生产利用方式基本一致、土地产量变幅小于25；经营管理措施基本一致等。 等级的评定： 潜力级限制因子定律 潜力亚级主导因子划分 潜力单元经营管理方式和水平、实际生产力等,29,美国农业部土地潜力分析系统,30,美国土地潜力分析系统评述,（1）同一潜力级的土地尽管其限制因素相似，但限制因素的种类不一定相同，因此所需经营管理的措施不一定相同。也就是说，属于同一潜力级的土地，在地形尤其是土壤上可能有较明显差异；（2）潜力级评定的主要因素是自然条件，很少考虑投入产出情况。（3）评价是不考虑土地的区位条件；（4）评价方法具有较大的适用范围。

16、,31,四、土地潜力评价的主要步骤,确定潜力评价的基础单位；建立潜力评价系统；拟定潜力评价表；评定潜力等级,32,1. 确定潜力评价的基础单位,目前对基础单位的确定存在三种意见：（1）以土地类型单位为评价单元（2）以土壤分类单位（土属、土种等）（3）以土地利用现状的地块作为评价单元。,33,2. 建立潜力评价系统,评价系统的层次性评价系统的简洁性评价系统的可操作性评价系统的可应用性,34,3. 拟定潜力评价表,潜力评价表又称为土地限制因素评级表。其工作步骤分为：（1）寻找土地利用限制因素（集）；（2）判定该限制因素（集）对于某级潜力的上下阈值。,35,某地限制因素计划分标准,36,4. 评定潜力等级,评定潜力等级的方法定性法：不能等同看待各个限制因子的作用。李比西 的“最低量定律”：即最差因子制约产量水平 （用最严重的限制因素制约土地潜力等级）定量法：应用限制因素的分级值和来评定。,