基于gis和计算智能烤烟生态适宜性评价

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1、捅费曼IIIII鼍曼!皇皂曼皇曼皇曼曼曼曼!!!!曼曼曼曼曼蔓曼曼曼!曼!鼍曼!曼罡曼曼曼曼皇曼!曼曼曼曼皇皇曼曼!皇曼!曼曼曼舅摘要产地对作物品质的形成和影响具有非常重要的作用。依据良种的生物学性状，选择最适宜的地区进行区域化栽培是现代化农业的重要特征。作物生态适宜性评价是认识和掌握一定地域内作物生长发育对各生态因子的需求与该地域实际可提供的生态条件相互吻合程度，从而因地制宜地开发利用区域生态资源、优化种植总体布局的最有效方式。目前的作物生态适宜性评价研究主要集中在指标体系和评价方法等方面。指标体系的选择和构建大多源自影响作物生长的光、温、水和土壤基本理化性状，而作物品质和产量是立地条件特别

2、是土壤地球化学背景和气候综合作用的结果。评价方法则大多是从线性角度建立作物品质与环境因子之间的定量关系，较难反映出生态条件对作物品质的复杂影响。现有较成功的作物生态适宜性评价也主要局限在一些试验点上，而在区域层面，较多的存在着“以点代面”或者在不同地形地貌区域方法泛化的现象。随着人为措施日益标准化，可以认为，作物的品质在一个足够小的地理栅格单元范围内是相似的；同一品种作物的品质在相似的环境要素组合下是相似的，环境因子组合越相似，作物的品质也越相似。因此本研究以50m栅格为基本单位，以重庆烤烟区烟叶品质和烟区生态环境为研究对象，引入在处理复杂非线性系统方面具有较大优势的计算智能技术，综合运用空间

3、分析、数理统计等方法，从区域层面系统研究地理条件复杂的重庆烤烟区气候、54种土壤地球化学元素(指标)、地形地貌等空间分布特征及其对烟叶品质的影响，在GIS平台下对烤烟区气候适宜性、土壤地球化学适宜性、地形地貌适宜性和烤烟生态综合适宜性进行细网格定量评价，并通过烟叶等级指标和综合品质评分对评价结果进行验证，在此基础上提出重庆烤烟种植适宜性区划。主要结果如下：l、重庆烤烟烟叶品质特征及综合评价(1)重庆烤烟烟叶品质特征分析。以重庆13个烤烟区县2004---2007年270件定点监测的烟叶样品为材料，分析重庆烤烟烟叶化学成分的总体特征，发现重庆烤烟总糖、还原糖、钾含量较高，氯含量低，碱、氮含量均在

4、适值范围内。在表征烤烟化学成分协调度指标方面，糖氮比、糖碱比、钾氯比偏高，氮碱比偏低。烟叶总体具有燃烧性好，气味清香的特点，但酸碱关系一般。(2)烤烟烟叶品质综合评价体系的构建。以烟叶化学成分作为评价烟叶品质的主要标准，采用不基于先验知识的粗糙集属性约简算法，筛选出影响烤烟烟叶品质的主要指标：还原糖、总植物性碱、氯、钾、氮、钾氯比、糖碱比和氮碱比。在此基础上以国内外公认的优质烟叶最适宜范围为满分，高或低于该最适宜范围依次降低分值，构建烤烟烟叶化学成分综合评价体系。(3)重庆烤烟烟叶品质综合评价。采用熵权法对重庆不同烤烟区县270件烟叶样品进行综合评价，并根据综合评价结果利用层次聚类法将重庆烤烟

5、品质分为4个类别。不同级别烤烟化学成分的统计结果表明：I类烟叶具有总糖、还原糖、总植物性碱、总氮、钾含量充两雨大学博j二学位论文曼曼皇鼍曼曼皇IIliIn．．．．曼曼曼曼!曼曼皇舅曼曼曼曼曼皇曼曼曼皇曼分、适宜，氯含量低，可燃烧性好的特点；烟叶化学成分中钾氯比、糖碱比、氮碱比均在优质烟叶最适范围内，具有良好的协调性。II类烟叶具有总糖、还原糖、总植物性碱、总氮含量充分、适宜，氯含量低，可燃烧性好的特点：化学成分中糖氮比、钾氯比、氮碱比均在优质烟叶最适范围内，具有良好的协调性：但该类烟叶糖碱比偏高，钾含量偏低，酸碱平衡关系一般。III类烟叶具有总植物性碱、总氮含量充分、适宜，可燃烧性好的特点；烟

6、叶化学成分中糖氮比、钾氯比均在优质烟叶最适范围内，具有良好的协调性：但该类烟叶总糖、还原糖、钾含量偏低；糖碱比、氮碱比偏高，酸碱平衡关系较差。Ⅳ类烟叶具有总植物性碱、总氮含量充分、适宜，可燃烧性好的特点；钾氯比、氮碱比也均在优质烟叶最适范围内；但烟叶钾、氯含量低；糖氮比、糖碱比均偏高，酸碱平衡关系差。从不同区县烟叶样品的统计来看，渝东南黔江、武隆、酉阳、彭水样品中I类最多；南川、巫山、巫溪、奉节、涪陵次之：而綦江、秀山样品中I类较少，其中綦江所采集的3件样品化学成分综合评价均为Ⅳ类，烟叶品质总体较差。2、气候要素对烟叶品质的影响针对重庆烤烟区地形地貌复杂，立体气候明显，小气候类型多样的特点，将

7、经度、纬度、海拔高度、坡度、坡向和地形遮蔽度等地形因子引入到烟区气候空间模拟中，在GIS平台下采用基于DEM的小网格法和多因子日照模拟法分别对烟叶大田期的光、温、水分布进行区域化模拟，研究和分析了烤烟生长季内气候资源的地理分布及其规律；深入分析区域气候条件与烟叶品质的关系，并在此基础上采用模糊数学和层次分析相结合的方法对重庆烤烟种植气候适宜性进行了细网格定量评价：(1)在大田生长期内，烤烟区均温的