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（辽宁省海城市气象局，辽宁海城 114200）
摘要 利用海城市近50年的大豆产量，采用数学模拟方法，分析其光能利用率的分布特征。研究表明，海城50年光能利用率呈增长趋势，可以发现在大豆各个环节提高其生长环境，光能利用率仍有提升的空间。
关键词 海城市；大豆；光能利用率
中图分类号 S565.1文献标识码 A文章编号 0517-6611（2014）19-06142-01
Distribution Characteristics of Soybean Light Energy Utilization Efficiency in Haicheng
XU Changzhe et al
(Haicheng Meteorological Bureau, Haicheng, Liaoning 114200)
Abstract By using soybean yield in Haicheng in recent 50 years, adopting numerical simulation method, the distribution characteristics of light energy utilization efficiency were analyzed. The results showed that the light energy use efficiency of Haicheng in recent 50 years is on the rise, it can be found that improving growth environment in each link, there is still room to improve light energy utilization efficiency.
Key words Haicheng; Soybean; Light energy utilization efficiency
作者简介 徐长哲（1963-），女，辽宁海城人，工程师，从事生态与农业气象方面的研究。
收稿日期 20140603
大豆是海城的主要农作物，其产量直接影响着海城的经济收入。大豆产量一部分取决于其光合效率。很多学者研究了大豆光能利用率的影响因素。王建林等［1-2］研究了在不同大气CO2浓度下大豆光合效率的变化，发现高浓度CO2能明显提高其光合速率；周勋波等［3］研究了不同株行距配置对光能利用率的影响，发现行距变小，株距增加，群体截获光能上升。
笔者通过分析了海城地区大豆历年的产量，分析其光能利用率的分布特征，进一步研究了大豆产量与光能利用率的关系。
1 材料与方法
1.1 资料来源
海城大豆产量资料包括1960~2008年，来源于海城市统计局。
1.2 光能利用率的数学模拟
根据作物光能利用率的定义，农作物光能利用率的通用表达式为：
σ=（2K）-1·M δ·Rg×100%
式中，K为农作物种类的经济系数，从农业试验中求得；M为农作物的子实产量；Rg为农作物生长季的太阳总辐射；δ为与农作物燃烧热相关的量纲换算系数，无量纲，通过计算求得。
2 结果与分析
2.1 光能利用率年际分布特征
从图1可以看出，海城大豆光能利用率50年总体呈波动上升趋势，其平均值为0.30%。前20年处于稳定波动上升时期；其余30年间为大起大落阶段；尤其是1983~1986、1993~1996、1996~1999年3段起伏特别明显。这种情况充分反映这50年间海城大豆生产的实际情况：前20年为计划经济时期，农业生产水平相对不高，受人为干扰不大，单产变化相对平稳；而大起大落阶段正是农业生产无论从结构调整，还是农业技术、管理水平处于大变革或转型时期，故大豆产量的年际间起伏很大；到新世纪时期，即后10年时期，为农业生产相对稳定，无论从品种、生产技术、病虫防治还是大面积大豆生产管理等各个环节均相对成熟时期，故大豆单产为小幅波动上升时期，年际间变化不大，其光能利用率变化不大，但其利用率很高，可达1.0%左右。这是三四十年以前不可想象的。这也正是光能利用率的农业生物意义之所在。
图1 海城市大豆光能利用率
2.2 光能利用率年代际分布特征
20世纪60年代至21世纪10年代海城市大豆光能利用率分别为0.22%、0.19%、0.20%、0.32%、0.54%。可以看出，光能利用率随着年代的变化不断地提高。
20世纪60年代海城大豆光能利用率的平均值为0.22%，比海城大豆50年平均值低0.08个百分点，为5个年代际的第3位；70年代光能利用率的平均值为0.19%，比50年平均值低0.11个百分点，为5个年代平均值中最小的一个；80年代光能利用率平均值为0.23%，比50年平均值低0.07个百分点，为5个年代际的倒数第2位；90年代光能利用率的平均值为0.32%，比50年平均值高0.02个百分点，为5个年代平均值的第2位；21世纪10年代光能利用率的平均值为0.54%，是5个年代中光能利用率最高的时段，比50年平均值高0.24个百分点，为5个年代际的第一位。
