富硒茶茶种植方法（富硒茶生长环境）

摘要：通过对富硒有机茶的生长环境分析，利用ArcGIS空间分析模块，对恩施州富硒地区茶叶种植区域进行研究。采用空間分析技术、ArcGIS的Mmodel Builder模型构造器进行优化，找到了富硒有机茶的最佳适宜种植区域，并对整个恩施州的富硒有机茶种植区域进行了评价。

恩施土家族苗族自治州（简称恩施州）硒资源丰富，是世界天然生物硒资源最富集的地区，被誉为“世界第一天然富硒生物圈”，号称“世界硒都”。茶叶是恩施州主要经济作物之一，也是部分县市的经济支柱产业，恩施州富硒有机茶是当地企业依据得天独厚的自然条件打造的优势品牌。有研究表明，恩施州市场上富硒有机茶的硒含量参差不齐[1]，品牌效应受到冲击。究其原因有二，一是恩施州富硒是总体的相对概念，并不意味着恩施州所有地区都富硒，恩施州土壤硒含量分布不均，局部地区硒含量很高，甚至是出现硒中毒现象，也存在硒含量不足的地区；二是茶叶生长受到多种生长环境的影响，比如说土壤、气候乃至地形条件的影响，真正富硒的好茶叶是多种因素综合影响的结果。因为上述原因导致市场上富硒有机茶的品质良莠不齐。本研究根据茶叶的生长条件，从多方面综合考虑，结合GIS空间分析方法，找出恩施州富硒茶的最佳种植区域，为恩施州的茶叶经济发展提供科学的依据。

1 富硒有机茶的主要生长环境分析

茶树是喜酸性土壤的作物，喜欢温暖湿润气候，喜光耐阴，喜湿怕涝，适宜在漫射光下生长，富硒有机茶的生长环境首先需要含有充足的天然生物硒资源的土壤，然后根据茶树的生长习性选择最佳种植区域。

1.1 土壤

适宜茶树生长的土壤类型较多。茶树尤其对土壤的酸性比较敏感，适宜茶树生长的理想pH为4.5～6.5，不喜钙质，如果土壤中含较多的石灰质则会影响茶树的生长，要求石灰质含量在0.2%以下。土壤结构要求保水性、通水性良好。土壤质地疏松、孔隙度大、有机质含量丰富的土壤最适宜茶树根系的生长和发育。

茶树是富集硒元素较强的植物。对于富硒有机茶而言，茶叶中硒含量取决于土壤中的水溶性硒含量，土壤中的水溶性硒含量与土壤全硒含量呈正相关[2]。而在富硒有机茶的种植过程中，强调天然、绿色的有机产品，完全不施用任何人工合成的化肥、农药、植物生长调节剂、化学食品添加剂等物质。因此，土壤中的硒含量多少是富硒有机茶品质的关键因素。

1.2 气候

气候条件是茶树生长发育的重要因素。适宜茶树生长的气候条件主要是温暖湿润的气候。适宜的温度有利于茶树的生长，适宜茶树的温度一般在18～25 ℃，用积温作为茶树对温度条件的衡量指标。光照是茶树生长的重要条件，且茶树本身喜光耐阴，一般用年日照时数来表示。水是万物生长之源，一方面充足的水分是茶树本身生长的条件，另一方面茶树适宜湿润的气候环境，高品质的茶一般生长在湿度较大的地理环境中，可用降雨量来衡量环境中水分的充足与否。因此，积温、年日照时数和降雨量是影响茶树生长的重要气候因素。

1.3 地形

由于茶树生长习性怕涝，主要是环境中积聚的水容易使茶树的根部腐烂，所以要求茶树的种植区域排水良好，一般适宜在坡地或者丘陵地带生长。而坡向的不同所能接收的太阳辐射差异较大，万物生长靠太阳，茶树生长需要充足的阳光。因此，地形条件中的坡度与坡向是茶树生长的重要地形因素。

