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摘要：[目的]通過对陇县地区的气候、土壤条件进行研究，选择6个主要影响烤烟种植的评价指标并进行分析，充分挖掘优质烤烟生长的资源环境，为陇县地区烤烟种植发展规划提供科学依据。[方法]利用陇县气象局1981～2015年气象观测资料及14个乡镇区域自动站2007～2015年气温、降水资料，进行烤烟生态气候适宜性分析，确定区划指标，采取模糊数学方法建立指标隶属函数进行分区。[结果]陇县北部及中部海拔1 000～1 300 m的地区，是陇县烤烟最适宜种植区，也是优质烤烟的主产区。中部海拔较低的川道地带也是烤烟的适宜种植区。[结论]利用GIS技术，在实现区划指标空间化基础上，完成了陇县烤烟种植的适宜性区划并制作出区划图。
关键词：GIS；烤烟；气候区划；陇县
中图分类号：S572 文献标识码：A 文章编号：0517-6611（2016）07-124-03
Abstract：[Objective] Through studying on climate and soil conditions in Longxian， 6 evaluation indicators influencing fluecured tobacco planting were selected and analyzed， the resource environment for the growth of high quality fluecured tobacco was fully exploited， which will provide scientific basis for fluecured tobacco planting. [Method] Adopting observation data of 1981-2015 from Longxian Meteorological Bureau and temperature， precipitation data from 14 villages automatic station during 2007-2015， the ecological and climatic suitability was analyzed， zoning indicators were determined， fuzzy mathematics method was used to establish the membership function for zoning. [Result] 1 000-1 300 m area in northern and central Longxian is the most suitable planting area of fluecured tobacco， it is the main producing area of highquality fluecured tobacco. The middle elevation is also the suitable planting area of fluecured tobacco.
[Conclusion] By using GIS technology， on the basis of realizing zoning index spatialization， the suitability zoning of fluecured tobacco planting in Longxian was completed and the zoning map was made.
Abstract：[Objective] Through studying on climate and soil conditions in Longxian， 6 evaluation indicators influencing fluecured tobacco planting were selected and analyzed， the resource environment for the growth of high quality fluecured tobacco was fully exploited， which will provide scientific basis for fluecured tobacco planting. [Method] Adopting observation data of 1981-2015 from Longxian Meteorological Bureau and temperature， precipitation data from 14 villages automatic station during 2007-2015， the ecological and climatic suitability was analyzed， zoning indicators were determined， fuzzy mathematics method was used to establish the membership function for zoning. [Result] 1 000-1 300 m area in northern and central Longxian is the most suitable planting area of fluecured tobacco， it is the main producing area of highquality fluecured tobacco. The middle elevation is also the suitable planting area of fluecured tobacco. [Conclusion] By using GIS technology， on the basis of realizing zoning index spatialization， the suitability zoning of fluecured tobacco planting in Longxian was completed and the zoning map was made.
Key words：GIS； Fluecured tobacco； Climate zoning； Long County
