基于gis和計算智能烤煙生態(tài)適宜性評價

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1、捅費曼IIIII鼉曼!皇皂曼皇曼皇曼曼曼曼!!!!曼曼曼曼曼蔓曼曼曼!曼!鼉曼!曼罡曼曼曼曼皇曼!曼曼曼曼皇皇曼曼!皇曼!曼曼曼舅摘要產(chǎn)地對作物品質(zhì)的形成和影響具有非常重要的作用。依據(jù)良種的生物學性狀，選擇最適宜的地區(qū)進行區(qū)域化栽培是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要特征。作物生態(tài)適宜性評價是認識和掌握一定地域內(nèi)作物生長發(fā)育對各生態(tài)因子的需求與該地域?qū)嶋H可提供的生態(tài)條件相互吻合程度，從而因地制宜地開發(fā)利用區(qū)域生態(tài)資源、優(yōu)化種植總體布局的最有效方式。目前的作物生態(tài)適宜性評價研究主要集中在指標體系和評價方法等方面。指標體系的選擇和構(gòu)建大多源自影響作物生長的光、溫、水和土壤基本理化性狀，而作物品質(zhì)和產(chǎn)量是立地條件特別

2、是土壤地球化學背景和氣候綜合作用的結(jié)果。評價方法則大多是從線性角度建立作物品質(zhì)與環(huán)境因子之間的定量關系，較難反映出生態(tài)條件對作物品質(zhì)的復雜影響。現(xiàn)有較成功的作物生態(tài)適宜性評價也主要局限在一些試驗點上，而在區(qū)域?qū)用?，較多的存在著“以點代面”或者在不同地形地貌區(qū)域方法泛化的現(xiàn)象。隨著人為措施日益標準化，可以認為，作物的品質(zhì)在一個足夠小的地理柵格單元范圍內(nèi)是相似的；同一品種作物的品質(zhì)在相似的環(huán)境要素組合下是相似的，環(huán)境因子組合越相似，作物的品質(zhì)也越相似。因此本研究以50m柵格為基本單位，以重慶烤煙區(qū)煙葉品質(zhì)和煙區(qū)生態(tài)環(huán)境為研究對象，引入在處理復雜非線性系統(tǒng)方面具有較大優(yōu)勢的計算智能技術，綜合運用空間

3、分析、數(shù)理統(tǒng)計等方法，從區(qū)域?qū)用嫦到y(tǒng)研究地理條件復雜的重慶烤煙區(qū)氣候、54種土壤地球化學元素(指標)、地形地貌等空間分布特征及其對煙葉品質(zhì)的影響，在GIS平臺下對烤煙區(qū)氣候適宜性、土壤地球化學適宜性、地形地貌適宜性和烤煙生態(tài)綜合適宜性進行細網(wǎng)格定量評價，并通過煙葉等級指標和綜合品質(zhì)評分對評價結(jié)果進行驗證，在此基礎上提出重慶烤煙種植適宜性區(qū)劃。主要結(jié)果如下：l、重慶烤煙煙葉品質(zhì)特征及綜合評價(1)重慶烤煙煙葉品質(zhì)特征分析。以重慶13個烤煙區(qū)縣2004---2007年270件定點監(jiān)測的煙葉樣品為材料，分析重慶烤煙煙葉化學成分的總體特征，發(fā)現(xiàn)重慶烤煙總糖、還原糖、鉀含量較高，氯含量低，堿、氮含量均在

4、適值范圍內(nèi)。在表征烤煙化學成分協(xié)調(diào)度指標方面，糖氮比、糖堿比、鉀氯比偏高，氮堿比偏低。煙葉總體具有燃燒性好，氣味清香的特點，但酸堿關系一般。(2)烤煙煙葉品質(zhì)綜合評價體系的構(gòu)建。以煙葉化學成分作為評價煙葉品質(zhì)的主要標準，采用不基于先驗知識的粗糙集屬性約簡算法，篩選出影響烤煙煙葉品質(zhì)的主要指標：還原糖、總植物性堿、氯、鉀、氮、鉀氯比、糖堿比和氮堿比。在此基礎上以國內(nèi)外公認的優(yōu)質(zhì)煙葉最適宜范圍為滿分，高或低于該最適宜范圍依次降低分值，構(gòu)建烤煙煙葉化學成分綜合評價體系。(3)重慶烤煙煙葉品質(zhì)綜合評價。采用熵權(quán)法對重慶不同烤煙區(qū)縣270件煙葉樣品進行綜合評價，并根據(jù)綜合評價結(jié)果利用層次聚類法將重慶烤煙

5、品質(zhì)分為4個類別。不同級別烤煙化學成分的統(tǒng)計結(jié)果表明：I類煙葉具有總糖、還原糖、總植物性堿、總氮、鉀含量充兩雨大學博j二學位論文曼曼皇鼉曼曼皇IIliIn．．．．曼曼曼曼!曼曼皇舅曼曼曼曼曼皇曼曼曼皇曼分、適宜，氯含量低，可燃燒性好的特點；煙葉化學成分中鉀氯比、糖堿比、氮堿比均在優(yōu)質(zhì)煙葉最適范圍內(nèi)，具有良好的協(xié)調(diào)性。II類煙葉具有總糖、還原糖、總植物性堿、總氮含量充分、適宜，氯含量低，可燃燒性好的特點：化學成分中糖氮比、鉀氯比、氮堿比均在優(yōu)質(zhì)煙葉最適范圍內(nèi)，具有良好的協(xié)調(diào)性：但該類煙葉糖堿比偏高，鉀含量偏低，酸堿平衡關系一般。III類煙葉具有總植物性堿、總氮含量充分、適宜，可燃燒性好的特點；煙

6、葉化學成分中糖氮比、鉀氯比均在優(yōu)質(zhì)煙葉最適范圍內(nèi)，具有良好的協(xié)調(diào)性：但該類煙葉總糖、還原糖、鉀含量偏低；糖堿比、氮堿比偏高，酸堿平衡關系較差。Ⅳ類煙葉具有總植物性堿、總氮含量充分、適宜，可燃燒性好的特點；鉀氯比、氮堿比也均在優(yōu)質(zhì)煙葉最適范圍內(nèi)；但煙葉鉀、氯含量低；糖氮比、糖堿比均偏高，酸堿平衡關系差。從不同區(qū)縣煙葉樣品的統(tǒng)計來看，渝東南黔江、武隆、酉陽、彭水樣品中I類最多；南川、巫山、巫溪、奉節(jié)、涪陵次之：而綦江、秀山樣品中I類較少，其中綦江所采集的3件樣品化學成分綜合評價均為Ⅳ類，煙葉品質(zhì)總體較差。2、氣候要素對煙葉品質(zhì)的影響針對重慶烤煙區(qū)地形地貌復雜，立體氣候明顯，小氣候類型多樣的特點，將

7、經(jīng)度、緯度、海拔高度、坡度、坡向和地形遮蔽度等地形因子引入到煙區(qū)氣候空間模擬中，在GIS平臺下采用基于DEM的小網(wǎng)格法和多因子日照模擬法分別對煙葉大田期的光、溫、水分布進行區(qū)域化模擬，研究和分析了烤煙生長季內(nèi)氣候資源的地理分布及其規(guī)律；深入分析區(qū)域氣候條件與煙葉品質(zhì)的關系，并在此基礎上采用模糊數(shù)學和層次分析相結(jié)合的方法對重慶烤煙種植氣候適宜性進行了細網(wǎng)格定量評價：(1)在大田生長期內(nèi)，烤煙區(qū)均溫的