基于貴州喀斯特高原山區的煙草種植適宜性研究

符勇　周忠發　王昆　胡勇

摘要：以貴州省清鎮市流長國家現代煙草農業基地單元為研究區，采用層次分析法、模糊數學法，通過建立隸屬函數的數學模型來分析清鎮市流長國家現代煙草農業基地單元煙草種植的適宜性。結果表明，研究區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，從事地理信息系統與遙感研究。E-mail：user51@sina.com。

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

針對貴州喀斯特高原山區煙草種植，調查該區內煙草生長土壤環境和氣候環境因素，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和權重系數[2]，以分析貴州喀斯特高原山區煙草種植的適宜性，豐富和完善煙草生態適宜性計算方法和體系，并對煙草種植合理規劃提供科學的決策依據和技術支持。

1煙草基地單元與研究區概況

清鎮市隸屬于貴州省貴陽市，距貴陽市市區約 22 km，東接貴陽的烏當、花溪2區，西鄰畢節地區織金市，南與安順市平壩市接壤，北與畢節地區黔西市及貴陽市修文市交界，面積1 492 km2，轄6鄉4鎮及青龍街道辦事處，人口53萬。清鎮市共有耕地面積2.34萬hm2，森林覆蓋率31.1%，農產品以水稻、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，平均海拔1 327 m，其余區域為淺丘向中低山狹谷過渡區，平均海拔1 295 m。

本研究以貴州省清鎮市流長現代煙草農業基地單元（圖1）為依托，該基地單元屬于黔中高原區，轄流長、犁倭、紅楓湖3個鄉（鎮），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。主產煙區集中在流長鄉、犁倭鄉，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。

2煙葉生長適宜性評價

2.1煙草適宜性權重系數的確立

影響煙草生長的環境因素很多，主要是光照、溫度、水分、土壤及礦物質營養[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或穩定通過 10 ℃ 的活動積溫小于2 600 ℃的區域難以完成正常的生長發育過程。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，構成煙草估產評價的層次結構模型。采取的層次比重依據中國煙草種植區劃給出的煙草生態適宜性評價指標體系及貴州省貴陽煙草公司清鎮市分公司提供的檢測數據，并結合實際情況經專家評判得出。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學方法，適用的隸屬函數為拋物線形、升梯形與降梯形。拋物線形隸屬函數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。根據連續定位觀測結果確定各個因子隸屬函數類型的歸屬及拐點，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為煙草區劃種植的土壤適宜性評價指標，數據來源于貴州省煙草公司清鎮市公司，表3為研究區內土壤抽樣分析數據。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

以清鎮市流長鄉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市分公司提供茶山村土地土壤養分狀況、清鎮市氣象局提供氣象數據，根據所得數據得土壤和氣候隸屬度分別見表5、表6。通過使用隸屬函數求得評價因子隸屬度，層次分析法得出評價因子權重系數，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煙草種植研究表明，研究區內煙草種植區域適宜性S為0.61，為適宜種植區。貴州喀斯特高原山區煙草種植適宜性計算體系的建立，為新品種引進、

作物估產、栽培技術改進、種植制度設計、種植業布局規劃提供了可靠依據。

采用層次分析法確立權重，具有較強的客觀性、實用性和系統性。本研究將隸屬函數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，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據進行綜合評判，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適宜性綜合評價[J]. 中國農業科學，2009，42（7）：2425-2433.

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

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

[5]汪璇. 基于GIS和計算智能的烤煙生態適宜性評價[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. 湖北煙區烤煙氣候適生性評價及與國外煙區的相似性分析[J]. 生態學報，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量品質對比[J]. 氣象與環境學報，2012，28（2）：66-70.徐惠娟，陳彥云. 馬鈴薯原原種萌發前后淀粉、還原糖含量及淀粉磷酸化酶活性的分析[J]. 江蘇農業科學，2014，42（9）：95-97.

2.3煙草種植適宜性的計算

以清鎮市流長鄉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市分公司提供茶山村土地土壤養分狀況、清鎮市氣象局提供氣象數據，根據所得數據得土壤和氣候隸屬度分別見表5、表6。通過使用隸屬函數求得評價因子隸屬度，層次分析法得出評價因子權重系數，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煙草種植研究表明，研究區內煙草種植區域適宜性S為0.61，為適宜種植區。貴州喀斯特高原山區煙草種植適宜性計算體系的建立，為新品種引進、

作物估產、栽培技術改進、種植制度設計、種植業布局規劃提供了可靠依據。

采用層次分析法確立權重，具有較強的客觀性、實用性和系統性。本研究將隸屬函數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，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據進行綜合評判，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

以清鎮市流長鄉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市分公司提供茶山村土地土壤養分狀況、清鎮市氣象局提供氣象數據，根據所得數據得土壤和氣候隸屬度分別見表5、表6。通過使用隸屬函數求得評價因子隸屬度，層次分析法得出評價因子權重系數，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煙草種植研究表明，研究區內煙草種植區域適宜性S為0.61，為適宜種植區。貴州喀斯特高原山區煙草種植適宜性計算體系的建立，為新品種引進、

作物估產、栽培技術改進、種植制度設計、種植業布局規劃提供了可靠依據。

采用層次分析法確立權重，具有較強的客觀性、實用性和系統性。本研究將隸屬函數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，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據進行綜合評判，提高了綜合評判的準確性。

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