水分生產力計算器
輸入作物產量與用水量,即時算出水分生產力 WP = 產量 ÷ 用水量(kg/m³),用於評估每方水的產出效率、比較品種與灌溉管理成效。
輸入資料
計算結果
重點速覽:水分生產力(water productivity, WP)衡量農業用水的產出效率,也就是每消耗一單位水能生產多少作物,定義為 WP = 作物產量 ÷ 消耗水量。最常見的表達是每立方米水生產多少公斤產量(kg/m³),也可用經濟產值除以用水(元/m³)表示經濟水分生產力。這個指標之所以重要,是因為在水資源日益緊張的背景下,農業是最大的用水部門,單看「產量高不高」不足以判斷用水是否合理——必須看「這些產量花了多少水」。同樣收成 8 噸的兩塊田,一塊用了 5000 m³、另一塊用了 8000 m³,前者的水分生產力明顯較高、用水更有效率。計算時分母的「用水量」有幾種常見口徑,選哪一種取決於分析目的:以灌溉水+有效降雨表示的是「進入田塊的水」;以田間耗水量表示的是扣除深層滲漏、逕流後真正被田塊消耗的水;以作物蒸發散量 ETc 表示的則是被作物蒸騰與土面蒸發真正用掉的水(此時的 WP 稱作蒸發散水分生產力 WPET)。無論用哪種口徑,關鍵是產量與用水必須對應同一塊地、同一段時間,才具意義;跨口徑或跨範圍相除會得到誤導的數字。影響水分生產力的因素很多:作物與品種(有些作物天生每方水產出高、育種也能提升)、生育期水分管理(在對產量最敏感的關鍵期充分供水、在不敏感期適度虧缺灌溉,往往能在略減產量下大幅省水,反而提高 WP)、灌溉方式(滴灌、微灌把水直接送到根區,減少蒸發與滲漏,WP 通常高於漫灌)、以及田間管理(地膜或秸稈覆蓋減少土面蒸發、合理施肥讓有限的水產出更多乾物質)。因此水分生產力是評估與改善灌溉策略的核心指標:比較不同灌溉制度、品種或田塊時,WP 能直接指出「哪一種做法用同樣的水產出更多」,或「要達到同樣產量哪一種最省水」。使用時要留意,WP 是比值,單看數字高低還要結合絕對產量與經濟效益——極端虧缺灌溉可能把 WP 拉高卻使總產量與收入下降,所以通常是在維持可接受產量的前提下追求較高的水分生產力。
計算公式
水分生產力:WP = 作物產量 ÷ 用水量。
常用單位:kg/m³(每立方米水生產多少公斤)。
分母口徑可為灌溉+有效降雨、田間耗水或作物蒸發散 ETc,須與產量對應同一範圍。
$$WP = \dfrac{Y}{W}$$使用說明
- 取同一田塊、同一季(或同一統計期)的作物總產量(kg)。
- 填入同期對應口徑的用水量(m³),如灌溉+有效降雨或作物蒸發散 ETc。
- 系統即時算出水分生產力 WP(kg/m³),用於比較不同品種、灌溉策略或田塊的用水效率。
不同用水量下的水分生產力(產量固定 8000 kg)
| 產量 (kg) | 用水量 (m³) | 水分生產力 (kg/m³) |
|---|---|---|
| 8000 | 4000 | 2.0000 |
| 8000 | 5000 | 1.6000 |
| 8000 | 6000 | 1.3333 |
| 8000 | 8000 | 1.0000 |
| 10000 | 5000 | 2.0000 |
同樣產量下用水越少 WP 越高;提高產量或減少用水皆可提升水分生產力。
理財情境案例
計算一季的水分生產力
某田塊整季收成 8000 kg,該季灌溉加有效降雨共耗水 5000 m³。
水分生產力 WP = 8000 ÷ 5000 = 1.6 kg/m³。
代表每用 1 立方米水產出約 1.6 kg 作物,可作為與其他田塊或年份比較的基準。
虧缺灌溉提升 WP
改用滴灌並在非關鍵期適度虧缺灌溉後,產量略降到 7600 kg,但用水降到 4000 m³。
新 WP = 7600 ÷ 4000 = 1.9 kg/m³,比原來的 1.6 提高約 19%。
雖然總產量微幅下降,但每方水產出明顯提升,在缺水條件下更划算。
常見問題
水分生產力和產量有什麼不同?
產量是絕對收成(如整田 8 噸),只看多寡;水分生產力是產量除以用水的比值(kg/m³),看的是「用水效率」。兩塊田產量相同,用水少的那塊 WP 較高、更省水。做灌溉決策時要同時看兩者:既要維持可接受的產量,也要追求較高的水分生產力。
分母的用水量該用哪一個?
視分析目的而定:想評估田塊整體用水就用灌溉+有效降雨;想看真正被消耗的水就用田間耗水量(扣除滲漏、逕流);想看作物實際蒸騰蒸發用掉的水就用作物蒸發散 ETc(此時稱蒸發散水分生產力)。重點是產量與用水必須對應同一塊地、同一段時間,不同口徑不可混用。
水分生產力越高一定越好嗎?
不一定。WP 是比值,過度虧缺灌溉可能把 WP 拉高,但總產量與收入卻下降。通常是在維持可接受產量與品質的前提下追求較高的 WP,而不是無限制地減水衝高比值。實務上會結合絕對產量、經濟收益一起判斷。
怎麼提升水分生產力?
兩個方向:一是提高分子(產量),靠改良品種、合理施肥與栽培管理讓有限的水產出更多乾物質;二是降低分母(無效用水),改用滴灌或微灌把水直接送到根區、地面覆蓋減少土面蒸發、在對產量不敏感的生育期採虧缺灌溉。多管齊下常能顯著提升 WP。
不同作物的水分生產力可以直接比嗎?
要小心。不同作物的產量性質不同(鮮重、乾重、籽粒或全株),需水特性與市場價值也不同,直接比 kg/m³ 可能不公平。跨作物比較時可改用經濟水分生產力(產值 ÷ 用水,元/m³),或統一到乾物質基礎,並註明用水口徑,才較有意義。
相關工具
參考資料
內容審核:香港計算器科學團隊。WP = 產量 ÷ 用水量(kg/m³)。