基于貴州喀斯特高原山區(qū)的煙草種植適宜性研究

符勇　周忠發(fā)　王昆　胡勇

摘要：以貴州省清鎮(zhèn)市流長國家現(xiàn)代煙草農業(yè)基地單元為研究區(qū)，采用層次分析法、模糊數(shù)學法，通過建立隸屬函數(shù)的數(shù)學模型來分析清鎮(zhèn)市流長國家現(xiàn)代煙草農業(yè)基地單元煙草種植的適宜性。結果表明，研究區(qū)域內煙草種植適宜性S為0.61，屬于適宜種植煙草范圍。

關鍵詞：適宜性；煙草；土壤；氣候；喀斯特

中圖分類號： S572.04文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0092-03

收稿日期：2013-11-21

基金項目：貴州省科技計劃[編號：黔科合GY字（2013）3062]；中國煙草總公司貴州省公司科技項目（編號：201013）。

作者簡介：符勇（1989—），男，河南鄭州人，碩士，從事地理信息系統(tǒng)與遙感研究。E-mail：user51@sina.com。

通信作者：周忠發(fā)，教授，從事地理信息系統(tǒng)與遙感研究。E-mail：fa6897@163.com。煙草種植適宜性綜合生態(tài)條件為煙草種植的適宜程度、合理布局以及選擇適宜的環(huán)境條件發(fā)展煙草提供了科學依據(jù)。將煙草放在適宜的地區(qū)種植，采用規(guī)范化的栽培技術，可以充分提高煙葉品質，生產(chǎn)出優(yōu)質的煙葉[1]。在不同自然條件和農業(yè)技術的影響下，煙草植株生長發(fā)育各異，煙葉產(chǎn)量也存在明顯差異。環(huán)境條件對煙草生長發(fā)育的影響是各環(huán)境因素綜合作用的結果，某一因素對煙草生長發(fā)育影響的程度往往隨其他因素的變化而改變，從而影響煙葉產(chǎn)量。

針對貴州喀斯特高原山區(qū)煙草種植，調查該區(qū)內煙草生長土壤環(huán)境和氣候環(huán)境因素，結合煙草種植土壤、氣候條件等建立煙草種植的適宜性整體評價指標，確立影響煙草生長因子的隸屬度函數(shù)和權重系數(shù)[2]，以分析貴州喀斯特高原山區(qū)煙草種植的適宜性，豐富和完善煙草生態(tài)適宜性計算方法和體系，并對煙草種植合理規(guī)劃提供科學的決策依據(jù)和技術支持。

1煙草基地單元與研究區(qū)概況

清鎮(zhèn)市隸屬于貴州省貴陽市，距貴陽市市區(qū)約 22 km，東接貴陽的烏當、花溪2區(qū)，西鄰畢節(jié)地區(qū)織金市，南與安順市平壩市接壤，北與畢節(jié)地區(qū)黔西市及貴陽市修文市交界，面積1 492 km2，轄6鄉(xiāng)4鎮(zhèn)及青龍街道辦事處，人口53萬。清鎮(zhèn)市共有耕地面積2.34萬hm2，森林覆蓋率31.1%，農產(chǎn)品以水稻、玉米、小麥、油菜、洋芋等為主，市南部地勢較為平緩，以丘陵和喀斯特化低山為主，地勢從南西向北東漸減，東部及中部屬淺、低山丘陵區(qū)，平均海拔1 327 m，其余區(qū)域為淺丘向中低山狹谷過渡區(qū)，平均海拔1 295 m。

本研究以貴州省清鎮(zhèn)市流長現(xiàn)代煙草農業(yè)基地單元（圖1）為依托，該基地單元屬于黔中高原區(qū)，轄流長、犁倭、紅楓湖3個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），宜煙土地5 428 hm2。土壤以黃沙壤、黃壤為主，pH值為5.5～6.5，呈微酸性，有機質含量豐富，屬亞熱帶季風濕潤氣候，土壤條件和氣候條件均有利于烤煙生產(chǎn)。主產(chǎn)煙區(qū)集中在流長鄉(xiāng)、犁倭鄉(xiāng)，面積占基地單元的90.26%，2012年落實種植計劃收購煙葉114.5萬kg[3]。試驗選擇基地單元茶山、馬場、羊壩、馬連4個村為研究區(qū)。