陇县是陕西省烟叶种植基地县，自1982年大面积试种植以来，至今已有三十多年的种烟历史。随着农村产业结构调整和烟叶产业的转型升级，目前烤烟生产基本稳定在2 000户烟农总产量450万kg的规模。
烤烟的种植与气候、土壤密切相关，邓小华[1]研究表明气候、地形地貌、土壤状况对烤烟生长的影响权重分别为0511、0.100、0.389，可见氣候条件及土壤状况对烟叶的影响最大。笔者根据国内外对烤烟生长的气候适宜性研究[2-3]，将陇县主要种植区代表气象站气候资源进行对比分析，结合烤烟生长的适宜土壤条件，制定出烤烟适宜生长的指标，利用地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）制作陇县烤烟适宜性区划。通过区划制作，找出适合优质烤烟生长的最适宜区，在控制种植规模的同时提高烟叶质量，使得“种了烟的”能种好，全面提高烟叶质量，增加经济收入。
1：资料与方法
1.1：资料来源：
采用陇县气象局1981～2015年烤烟生育期平均气温、≥10 ℃积温、降水量等气候数据及14个区域自动站建站以来2007～2015年气温、降水资料，进行烤烟生态气候适宜性分析。同时对陇县地区土壤中对烤烟生产影响较大的全氮、有效磷、速效钾含量进行分析，建立DEM相关模型。选用ESRI公司的ArcGIS10.0作为实现区划的平台软件。
1.2：各区划概况及指标设定
1.2.1：气候条件分析。
陇县属于暖温带半湿润大陆性季风气候，由于地形和海拔高度的影响，形成明显的立体气候。海拔1 300 m以下，约占全县43.04%的地域，1 300 m以上，约占全县56.96%的地域，春、秋相连，冬长无夏，无霜期短。全县海拔最高为关山牧场2 165 m，最低为杜阳849 m，全年气候变化受制于季风环流，冷暖干湿四季分明。年平均温度5.3～11.4 ℃，年极端最高气温29.5～38.1 ℃，5～8月≥10 ℃积温1 851～2 770 （℃·d），年降水量555.0～710.1 mm，5～8月降水量330.4～468.3 mm（表1），海拔1 300 m以下地区土地肥沃，地下水位浅，排灌设施齐全，光、温、水等条件都在烤烟生长的适宜范围内，能够满足烤烟正常生长发育。
1.2.2：土壤相关元素含量。
土壤分布受生物气候和人为生产活动的影响，形成了区域性的自然土壤和农业土壤，按照土壤分类原则，陇县共分为12个土类。其中黄性土壤、棕壤是全县面积最大的2个土类，占全县总土地面积的75.3%，土壤质地较好，土层深厚，适宜烤烟生长，配合适宜的气候条件，为优质烤烟的生长提供了条件。
土壤中氮素是反映土壤肥力水平的重要因素，也是影响烟株生长发育及品质的关键因子[4]。适量的氮素可以促进烟株生长和花芽分化，但过多会导致成熟延迟且落黄不好。陇县全区氮含量在0.70～1.30 g/kg，以氮素最低不低于0.8 g/kg的标准而言，陇县地区土壤全氮（图1a）含量整体偏低。
土壤磷元素是烤烟生长不可或缺的营养元素。磷元素缺少，细胞分裂迟缓，但过多将使烟叶叶片厚度增大。有效磷含量也以最低不少于5 g/kg为宜。陇县地区有效磷含量整体偏低（图1b），虽然高海拔地区的含量较高，但由于气候原因该地区不适宜烤烟的栽培。
烤烟对钾的需求较大，钾元素能使烟叶保持较好的可燃性，是获得优质烟叶的重要条件之一[5]。陇县地区土壤速效钾元素大部分都在150 g/kg以上（图1c），钾元素含量非常适宜优质烤烟的生长，含量较高的区域主要分布在北部及中南部。
1.2.3：指标设定。通过对烤烟生态与气候适应性调查和分析，并在参考国内有关研究的基础上[6-8]，结合陇县气候特征，将生育期≥10 ℃积温、生育期平均气温、生育期降水量、土壤中全氮、有效磷、速效钾作为划分陇县烤烟栽培适宜性指标。其中升梯型指标主要为对烟草的影响只有下限没有上限的因子，抛物线型指标为对烟草的生长既有上限又有下限的因子（表2）。
该区划采取模糊数学方法，利用模糊集的隶属函数来计算单项指标的评判值，以模糊综合评判值进行分区，据此建立的各区划因子适宜性隶属函数如下式。
（1）升梯型
μ（x）=1x≥b
x-ab-a×0.9+0.1a≤x 0.1x 式中，a为下限，b为上限，a （2）抛物线型
μ（x）=1b≤x x-ab-a×0.9+0.1a d-xd-c×0.9+0.1c 0.1x≤a，x≥d
式中，a为下限，b为最优值下限，c为最优值上限，d为上限，a 根据对陇县烤烟生产的实地调查结果及烤烟产量、品质影响程度确定各指标因子的权重集a={0.3，0.2，0.1，0.1，0.1，0.2}。
1.2.4：区划图制作。利用GIS技术，在实现区划指标空间化的基础上，根据要素隶属度，建立单因子评价栅格图层；综合评判值P则利用GIS空间叠加分析功能，采用线性加权和法，将各指标评价栅格图进行叠加，得到气候综合评价栅格图。 P=6i=1αiμ（xi）
式中，P为适宜性综合评判值，u（xi）为第i指标气候隶属度，ai为相对应该指标权重，6为评判指标个数，P在0～1，用来评价陇县烤烟综合条件优劣。结合陇县烤烟种植分布状况的实地调查，确定P≥0.9、0.6 2：结果与分析
2.1：最适宜区：
该区综合评分P≥0.9，最适宜区范围具有：
明显的地貌特征，主要位于陇县北部及中部区域，海拔一般在1 000～1 300 m。该区土层深厚，年平均气温20.4～21.1 ℃，烤烟生育期平均降水量>400 mm，≥10 ℃活动积温在2 600（℃·d）以上，氮、有效磷、速效钾含量均较高，且农业技术措施较为先进，该区生产的烤烟各项指数都较高，是陇县烤烟品质最优地区。
2.2：适宜区：
该区综合评分0.6 2.3：次适宜区：
该区综合评分0.4 2.4：不适宜区 ：
该区综合评分P≤0.4，主要分布于西部次适宜区以西海拔1 800 m以上地区，山高坡陡，土地贫瘠，气候温凉，生长期光、温条件差。该区年平均气温5.3～7.0 ℃，烤烟生育期的平均气温低于16 ℃，无法满足烤烟的生长需求，不宜栽培。
3：结语
实际调查表明，制作出的陇县区划结果与实际比较吻合。陇县北部及中部区域海拔在1 000～1 300 m，是隴县烤烟的最主要分布区，也是优质烤烟的主产区。中部海拔较低的川道地带也是烤烟的适宜种植区。按照陇县烤烟发展规划，全县将大力发展优质烤烟的栽培规模，该次区划结果可为陇县烤烟的发展提供依据。通过该次区划的制作及实际调查发现，烤烟生产不仅与气象条件有关，与灌溉、农技管理水平也密切相关。因此，在参考气候条件、土壤条件的基础上需要构建更全面合理的指标体系，以获得更具实用性和综合性的适宜性区划。
参考文献
[1] 邓小华.湖南烤烟区域特征及质量评价指标间的关系研究[D].长沙：湖南农业大学，2007.
