將公式3.2中的最大自然質量指數模型修改如下:
基於糧食生產能力的耕地質量評價研究——以重慶市農用地分等為例
該模型在農用地分等規定的基礎上，通過調整β系數算法，引入光溫勢協調系數γ，試圖對算法進行改進。β系數由相同能量的標準谷物換算而來，與光溫勢指數相匹配；γ系數分兩步獲得:產量潛力比法和參考系法，以調整作物光溫潛力的偏差，協調同壹氣候條件下不同耕作制度間最大自然質量的指數偏差。由此得到的最大自然質量指數要求:(1)在相同的氣候條件和不同的耕作制度下基本壹致，體現氣候因素的平等性；(2)有機整合反映了各指定作物的光溫/氣候潛力對不同氣候帶農業土地質量的貢獻。
3.2.2.2采用的是通過換算相同能量的標準谷物產量來調整β系數的算法。
α指數的單位是物質單位，不同作物的產品具有不同的能量、蛋白質等物質屬性和價格、成本等經濟屬性，因此直接積累的意義並不明確。因此，要按照意義的統壹單位進行均質化處理，即把不同作物的物質產量換算成標準的糧食產量進行比較。以蛋白質、脂肪等營養成分計算的標準糧食產量稱為“同營養標準糧食產量”，以能量計算的標準糧食產量稱為“同能量標準糧食產量”，以價格計算的標準糧食產量稱為“同價格標準糧食產量”，以實際最大產出率計算的標準糧食產量稱為“產出比標準糧食產量”。為了計算資源的利用效率，如光能利用率，我們認為“同能標準糧食產量”的概念更符合光溫潛力指數，耕地質量用理論生產力表示。根據農用地分等的規定，標準糧食產量的單位含義是參考作物的三個實際作物名稱之壹:水稻、小麥、玉米。認為“同營養標準產量”可以作為輔助手段，可以在“同能量標準產量”的基礎上疊加。“同價標準糧產量”更適合小區域經濟評價(同壹作物在區域內價格差異不大)；“產量與標準糧食產量之比”的算法是有條件的，前提是指定作物與標準作物的生態條件相似，生長季節基本相同，即使用同壹時間段的光照和溫水條件，如早春油菜和冬小麥，否則沒有可比性依據。本研究的具體算法是比較單位質量作物產品的能量(卡路裏或焦耳)，即勢方程中的幹物質燃燒熱h(1-CA)，得出指定作物與參考作物的能量比，即標準糧食產量的換算系數β:
基於糧食生產能力的耕地質量評價研究——以重慶市農用地分等為例
公式中，hj和hi分別為指定作物和參考作物幹物質的燃燒熱，CA為灰分含量，通常是相同的。
3.2.2.3根據最高產量協調指定作物光溫潛力指數。
重慶市不同作物的光溫潛力指數及其最高產量的對比分析表明，重慶市中稻和玉米的平均光溫潛力指數分別為1792和1858，玉米顯著高於中稻，潛力比為0.93。該市中稻和玉米的實際最高產量分別為9750公斤/公頃和7500公斤/公頃。中稻最高產量比為1.3。根據熊立亞[205]對西南向家壩的研究，水稻的生產潛力和實際產量均高於玉米，近期水稻與玉米的最高生產潛力比為1.22。根據趙啟陽[206]對中國西南地區雅安市的研究，水稻和玉米的光溫潛力比為1.52。根據方萌[207]對北方黃河三角洲的研究，水稻與玉米的光溫勢比為0.71，小於1，與西南地區大於1不同。說明國家提供給重慶的水稻和玉米的光溫潛力指數的比例關系，在北方可能受水稻和玉米的生產力關系影響，但在西南地區與實際有壹定偏差。原因之壹是北方以低產粳稻為主，西南包括重慶以高產雜交稻為主；其次，西南地區的氣候特點有利於水稻的生長(比如水熱平衡)但不利於玉米營養物質的積累(比如晝夜溫差小)。重慶稻玉比的偏差，會使同等氣候下旱地指數高於水田指數。如果用產比β系數算法計算玉米產量低於中稻產量，β系數將大於1，偏差更大。因為糧食最高單位面積產量基本上是土壤、灌溉等無限制條件下的產量，最能反映光溫趨勢，所以不同作物的光溫潛力指數和實際最高產量要大體同步增減，即各省或二級指標區各種作物的最高單位面積產量(實際產量)與國家計算的光溫潛力指數(模型理論產量)之比要大體壹致。這裏產量潛力比θj定義為最高作物產量Pjmax與作物光溫潛力指數αtj的比值，初始光溫潛力協調系數γ0j定義為指定作物產量潛力比θj與參考作物產量潛力比θi的比值，即指定作物與參考作物產量潛力比與潛力比的比值:
基於糧食生產能力的耕地質量評價研究——以重慶市農用地分等為例
公式中，當Pjmax/Pimax≈αtj/αti時，說明兩種作物的光溫潛力具有協同壹致性，產量最高，如重慶的中稻和油菜，γ0j≈1，這是壹種理想狀態。
3.2.2.4根據標準耕作制度協調指定作物的光溫潛力指數。
在兩熟標準耕作制度下，由於生育期重疊和閑置，兩種作物的指標被重復計算或省略。由於光溫潛力指數是從播種期到收獲期按壹定方式計算的，在同時計算兩個作物指數時誇大了最大自然質量等指標。熊[205]的研究表明，玉米小麥復種的生產潛力低於玉米小麥單作。重慶稻田的標準種植制度是中稻-冬小麥或中稻-油菜，中稻的播種期在3月下旬左右，而小麥和油菜的收獲期在5月上旬左右，也就是說有1多個月的重復計算。因為兩個水田的重復計數時間大致相同，所以基本不偏不倚。旱地的標準耕作制度主要是中低海拔地區的冬小麥/春玉米/甘薯間作，各二級指標區在提取標準耕作制度時簡化為冬小麥-玉米或玉米-甘薯。玉米的播種期在3月中下旬，紅薯稍早。7月底8月初收獲玉米，10收獲紅薯，10年底播種冬小麥，5月中上旬收獲。在以前的耕作制度中，兩種作物完全是在玉米生長季重復計算，省略了冬小麥生長季的光照和溫度；後耕制小麥和玉米的生育期重疊在3月中下旬至5月中上旬，8月至65438+10月上旬的生育期不包括在內。冬小麥-玉米種植系統的最大自然品質指數低於玉米-甘薯種植系統。理論上，在相同的氣候條件下，不同標準耕作制度的光溫潛力指數之和並不是絕對相等的，但從耕地質量評價的角度來看，偏差不應太大，否則從比較利益的角度來看，光溫潛力指數和較大的標準耕作制度將取代光溫潛力指數和較小的耕作制度。評價中可以采用高度或參照系的原則，這裏采用參照系的原則或方法。即在相同的氣候條件下，以水田耕作制度為標準參照系，將初步的光溫協調系數γ0j轉化為光溫協調系數γj，並進壹步調整光溫潛力指數，使水田和旱地標準耕作制度的光溫潛力指數之和基本相等，體現同壹氣候(主要是光溫)對不同類型耕地質量影響的均等性。