2.宁夏中部干旱带玉米生产潜力的年际变化规律
宁夏中部干旱带玉米生产潜力的年际变化规律与春小麦的变化规律基本一致。灵武地区玉米光合、光温、气候生产潜力多年平均值分别为28607.96kg/hm2、17691.80kg/hm2、564.48kg/hm2，其中灵武地区1975～2006年经温度订正系数[f（T）在0.552～0.672之间]后的玉米光温生产潜力介于15803.04kg/hm2（1976年）～19235.99kg/hm2（2005年），均值为17691.80kg/hm2，为光合生产潜力的61.84%。同心县玉米光温生产潜力在13803.76～17079.81kg/hm2，均值为14902.03kg/hm2，是光合生产潜力的57.38%。
灵武地区32年来玉米气候生产潜力变化范围为171.85～3494.03kg/hm2，均值为564.48kg/hm2，年际变化幅度大。造成灵武地区玉米气候生产潜力年际变化幅度大的主要原因是降水量的年际分配不均。灵武地区水分订正系数的多年平均值为0.032，而同心地区为0.138，从而造成了同心地区玉米气候生产潜力远高于灵武地区，同心地区玉米气候生产潜力的多年平均值为2054.38kg/hm2。
（六）不同气候变化情景对玉米气候生产潜力的影响
1.温度变化对宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力的影响
假定年降水量不变（保持32年平均水平），作物生育期平均气温升高1℃，宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力的变化百分率为6.47%～10.36%。说明宁夏中部干旱带玉米在现有降水量条件下，温度升高有利于增加玉米产量，但增加幅度不大。其中，同心县的玉米气候生产潜力对温度的变化比较敏感，变化幅度达10.36%。假定年降水量不变，作物生育期平均气温降低1℃时，宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力变化百分率为-6.97%～-3.58%，略有减小，不过变化幅度依然较小。
2.降水变化对宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力的影响
假定作物生育期平均气温不变（保持32年平均水平），在玉米生育期降水量减少20%时，宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力的变化百分率为-56.27%～-48.38%。玉米气候生产潜力减小明显，绝大多数地区减少40%以上，干旱带东南部减少最为明显，同心地区变化幅度最大，减少56.27%；中卫市的变化幅度最小，但也达到了48.38%。由此可见，当作物生育期温度保持不变，降水减少20%时，对干旱带作物气候生产潜力的影响很大。当假定年平均气温不变（保持32年平均水平），玉米生育期降水量增加20%时，宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力的变化百分率为48.93%～74.71%。绝大多数地区玉米气候生产力增加幅度大于50%。
3.温度和降水对宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力的综合影响
前面分析了气温或降水有一项不变的特定情况下，另一项变化对玉米气候生产潜力的影响，只是说明了温度与降水对气候生产潜力的影响程度。但实际的环境中，各要素之间的变化不是确定的，而是一个综合的影响过程。在全球气候变化背景下，结合当地目前的气候条件，就气温和降水两个气象要素而言，分成暖湿型、暖干型、冷湿型和冷干型四种气候变化情景讨论其对宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力的影响。
（1）暖湿型气候对玉米气候生产潜力的影响：当玉米生育期平均气温升高1℃，玉米生育期降水量增加20%时，宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力均呈增加趋势，增加率在49.91%～77.81%之间。这说明暖湿型气候对植物干物质积累最有利，其中灵武和盐池地区的增加幅度最大。
（2）暖干型气候对玉米气候生产潜力的影响：当年平均气温升高1℃，年降水量减少20%时，宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力的变化百分率为-44.64%～-54.29%。说明暖干型气候总体上使玉米气候生产潜力降低，其中干旱带东南部变幅较大。
（3）冷湿型气候对玉米气候生产潜力的影响：当年平均气温降低1℃，年降水增加20%时，干旱带玉米气候生产潜力变化百分率为43.59%～69.54%，盐池地区变化幅度最大。冷湿型气候也有利于玉米气候生产潜力的增加，说明当地植被受温度的影响较小，降水的作用最大，即使温度略有降低，但只要降水增加，玉米气候生产潜力也会增加。