[2] 罗菊英，万绪山，闫永才，等.基于GIS的优质烟叶精细化农业气候区划方法[J].湖北农业科学，2014，53（5）：1036-1040.
[3] 李蒙，杨明，王伟，等.云南普洱市烤烟种植气候适宜性精细化区划[J].作物杂志，2010（6）：75-78.
[4] 亚忠，焦玉生，王宁，等.肥用量对暗棕壤烤烟氮素积累及分配的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2014（4）：1-4.
[5] 周泽弘，王昌全，曹琳海，等.施钾量对烤烟各器官磷积累分配的影响[J].西南农业学报，2015（4）：1719-1724.
[6] 胡雪琼，黄忠艳，朱勇，等.云南烤烟气候类型及其适宜性研究[J].南京气象学院学报，2006，29（4）：563-568.
[7] 邓小华，周米良，田茂成，等.湘西州植烟气候与国内外主要烟区比较及相似性分析[J].中国烟草学报，2012，18（3）：28-33.
[8] 马晓群，张家鼎，徐敏，等.GIS 在农业气候区划中的应用[J].安徽农业大学学报，2003，30（1）：105.
关键词：GIS；烤烟；气候区划；陇县
中图分类号：S572 文献标识码：A 文章编号：0517-6611（2016）07-124-03
Abstract：[Objective] Through studying on climate and soil conditions in Longxian， 6 evaluation indicators influencing fluecured tobacco planting were selected and analyzed， the resource environment for the growth of high quality fluecured tobacco was fully exploited， which will provide scientific basis for fluecured tobacco planting. [Method] Adopting observation data of 1981-2015 from Longxian Meteorological Bureau and temperature， precipitation data from 14 villages automatic station during 2007-2015， the ecological and climatic suitability was analyzed， zoning indicators were determined， fuzzy mathematics method was used to establish the membership function for zoning. [Result] 1 000-1 300 m area in northern and central Longxian is the most suitable planting area of fluecured tobacco， it is the main producing area of highquality fluecured tobacco. The middle elevation is also the suitable planting area of fluecured tobacco.
[Conclusion] By using GIS technology， on the basis of realizing zoning index spatialization， the suitability zoning of fluecured tobacco planting in Longxian was completed and the zoning map was made.
Abstract：[Objective] Through studying on climate and soil conditions in Longxian， 6 evaluation indicators influencing fluecured tobacco planting were selected and analyzed， the resource environment for the growth of high quality fluecured tobacco was fully exploited， which will provide scientific basis for fluecured tobacco planting. [Method] Adopting observation data of 1981-2015 from Longxian Meteorological Bureau and temperature， precipitation data from 14 villages automatic station during 2007-2015， the ecological and climatic suitability was analyzed， zoning indicators were determined， fuzzy mathematics method was used to establish the membership function for zoning. [Result] 1 000-1 300 m area in northern and central Longxian is the most suitable planting area of fluecured tobacco， it is the main producing area of highquality fluecured tobacco. The middle elevation is also the suitable planting area of fluecured tobacco. [Conclusion] By using GIS technology， on the basis of realizing zoning index spatialization， the suitability zoning of fluecured tobacco planting in Longxian was completed and the zoning map was made.