2煙葉生長適宜性評價

2.1煙草適宜性權重系數(shù)的確立

影響煙草生長的環(huán)境因素很多，主要是光照、溫度、水分、土壤及礦物質營養(yǎng)[4]。就土壤條件而言，土壤pH值在5.5～6.5范圍內煙草生長最好，土壤中較低的速效氯含量和較高的速效鉀含量有利于煙葉生長和煙葉良好品質的形成，化學性質指標主要有pH值、有機質、有效氮、有效磷、有效鉀及一些有益元素[5]。烤煙為喜溫作物，無霜期少于120 d或穩(wěn)定通過 10 ℃ 的活動積溫小于2 600 ℃的區(qū)域難以完成正常的生長發(fā)育過程。烤煙大田生長最適宜的溫度為28 ℃，低于17 ℃生長緩慢，高于35 ℃干物質消耗大于積累，煙堿含量增高。烤煙大田期一般為5—8月，一般月降水量為100～130 mm 就基本夠用。空氣相對濕度過低，會產(chǎn)生較強的蒸騰作用，從而造成水分失調，煙葉枯萎；過高，大量氮素被淋溶，煙葉化學成分比例失調。烤煙既是喜溫植物，又是喜光植物，在大田期充足而不強烈的日光有利于煙葉品質的形成。因此，通過對煙草生長的土壤條件和氣候條件來構建層次結構模型，選取的指標因子按照備選方案，根據(jù)目標層、中間層、評判因子層3個層次建立關系。以煙草種植適宜評價作為目標層，以土壤肥力指標、氣候因子指標為中間層，評判所選擇的指標作為評判因子層，構成煙草估產(chǎn)評價的層次結構模型。采取的層次比重依據(jù)中國煙草種植區(qū)劃給出的煙草生態(tài)適宜性評價指標體系及貴州省貴陽煙草公司清鎮(zhèn)市分公司提供的檢測數(shù)據(jù)，并結合實際情況經(jīng)專家評判得出。具體層次結構及相應比重見表1。

2.2煙草適宜性隸屬度的確立

2.2.1土壤適宜性采用模糊數(shù)學方法，適用的隸屬函數(shù)為拋物線形、升梯形與降梯形。拋物線形隸屬函數(shù)主要用于某個評價因素對煙草的影響既有下限又有上限的情況；升梯形隸屬函數(shù)主要用于對煙草的影響只有下限、沒有上限的定量

因子；降梯形隸屬函數(shù)主要用于對煙草的影響只有上限、沒有下限的定量因子。根據(jù)連續(xù)定位觀測結果確定各個因子隸屬函數(shù)類型的歸屬及拐點，計算出評價因子的隸屬度，隸屬度要求均勻分布于0～1之間。表2為煙草區(qū)劃種植的土壤適宜性評價指標，數(shù)據(jù)來源于貴州省煙草公司清鎮(zhèn)市公司，表3為研究區(qū)內土壤抽樣分析數(shù)據(jù)。表2煙草土壤適宜性評價指標

評價因子最適范圍極限值隸屬函數(shù)pH值5.5～6.5最低值5.0、最高值8.5拋物線形有機質含量（%）15～18最低值8、最高值25拋物線形土壤全氮含量（%）1.5～2.5最低值0.8升梯形土壤堿解氮含量（%）50.0～70.0最低值30、最高值85拋物線形土壤有效磷含量（%）5.5～15.0最低值5.0升梯形土壤鉀含量（%）大于150最低值80升梯形土壤的水溶性氯含量（%）10～30最低10、最高45拋物線形

2.3煙草種植適宜性的計算

以清鎮(zhèn)市流長鄉(xiāng)茶山村種植煙草土地為例進行煙草適宜性評價。貴州省貴陽市煙草公司清鎮(zhèn)市分公司提供茶山村土地土壤養(yǎng)分狀況、清鎮(zhèn)市氣象局提供氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)得土壤和氣候隸屬度分別見表5、表6。通過使用隸屬函數(shù)求得評價因子隸屬度，層次分析法得出評價因子權重系數(shù)，計算煙草種植適宜性S：

3結論

通過對貴州高原喀斯特山區(qū)煙草種植研究表明，研究區(qū)內煙草種植區(qū)域適宜性S為0.61，為適宜種植區(qū)。貴州喀斯特高原山區(qū)煙草種植適宜性計算體系的建立，為新品種引進、

作物估產(chǎn)、栽培技術改進、種植制度設計、種植業(yè)布局規(guī)劃提供了可靠依據(jù)。

采用層次分析法確立權重，具有較強的客觀性、實用性和系統(tǒng)性。本研究將隸屬函數(shù)和模糊綜合評判應用于煙草種植適宜性評價，具有3個特點：一是通過建立隸屬函數(shù)，對指標進行量化，具有更高的精確性；二是利用適宜性評價中模糊性特點，將模糊數(shù)學應用于煙草種植適宜性評價；三是綜合考慮了土壤和氣候條件對煙草生長影響的密切關系，采用多個指標和大量數(shù)據(jù)進行綜合評判，提高了綜合評判的準確性。

參考文獻：

[1]王東勝，劉貫山，李章海，等. 煙草栽培學[M]. 合肥：中國科學技術大學出版社，2002：115.

