(三)泰京(H.Terjung)使用叶温模式对美国

全境中植物初始生产力的估算

　　美国加利福尼亚大学地理系教授泰京等人，在1973年运用所建立的植物叶温模式，估算了美国阔叶林和针叶林的生产力水平及其地理分布。近年来，地理学家、生态学家、气候学家和农学家都已增加了对自然环境的认识，特别是对环境与植物之间能量流和物质流的关切，这对于理解问题的实质有极大帮助。泰京等人基于系统论的基本原理，将绿色植物的叶丛作为一个与周围环境不断交换物质与能量的开放系统。60年代曾经形成的一些理论，帮助人们把自养生物生产力的研究焦点，集中于植物冠层的各个部分尤其是它的叶子上，强调了应用物理学定律，尤其是热力学定律，阐述叶子的热量交换与其生产力的计算。泰京等人正是沿着这一方向，从事植物光合作用潜力研究的。

　　不少研究资料已经指明，植物的光合作用速率与光强度及叶温二者有着高度的相关关系。绝大多数的环境因子都同时作用于植物，但一般均可将它们的作用，从光强及叶温这两个基本参数中表达出来。泰京的基本思路，就是要将植物生产力纳入到一个关系到能量与作物产量的地理分布这样比较广泛的模式之中，并以此寻找出适宜于最高光合速率的最优条件和最有利地区。

　　一个叶丛的热量平衡模式，可概括为：

　　0.5[(Q q)(1-af) (Q q)ag(1-af)

　　 Af(Iup Ilow)]-efσ(Tf 273)4±LE±H=0 (10.7)

　　式中Q表示太阳的直接辐射；q表示太阳的短波散射辐射；αf为叶片的反射率；αg为地面的反射率；Af为叶子对于热辐射的吸收率；Iup与Ilow分别表示叶子上表面与叶子下表面的长波辐射；ef为叶子的发射率；σ为斯蒂芬常数；Tf为叶温；LE为潜热通量；H为显热通量。

　　在上式中，能量过程的输出与输入是同时发生的，而叶温Tf的重要价值就在于它是输出、输入之间最终的平衡温度。与此同时，叶温总是直接或间接地影响着其他所有主要的输出变量，就潜热通量来说，叶温Tf可以对其饱和水汽压施加控制；而对于显热通量来说，叶温Tf又可以温度差的形式进行对显热的改变或调节。因此应当承认这样的结论：上述热量平衡方程中，植物叶温是各要素综合作用的结果。而且Tf的导出，成为联系能量级联系统(cascadingsystem)和光合作用“形态系统”(morphologicalsystem)的桥梁。由此所产生的过程—响应系统(Process－resnon-ivesystem)，就表征了应用叶温预测植物生产力的可能性。从此种考虑出发，他们建立了植物的净光合作用与叶温之间关系的多项式，进而使用该模型针对美国阔叶树和针叶树的生产力水平及其地理分布，作了计算和比较。

(四)弗里赛尔(M.Frissel)公式

　　荷兰的弗里赛尔，在1978年对南美洲农业生态系统进行研究后，制定出一个确定地理系统的初始生产力的基本模型。他的中心思想是应用一个简单的模式，可以十分方便地使用从整个南美洲获得的一些可供比较的参数，诸如气候条件、土壤养分条件等，以这些资料计算作物初始生产力。他应用的数学模式为：

　　式中Y表示作物的初始生产力，仅限于地上部分的干物质重量(单位吨/公顷·年)；Ea表示地域的实际蒸发量(单位毫米/年)，在具体计算时采用月值的积累总和，而每个月的Ea值，又是根据各个月内的实际水分平衡得到的；K为作物的蒸腾系数，即每产生1吨生物物质所需要蒸腾的水分数量(单位：米3)；Qs为土壤质量指标；Qv为一参量，称为“地上干物质指标”。
　　本文标题：初始生产力模型(4)
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