从海城市大豆生产时间来看，只要千方百计地提高大豆生产各个环节水平，诸如品种繁育、种植结构、耕作制度、农技措施、水肥管理、改善田间的微气候环境，大豆生产的增产空间还是存在的，再提高光能利用率0.1~0.5个百分点也是有可能的。
2.3 光能利用率极值分布特征
海城市大豆50年光能利用率最高值为2008年的0.65%，为50年平均值的2.17倍，高出0.35个百分点；最低值为1969年的0.12%，仅为50年平均值的40%，低0.18个百分点。
海城市20世纪60年代的大豆光能利用率最高值为1962年的0.33%，比此年代均值高0.11个百分点；最低值为1969年的0.12%，比此年代平均值低0.1个百分点。20世纪70年代大豆光能利用率最高值为1970年的0.25%，比此年代平均值高0.06个百分点；最低值为1974年的0.16%，比此年代平均值低0.03个百分点。20世纪80年代大豆光能利用率最高值为1986年0.36%，比此年代平均值高出0.13个百分点；最低值为1989的0.13%，比此年代平均值低0.1个百分点。20世纪90年代大豆光能利用率最高值为1993、1996年的0.40%，比此年代平均值高0.08个百分点；最低值为1994年的0.24%，比此年代平均值低0.08个百分点。2000~2009年的10年大豆光能利用率最高值为2008年的0.65%，比此年代平均值高0.11个百分点；最低值为2000、2002年的0.42%，比本年代平均值低0.12个百分点。
由此可见，20世纪80年代和21世纪10年代2个年代段极值差别最大，最高值和最低值之差均为0.23个百分点。
3 结论与讨论
（1）大豆光能利用率50年总体呈波动上升趋势，其平均值为0.30%。前20年处于稳定波动上升时期；后30年间为大起大落阶段，其中1983~1986、1993~1996年2段起伏特别明显。
（2）光能利用率随着年代的变化不断地提高，20世纪60~70年代利用率变化不明显，之后大幅度提高。
（3）50年大豆光能利用率最高值为2008年的0.65%，为50年平均值的2.17倍，高出0.35个百分点；最低值为1969年的0.12%，仅为50年平均值的40%，低0.18个百分点。
参考文献
［1］ 王建林，于贵瑞，齐华.东北地区大豆鼓粒期光合特性的研究［J］.中国农业气象，2007，28（3）：322-325.
［2］蒋跃林，岳伟，张庆国，等.大气CO2浓度对大豆光能利用率和水分利用效率的影响［J］.耕作与栽培，2006，8（2）：2-4.
［3］周勋波，杨国敏，孙淑娟，等.不同株行距配置对夏大豆群体结构及光截获的影响［J］.生态学报，2010，30（3）：691-697.
摘要 利用海城市近50年的大豆产量，采用数学模拟方法，分析其光能利用率的分布特征。研究表明，海城50年光能利用率呈增长趋势，可以发现在大豆各个环节提高其生长环境，光能利用率仍有提升的空间。
关键词 海城市；大豆；光能利用率
中图分类号 S565.1文献标识码 A文章编号 0517-6611（2014）19-06142-01
Distribution Characteristics of Soybean Light Energy Utilization Efficiency in Haicheng
XU Changzhe et al
(Haicheng Meteorological Bureau, Haicheng, Liaoning 114200)
Abstract By using soybean yield in Haicheng in recent 50 years, adopting numerical simulation method, the distribution characteristics of light energy utilization efficiency were analyzed. The results showed that the light energy use efficiency of Haicheng in recent 50 years is on the rise, it can be found that improving growth environment in each link, there is still room to improve light energy utilization efficiency.