Key words：GIS； Fluecured tobacco； Climate zoning； Long County
陇县是陕西省烟叶种植基地县，自1982年大面积试种植以来，至今已有三十多年的种烟历史。随着农村产业结构调整和烟叶产业的转型升级，目前烤烟生产基本稳定在2 000户烟农总产量450万kg的规模。
烤烟的种植与气候、土壤密切相关，邓小华[1]研究表明气候、地形地貌、土壤状况对烤烟生长的影响权重分别为0511、0.100、0.389，可见氣候条件及土壤状况对烟叶的影响最大。笔者根据国内外对烤烟生长的气候适宜性研究[2-3]，将陇县主要种植区代表气象站气候资源进行对比分析，结合烤烟生长的适宜土壤条件，制定出烤烟适宜生长的指标，利用地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）制作陇县烤烟适宜性区划。通过区划制作，找出适合优质烤烟生长的最适宜区，在控制种植规模的同时提高烟叶质量，使得“种了烟的”能种好，全面提高烟叶质量，增加经济收入。
1：资料与方法
1.1：资料来源：
采用陇县气象局1981～2015年烤烟生育期平均气温、≥10 ℃积温、降水量等气候数据及14个区域自动站建站以来2007～2015年气温、降水资料，进行烤烟生态气候适宜性分析。同时对陇县地区土壤中对烤烟生产影响较大的全氮、有效磷、速效钾含量进行分析，建立DEM相关模型。选用ESRI公司的ArcGIS10.0作为实现区划的平台软件。
1.2：各区划概况及指标设定
1.2.1：气候条件分析。
陇县属于暖温带半湿润大陆性季风气候，由于地形和海拔高度的影响，形成明显的立体气候。海拔1 300 m以下，约占全县43.04%的地域，1 300 m以上，约占全县56.96%的地域，春、秋相连，冬长无夏，无霜期短。全县海拔最高为关山牧场2 165 m，最低为杜阳849 m，全年气候变化受制于季风环流，冷暖干湿四季分明。年平均温度5.3～11.4 ℃，年极端最高气温29.5～38.1 ℃，5～8月≥10 ℃积温1 851～2 770 （℃·d），年降水量555.0～710.1 mm，5～8月降水量330.4～468.3 mm（表1），海拔1 300 m以下地区土地肥沃，地下水位浅，排灌设施齐全，光、温、水等条件都在烤烟生长的适宜范围内，能够满足烤烟正常生长发育。
1.2.2：土壤相关元素含量。
土壤分布受生物气候和人为生产活动的影响，形成了区域性的自然土壤和农业土壤，按照土壤分类原则，陇县共分为12个土类。其中黄性土壤、棕壤是全县面积最大的2个土类，占全县总土地面积的75.3%，土壤质地较好，土层深厚，适宜烤烟生长，配合适宜的气候条件，为优质烤烟的生长提供了条件。
土壤中氮素是反映土壤肥力水平的重要因素，也是影响烟株生长发育及品质的关键因子[4]。适量的氮素可以促进烟株生长和花芽分化，但过多会导致成熟延迟且落黄不好。陇县全区氮含量在0.70～1.30 g/kg，以氮素最低不低于0.8 g/kg的标准而言，陇县地区土壤全氮（图1a）含量整体偏低。
土壤磷元素是烤烟生长不可或缺的营养元素。磷元素缺少，细胞分裂迟缓，但过多将使烟叶叶片厚度增大。有效磷含量也以最低不少于5 g/kg为宜。陇县地区有效磷含量整体偏低（图1b），虽然高海拔地区的含量较高，但由于气候原因该地区不适宜烤烟的栽培。
烤烟对钾的需求较大，钾元素能使烟叶保持较好的可燃性，是获得优质烟叶的重要条件之一[5]。陇县地区土壤速效钾元素大部分都在150 g/kg以上（图1c），钾元素含量非常适宜优质烤烟的生长，含量较高的区域主要分布在北部及中南部。