（4）冷干型气候对玉米气候生产潜力的影响：当年平均气温降低1℃，年降水量减少20%时，宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力的变化百分率为-41.59%～-51.49%。分析说明冷干型气候对宁夏中部干旱带玉米气候生产潜力极为不利，青铜峡和中卫两地减小幅度较低。
4.研究结论
（1）宁夏中部干旱带春小麦光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力分别为15843.64～17023.97kg/hm2、11643.12～13109.27kg/hm2、257.97～1586.38kg/hm2；玉米光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力分别为25972.95～28607.96kg/hm2、14902.03～17691.80kg/hm2、387.79～2618.85kg/hm2。综合分析得出，研究区有较好的太阳辐射资源和热量资源，而水分是限制该区域作物生产潜力发挥的主要因素。春小麦和玉米的光合、光温、气候生产潜力大体上呈现出纬向分布：光合、光温生产潜力呈现出南低北高的空间规律，气候生产潜力则呈现出南高北低的空间分布规律。
（2）宁夏中部干旱带春小麦生产潜力的年际变化与玉米的年际变化规律基本一致。灵武、同心两地春小麦的光温生产潜力年际变化分别在11584.81～14257.58kg/hm2和10831.77～13282.25kg/hm2之间；气候生产潜力两地的年际变化分别在112.86～3169.35kg/hm2和339.02～3444.18kg/hm2之间。说明研究区太阳辐射资源和热量资源的年际变化范围较小，而影响该区域作物产量波动的主要因素是降水量的年际波动。
（3）宁夏中部干旱带草地气候生产潜力年际变化范围为2668.56～7499.53kg/hm2，潜力较大。盐池和同心地区气候生产潜力较大，且具有较好的稳定性；青铜峡、中宁和中卫一带的气候生产潜力较小，同时稳定性较差。
（4）宁夏中部干旱带草地气候生产潜力总是和气温生产潜力、降水生产潜力中相对较少的一项变化趋势相一致。研究区各区域年降水量与气候生产潜力的相关系数为0.984～0.997，呈极其显著的线性相关，而年均温与气候生产潜力没有显著相关性。水分条件是制约宁夏中部干旱带草地生产力的关键因子。
（5）气候变化对研究区草地气候生产潜力影响显著，降水量对草地气候生产力的影响远大于温度对其的影响。暖湿型气候最有利于牧草干物质的积累，而冷干型气候对草地气候生产力最为不利。
（6）宁夏中部干旱带春小麦、玉米的光合资源利用率分别在3.85%～28.98%和21.06%～32.06%之间；春小麦、玉米的光温资源利用率分别在5.28%～38.03%和36.62%～55.87%之间；春小麦、玉米生产潜力指数平均为72.70%和56.93%，可挖掘的生产潜力很大。
由于作物生产潜力的研究是一个涉及生态学、农学、气象学和土壤学等多学科领域的问题，所以，长期以来一直受到相关学者的广泛关注。作物气候生产潜力是指充分利用当地的光照、温度、水分等气候资源，而其他条件（如土壤养分、二氧化碳含量、耕作水平等）处于最优状况下，单位面积土地上可能得到的最高农业产量。
未来百年宁夏气候变化对农业影响的预估
一、未来气候变化情景
宁夏气象局借鉴中英气候变化合作项目的研究结论，选取了4种情景下GCM模拟的结果，分别为CO2浓度逐年递增1%的只考虑温室气体效应的IS92a GG情景和考虑温室气体效应同时考虑硫化物气溶胶辐射效应的IS92a GS情景以及SRES A2（中—高排放）、B2（中—低排放）情景。
4种温室气体排放情景下GCM模拟21世纪宁夏平均气温和降水相对于气候基准时段（1961~1990年）的变化，宁夏区域年平均气温2011～2040年升高1.4℃～1.9℃，冬春两季升温较明显；2041～2070年平均气温升高2.5℃～3.4℃，各季节温度都明显上升；2071～2100年平均气温升高4.0℃～5.6℃，春、夏、秋、冬四季温度分别升高4.2℃～5.9℃、3.2℃～4.7℃、3.3℃～5.2℃和4.8℃～6.6℃。模拟的宁夏区域21世纪三个时段的增温幅度与全国平均水平接近，冬季升温最为显著。
宁夏年平均降水量2020年增加1.2%～9.8%，冬、春季增加较大，夏、秋季降水在IS92a GS情景下减少，其他情景下略增；2050年增加7.2%～16.6%，依然是冬春两季增幅较大，夏、秋季也有所增加；2080年增加13.6%～28.2%，春、夏、秋、冬四季降水量变化比率分别为30.7%～38.2%、-1.3%～7.4%、2.0%～14.8%和26.7%～62.1%。宁夏21世纪3个时段的降水增加量除IS92a GS情景外，其他情景均高于全国平均水平，冬季降水增加最大，夏、秋季降水增加不明显甚至可能减少。