2 富硒茶种植适宜性评价模型

2.1 数学模型

富硒有机茶的种植区域适宜程度是由土壤、气候、地形等因素综合影响的结果，本研究选用一些影响富硒有机茶生产的关键因素作为评价因子。根据上述对于富硒有机茶的生长环境分析，确定出富硒有机茶最佳种植区域的评价因子主要有土壤的含硒量、土壤pH、积温、年日照时数、降雨量、坡度、坡向7个因子。根据富硒有机茶生长环境分析结果，将各个评价因子进行分类处理，然后根据影响大小将各个评价因子赋予相应的权重。权重值的确定采用层次分析法确定。将各个评价因子求加权叠加后重分类，得到富硒有机茶的最佳种植区域。其数学模型：endprint

RS=∑Bi×Wi

式中，RS为求取加权叠加的结果，Bi为各个评价因子重分类后的值，Wi为各评价因子对应的权重。

2.2 分析思路

采用ArcGIS的空间分析模块将经过处理后的数据利用ArcGIS的空间分析工具进行分析，具体的思路为：首先将7个主要评价因子的数据进行预处理，包括空间数据的配准与矢量化以及属性数据的插值运算，将各类数据进行投影变换，统一到同一坐标系中；然后利用ArcCatalog建立富硒有机茶种植的数据库，建立7个主要的评价因子的属性数据结构，并录入相应的属性数据；最后将分析工具集成到Mmodel Builder模型中进行具体的分析处理。

2.3 数据处理

土壤的硒含量数据来源于文献[3]，文献[3]研究了恩施州土壤硒含量的空间分布特征，共采集442个土壤样品进行全硒含量的测定，并最终得到了恩施州土壤全硒含量分布图。本研究将恩施州土壤全硒含量分布图进行几何配准后矢量化得到土壤的硒含量数据。土壤的pH数据参照文献[4]与文献[5]。

气象数据来自于中国气象科学数据共享网的《中国地面气候资料日值数据集》，选取恩施州的4个气象站的数据，利用Replace Pioneer软件从海量数据集中提取到恩施、巴东、建始、利川4个市（县）气象站的数据，经过空间插值处理得到整个研究区域的气象资料。

地形数据来源于中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台的GDEMDEM30M分辨率数字高程模型，根据30 m分辨率的数字高程模型利用Arcgis的3D空间分析工具提取坡度、坡向因子。

2.4 Mmodel Builder模型设计

Mmodel Builder模型构造器是ArcGIS进行地理处理工作流和脚本的图形化建模工具，通过图解的方式将分析数据与分析工具集成在一起，实现地理空间问题的自动化处理，可以简化复杂地理处理模型的设计与实施。本研究采用Mmodel Builder模型构造器来实现恩施州富硒有机茶种植区域的选择问题。图1是利用模型构造器构造的恩施富硒有机茶种植区域分析模型。

3 富硒茶种植区域的评价结果

模型运行后，得到恩施州富硒有机茶的种植区域的评价结果，本次将评价结果划分为最佳区域、一般区域和不良区域3类。然后利用ArcGIS输出专题图，得到恩施州富硒有机茶最佳种植区域分析结果（图2）。根据分析结果统计，恩施州富硒有机茶的最佳种植区域面积占全州总面积的比例只有20%，根据恩施州茶叶发展的实际情况，因地制宜，选择适宜富硒有机茶生产区域生產是消除市场上产品鱼龙混杂局面、提高品牌效应的有力措施。

4 小结

通过对富硒有机茶的生长条件进行深入分析，经过数据的收集、处理、模型的构建等，最后利用ArcGIS的Mmodel Builder模型构造器设计出针对性的分析模型。利用GIS的地学空间分析技术进行分析，得到比较客观的恩施州富硒有机茶种植区域的评价结果。在客观分析的基础之上，利用科学的方法，合理的规划、决策方能解决“硒都”与富硒茶品质不符的矛盾。