1.2.3：指标设定。通过对烤烟生态与气候适应性调查和分析，并在参考国内有关研究的基础上[6-8]，结合陇县气候特征，将生育期≥10 ℃积温、生育期平均气温、生育期降水量、土壤中全氮、有效磷、速效钾作为划分陇县烤烟栽培适宜性指标。其中升梯型指标主要为对烟草的影响只有下限没有上限的因子，抛物线型指标为对烟草的生长既有上限又有下限的因子（表2）。
该区划采取模糊数学方法，利用模糊集的隶属函数来计算单项指标的评判值，以模糊综合评判值进行分区，据此建立的各区划因子适宜性隶属函数如下式。
（1）升梯型
μ（x）=1x≥b
x-ab-a×0.9+0.1a≤x 0.1x 式中，a为下限，b为上限，a
μ（x）=1b≤x
式中，a为下限，b为最优值下限，c为最优值上限，d为上限，a
1.2.4：区划图制作。利用GIS技术，在实现区划指标空间化的基础上，根据要素隶属度，建立单因子评价栅格图层；综合评判值P则利用GIS空间叠加分析功能，采用线性加权和法，将各指标评价栅格图进行叠加，得到气候综合评价栅格图。 P=6i=1αiμ（xi）
式中，P为适宜性综合评判值，u（xi）为第i指标气候隶属度，ai为相对应该指标权重，6为评判指标个数，P在0～1，用来评价陇县烤烟综合条件优劣。结合陇县烤烟种植分布状况的实地调查，确定P≥0.9、0.6
2.1：最适宜区：
该区综合评分P≥0.9，最适宜区范围具有：
明显的地貌特征，主要位于陇县北部及中部区域，海拔一般在1 000～1 300 m。该区土层深厚，年平均气温20.4～21.1 ℃，烤烟生育期平均降水量>400 mm，≥10 ℃活动积温在2 600（℃·d）以上，氮、有效磷、速效钾含量均较高，且农业技术措施较为先进，该区生产的烤烟各项指数都较高，是陇县烤烟品质最优地区。
2.2：适宜区：
该区综合评分0.6
该区综合评分0.4
该区综合评分P≤0.4，主要分布于西部次适宜区以西海拔1 800 m以上地区，山高坡陡，土地贫瘠，气候温凉，生长期光、温条件差。该区年平均气温5.3～7.0 ℃，烤烟生育期的平均气温低于16 ℃，无法满足烤烟的生长需求，不宜栽培。
3：结语
实际调查表明，制作出的陇县区划结果与实际比较吻合。陇县北部及中部区域海拔在1 000～1 300 m，是隴县烤烟的最主要分布区，也是优质烤烟的主产区。中部海拔较低的川道地带也是烤烟的适宜种植区。按照陇县烤烟发展规划，全县将大力发展优质烤烟的栽培规模，该次区划结果可为陇县烤烟的发展提供依据。通过该次区划的制作及实际调查发现，烤烟生产不仅与气象条件有关，与灌溉、农技管理水平也密切相关。因此，在参考气候条件、土壤条件的基础上需要构建更全面合理的指标体系，以获得更具实用性和综合性的适宜性区划。
参考文献
[1] 邓小华.湖南烤烟区域特征及质量评价指标间的关系研究[D].长沙：湖南农业大学，2007.
[2] 罗菊英，万绪山，闫永才，等.基于GIS的优质烟叶精细化农业气候区划方法[J].湖北农业科学，2014，53（5）：1036-1040.
[3] 李蒙，杨明，王伟，等.云南普洱市烤烟种植气候适宜性精细化区划[J].作物杂志，2010（6）：75-78.
[4] 亚忠，焦玉生，王宁，等.肥用量对暗棕壤烤烟氮素积累及分配的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2014（4）：1-4.
[5] 周泽弘，王昌全，曹琳海，等.施钾量对烤烟各器官磷积累分配的影响[J].西南农业学报，2015（4）：1719-1724.
[6] 胡雪琼，黄忠艳，朱勇，等.云南烤烟气候类型及其适宜性研究[J].南京气象学院学报，2006，29（4）：563-568.
[7] 邓小华，周米良，田茂成，等.湘西州植烟气候与国内外主要烟区比较及相似性分析[J].中国烟草学报，2012，18（3）：28-33.
[8] 马晓群，张家鼎，徐敏，等.GIS 在农业气候区划中的应用[J].安徽农业大学学报，2003，30（1）：105.