摘要
茶叶是云南的重要经济作物之一,云南优质茶如老班章、冰岛、昔归等,其市场价格远远高于普通茶叶。优质茶种植适宜区的评价分析,对引种和种植区的推广,对规划和发展茶产业,扶贫和支撑少数民族地聚集区经济发展,都具有重要意义。 除茶叶品种外,地理环境因子、少数民族的绿色种植管理制度等,都是影响茶叶口味及品质的主要因素,也是影响种植适宜性的重要变量。本研究采集和集成了云南全境的地理环境因子、绿色种植管理的大数据,并收集了老班章、冰岛、昔归等茶叶的市场价格数据,以优质茶产地为高品质茶叶种植的样本点,利用机器学习和深度学习中的 SVM、kNN、BPNN、CNN、ResNet、FA+ResNet 模型,建立了茶叶种植适宜性的预测模型,并对优质茶的种植适宜区进行了分析评价。从模型算法的角度分类比较各类模型的结果、精度,通过精度和混淆矩阵进行模型筛选,构建了研究区优质茶适生区识别的最终模型,并计算量各变量在所选的模型中的重要性程度。结果表明:六个预测模型预测种 植 适 宜 性 的 精 度 表 现 从 大 到 小为:SVM<KNN<BPNN<CNN<ResNet<FA+ResNet,其中,FA+ResNet 模型的预测精度为(Accuracy=0.9426,Macro-F1=0.9318)。 云南高品质茶叶的种植适宜区主要位于云南南部的西双版纳傣族自治州部分区域、普洱市、临沧市、红河哈尼族彝族自治州南部边缘的部分区域,西部地区的德宏傣族景颇族自治州的部分区域、西北部地区的澜沧江流域。 此外,影响云南优质茶种植的主要地理变量为年平均温度、年平均降水量、云雾带、土壤类型和海拔,年平均相对湿度,绿色种植管理系统等。其中年平均温度和水分是影响茶叶品质的主导变量,对茶叶的影响的重要性贡献分别为10.02%和 9.04%,云雾带对茶叶品质的影响的重要值为 4.85%,土壤类型与海拔对茶叶品质影响的的重要性值分别为 3.13%和 2.64%。优质茶的分布区域都是降雨量大、相对湿度大,水热条件较好的气候特点,这与千百年来茶农总结的“高山云雾出好茶”的知识相吻合。