Key words Haicheng; Soybean; Light energy utilization efficiency
作者简介 徐长哲（1963-），女，辽宁海城人，工程师，从事生态与农业气象方面的研究。
收稿日期 20140603
大豆是海城的主要农作物，其产量直接影响着海城的经济收入。大豆产量一部分取决于其光合效率。很多学者研究了大豆光能利用率的影响因素。王建林等［1-2］研究了在不同大气CO2浓度下大豆光合效率的变化，发现高浓度CO2能明显提高其光合速率；周勋波等［3］研究了不同株行距配置对光能利用率的影响，发现行距变小，株距增加，群体截获光能上升。
笔者通过分析了海城地区大豆历年的产量，分析其光能利用率的分布特征，进一步研究了大豆产量与光能利用率的关系。
1 材料与方法
1.1 资料来源
海城大豆产量资料包括1960~2008年，来源于海城市统计局。
1.2 光能利用率的数学模拟
根据作物光能利用率的定义，农作物光能利用率的通用表达式为：
σ=（2K）-1·M δ·Rg×100%
式中，K为农作物种类的经济系数，从农业试验中求得；M为农作物的子实产量；Rg为农作物生长季的太阳总辐射；δ为与农作物燃烧热相关的量纲换算系数，无量纲，通过计算求得。
2 结果与分析
2.1 光能利用率年际分布特征
从图1可以看出，海城大豆光能利用率50年总体呈波动上升趋势，其平均值为0.30%。前20年处于稳定波动上升时期；其余30年间为大起大落阶段；尤其是1983~1986、1993~1996、1996~1999年3段起伏特别明显。这种情况充分反映这50年间海城大豆生产的实际情况：前20年为计划经济时期，农业生产水平相对不高，受人为干扰不大，单产变化相对平稳；而大起大落阶段正是农业生产无论从结构调整，还是农业技术、管理水平处于大变革或转型时期，故大豆产量的年际间起伏很大；到新世纪时期，即后10年时期，为农业生产相对稳定，无论从品种、生产技术、病虫防治还是大面积大豆生产管理等各个环节均相对成熟时期，故大豆单产为小幅波动上升时期，年际间变化不大，其光能利用率变化不大，但其利用率很高，可达1.0%左右。这是三四十年以前不可想象的。这也正是光能利用率的农业生物意义之所在。
图1 海城市大豆光能利用率
2.2 光能利用率年代际分布特征
20世纪60年代至21世纪10年代海城市大豆光能利用率分别为0.22%、0.19%、0.20%、0.32%、0.54%。可以看出，光能利用率随着年代的变化不断地提高。
20世纪60年代海城大豆光能利用率的平均值为0.22%，比海城大豆50年平均值低0.08个百分点，为5个年代际的第3位；70年代光能利用率的平均值为0.19%，比50年平均值低0.11个百分点，为5个年代平均值中最小的一个；80年代光能利用率平均值为0.23%，比50年平均值低0.07个百分点，为5个年代际的倒数第2位；90年代光能利用率的平均值为0.32%，比50年平均值高0.02个百分点，为5个年代平均值的第2位；21世纪10年代光能利用率的平均值为0.54%，是5个年代中光能利用率最高的时段，比50年平均值高0.24个百分点，为5个年代际的第一位。
从海城市大豆生产时间来看，只要千方百计地提高大豆生产各个环节水平，诸如品种繁育、种植结构、耕作制度、农技措施、水肥管理、改善田间的微气候环境，大豆生产的增产空间还是存在的，再提高光能利用率0.1~0.5个百分点也是有可能的。
2.3 光能利用率极值分布特征
海城市大豆50年光能利用率最高值为2008年的0.65%，为50年平均值的2.17倍，高出0.35个百分点；最低值为1969年的0.12%，仅为50年平均值的40%，低0.18个百分点。
海城市20世纪60年代的大豆光能利用率最高值为1962年的0.33%，比此年代均值高0.11个百分点；最低值为1969年的0.12%，比此年代平均值低0.1个百分点。20世纪70年代大豆光能利用率最高值为1970年的0.25%，比此年代平均值高0.06个百分点；最低值为1974年的0.16%，比此年代平均值低0.03个百分点。20世纪80年代大豆光能利用率最高值为1986年0.36%，比此年代平均值高出0.13个百分点；最低值为1989的0.13%，比此年代平均值低0.1个百分点。20世纪90年代大豆光能利用率最高值为1993、1996年的0.40%，比此年代平均值高0.08个百分点；最低值为1994年的0.24%，比此年代平均值低0.08个百分点。2000~2009年的10年大豆光能利用率最高值为2008年的0.65%，比此年代平均值高0.11个百分点；最低值为2000、2002年的0.42%，比本年代平均值低0.12个百分点。
由此可见，20世纪80年代和21世纪10年代2个年代段极值差别最大，最高值和最低值之差均为0.23个百分点。
3 结论与讨论
（1）大豆光能利用率50年总体呈波动上升趋势，其平均值为0.30%。前20年处于稳定波动上升时期；后30年间为大起大落阶段，其中1983~1986、1993~1996年2段起伏特别明显。
（2）光能利用率随着年代的变化不断地提高，20世纪60~70年代利用率变化不明显，之后大幅度提高。
（3）50年大豆光能利用率最高值为2008年的0.65%，为50年平均值的2.17倍，高出0.35个百分点；最低值为1969年的0.12%，仅为50年平均值的40%，低0.18个百分点。
参考文献
［1］ 王建林，于贵瑞，齐华.东北地区大豆鼓粒期光合特性的研究［J］.中国农业气象，2007，28（3）：322-325.
［2］蒋跃林，岳伟，张庆国，等.大气CO2浓度对大豆光能利用率和水分利用效率的影响［J］.耕作与栽培，2006，8（2）：2-4.
［3］周勋波，杨国敏，孙淑娟，等.不同株行距配置对夏大豆群体结构及光截获的影响［J］.生态学报，2010，30（3）：691-697.