以气候条件来估算的农业生产潜力。即在当地自然的光、热、水等气候因素的作用下，假设作物品种、土壤肥力、耕作技术等作用都得到充分发挥时，单位面积可能达到的最高产量。这种估算可以为农业发展规划提供依据（见附表3）。

20世纪60年代中期以来，很多国家对估算农业气候生产潜力做了大量工作。竺可桢用太阳辐射能利用效率来估算粮食最高产量；随后黄秉维等用太阳辐射、年雨量、光温因子、光、温、水多因子等计算生产潜力。苏联对全苏植被生产及小麦、玉米等作物气候生产力进行了计算；日本对全国水稻生产力指数作出评价；联合国粮农组织也提出了作物气候产量的计算方法。

1978年黄秉维提出农作物生物产量和太阳总辐射量（Q）的关系式：Y（Q）＝A·Q，式中Y（Q）为最大可能生物产量（千克·公顷^-1·年^-1），亦称光合生产潜力；A是换算系数，A＝K·ε，式中K为能量转换系数，ε为光能利用效率。公式是在假设温度、降水等其它条件都适宜情况下对光能利用“上限”的估算（见光合生产潜力）。

在自然条件下，假定水分条件得到满足时，一个地区农作物产量所能达到的上限。即考虑光、温两个因子与农业生产潜力的关系，其表达式为：

农业气候生产潜力

式中 Y（Q、T）系光温生产潜力（千克/公顷），为经济产量，若折算成生物学产量需乘以2.5。在计算全年Y（Q、T）时，把各时段的温度累加，乘以一定系数。也有人考虑到作物分喜温和喜凉两大类：喜温作物（如水稻、玉米）其适宜温度可取27℃，下限温度取10℃；喜凉作物（如麦类）最适温度取20℃，下限温度取0℃，这样计算更符合实际。

江爱良1984年提出考虑光、温、水三因子的生产潜力估算法，以光为最本质的要素，温度和雨量看作促进或限制光合作用的因素。采用如下阶乘式模式：y（Q、T、P）＝f₁（Q）·f₂（T）·f₃（P），式中y（Q、T、P）代表光、温、水三因素的生物质量。右方三函数假设具有如下形式：f₁（Q）＝A（Q）；f₂（T）＝0～1；f₂（P）＝0～1。式中Q为太阳总辐射；（Q）为上述黄秉维的Y（Q）乘一系数0.07以考虑不同生育阶段太阳辐射利用的差异；f₂（T）按不同作物用0～1之间的不同值，反映不同的最适生长温度；f₃（P）为反映雨量（P）与需水量（PE，可能蒸散量）的比值。P≥PE时，f₃（P）＝1；P＜PE时，f₃（P）＝P/PE。

江爱良用以上三种估算法试算一些地区的农作物产量生产潜力，进行比较。估算结果如下表。

从表中数字可见，从实际情况和可能达到的水平看，三因子——y（Q、T、P）估算法较接近现实。

中国几个地区的农作物产量生产潜力（千克·公顷^-1·年^-1）

李斯模式 联合国科教文组织的《自然与资源》刊物于1972年发表了H.李斯在国际生物学计划（In ter-national Biological Programme）支持下做的世界初级生产力模拟研究。所用的模式有两个基本回归方程，分别表示年平均气温、年平均降水量与年干物质产量的关系，取两个方程算得的两个产量值中较低的一个。H.李斯绘制了世界生物生产力分布图。1977年苏联H.A.叶菲莫娃根据布德柯的研究，以辐射平衡年总量为基础所表达的热量和以干燥指数（干燥指数＝净辐射量·年降水量^-1×蒸发潜热^-1）表达的湿润条件之间的关系，估算出这些气候因子与自然植被生产力之间的定量关系（见图）。又进一步用净辐射量分布图和干燥指数分布图计算出全球自然植被初级生产力。

植物生产力与辐射平衡R和干燥指数R/Lr）的关系（1cal＝4.185J）