[2]陳海生，劉國順，劉大雙. GIS支持下的河南省煙草生態(tài)適宜性綜合評價[J]. 中國農業(yè)科學，2009，42（7）：2425-2433.

[3]周忠發(fā)，李波，賈龍浩.合成孔徑雷達技術在喀斯特山區(qū)煙草種植定量監(jiān)測應用探討[J]. 測繪通報，2012（增刊）：246-248.

[4]劉國順. 煙草栽培學[M]. 北京：中國農業(yè)出版社，2003：58-67.

[5]汪璇. 基于GIS和計算智能的烤煙生態(tài)適宜性評價[D]. 重慶：西南大學，2009：37-40.

[6]李錫宏，林國平，黎妍妍，等. 恩施州烤煙種植氣候適生性與土壤適宜性研究[J]. 中國煙草科學，2008，29（5）：18-21.

[7]許自成，黎妍妍，畢慶文，等. 湖北煙區(qū)烤煙氣候適生性評價及與國外煙區(qū)的相似性分析[J]. 生態(tài)學報，2008，28（8）：3832-3838.

[8]邵巖，宋春滿，鄧建華，等. 云南與津巴布韋烤煙致香物質的相似性分析[J]. 中國煙草學報，2007，13（4）：19-25.

[9]胡鐘勝，楊春江，施旭，等. 烤煙不同移栽期的生育期氣象條件和產(chǎn)量品質對比[J]. 氣象與環(huán)境學報，2012，28（2）：66-70.徐惠娟，陳彥云. 馬鈴薯原原種萌發(fā)前后淀粉、還原糖含量及淀粉磷酸化酶活性的分析[J]. 江蘇農業(yè)科學，2014，42（9）：95-97.

2.3煙草種植適宜性的計算

以清鎮(zhèn)市流長鄉(xiāng)茶山村種植煙草土地為例進行煙草適宜性評價。貴州省貴陽市煙草公司清鎮(zhèn)市分公司提供茶山村土地土壤養(yǎng)分狀況、清鎮(zhèn)市氣象局提供氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)得土壤和氣候隸屬度分別見表5、表6。通過使用隸屬函數(shù)求得評價因子隸屬度，層次分析法得出評價因子權重系數(shù)，計算煙草種植適宜性S：

3結論

通過對貴州高原喀斯特山區(qū)煙草種植研究表明，研究區(qū)內煙草種植區(qū)域適宜性S為0.61，為適宜種植區(qū)。貴州喀斯特高原山區(qū)煙草種植適宜性計算體系的建立，為新品種引進、

作物估產(chǎn)、栽培技術改進、種植制度設計、種植業(yè)布局規(guī)劃提供了可靠依據(jù)。

采用層次分析法確立權重，具有較強的客觀性、實用性和系統(tǒng)性。本研究將隸屬函數(shù)和模糊綜合評判應用于煙草種植適宜性評價，具有3個特點：一是通過建立隸屬函數(shù)，對指標進行量化，具有更高的精確性；二是利用適宜性評價中模糊性特點，將模糊數(shù)學應用于煙草種植適宜性評價；三是綜合考慮了土壤和氣候條件對煙草生長影響的密切關系，采用多個指標和大量數(shù)據(jù)進行綜合評判，提高了綜合評判的準確性。

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2.3煙草種植適宜性的計算

以清鎮(zhèn)市流長鄉(xiāng)茶山村種植煙草土地為例進行煙草適宜性評價。貴州省貴陽市煙草公司清鎮(zhèn)市分公司提供茶山村土地土壤養(yǎng)分狀況、清鎮(zhèn)市氣象局提供氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)得土壤和氣候隸屬度分別見表5、表6。通過使用隸屬函數(shù)求得評價因子隸屬度，層次分析法得出評價因子權重系數(shù)，計算煙草種植適宜性S：

3結論

通過對貴州高原喀斯特山區(qū)煙草種植研究表明，研究區(qū)內煙草種植區(qū)域適宜性S為0.61，為適宜種植區(qū)。貴州喀斯特高原山區(qū)煙草種植適宜性計算體系的建立，為新品種引進、

作物估產(chǎn)、栽培技術改進、種植制度設計、種植業(yè)布局規(guī)劃提供了可靠依據(jù)。

采用層次分析法確立權重，具有較強的客觀性、實用性和系統(tǒng)性。本研究將隸屬函數(shù)和模糊綜合評判應用于煙草種植適宜性評價，具有3個特點：一是通過建立隸屬函數(shù)，對指標進行量化，具有更高的精確性；二是利用適宜性評價中模糊性特點，將模糊數(shù)學應用于煙草種植適宜性評價；三是綜合考慮了土壤和氣候條件對煙草生長影響的密切關系，采用多個指標和大量數(shù)據(jù)進行綜合評判，提高了綜合評判的準確性。

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