橡膠產(chǎn)量與氣象因子的灰色關聯(lián)性及逐步回歸分析研究

馮耀飛+張慧艷

摘 要 運用灰色關聯(lián)分析理論，對橡膠2010年每月產(chǎn)量及氣象因子關聯(lián)度進行分析。結果表明： 影響橡膠產(chǎn)膠量的9個氣象因子按照關聯(lián)度由大到小依次排列為日照>最高氣溫>平均濕度>平均氣溫>最小濕度>蒸發(fā)量>風速>最低氣溫>雨量；進一步的逐步回歸分析表明，膠量與雨量呈顯著的負相關，與灰色關聯(lián)性分析的結果一致。

關鍵詞 橡膠產(chǎn)量 ；氣象因子 ；關聯(lián)性 ；逐步回歸

中圖分類號 S794.1 文獻標志碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.11.012

Abstract By the use of gray relevancy analysis theory， the correlation between Latex yield and meteorological factors of each month was analyzed in one year. The result showed that the influential degree of each meteorological factor on latex yield was ranked in a descending order of the sunlight hours>maximum air temperature>mean daily humidity>average temperature>minimum humidity>evaporation capacity>wind speed>minimum air temperature>precipitation. The stepwise regression analysis result was in accordance with the gray relevancy analysis result that the latex yield and the precipitation are negatively correlated.

Keywords Latex yield ； meteorological factors ； correlation ； stepwise regression

隨著當今社會的發(fā)展，人們越來越認識到發(fā)展天然橡膠的重要，橡膠是現(xiàn)代國民經(jīng)濟與科技領域中不可缺少的高分子材料，用途十分廣泛，不僅能滿足人們的日常生活、醫(yī)療衛(wèi)生和文體生活等各方面的需要，還能滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、電子通訊和航空航天等各個領域的技術要求。

巴西橡膠樹（Hevea brasiliensis Muel. Arg.）隸屬大戟（Euphorbiaceae family）科，起源于南美亞馬遜河流域。 橡膠樹（Hevea brasiliensis）是典型的熱帶作物，原產(chǎn)赤道低壓無風帶，也是橡膠樹屬（Hevea）11個種中唯一大規(guī)模商業(yè)化種植的一個種[1]。

天然橡膠產(chǎn)業(yè)是西雙版納州農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中種植規(guī)模最大、從業(yè)人員最多、最具競爭優(yōu)勢的綠色支柱產(chǎn)業(yè)[2]。橡膠產(chǎn)量與眾多氣象因子、管理水平（噴施乙烯利以及割膠技術、割膠時間）、生長環(huán)境、病蟲害以及施肥等因素都有一定的關系，這使得橡膠產(chǎn)量與眾多氣象因子的關系變得復雜，且具有一定的模糊性，可將其視為一個灰色系統(tǒng)。本研究通過對西雙版納橡膠產(chǎn)區(qū)氣象因子的測定以及橡膠生產(chǎn)相關數(shù)據(jù)的調查，探索影響橡膠產(chǎn)量的主要氣象因子、各氣象因子對橡膠產(chǎn)量影響程度排序，有利于天然橡膠氣象信息服務系統(tǒng)建設，從而提高橡膠生產(chǎn)管理水平，增強橡膠產(chǎn)業(yè)的市場競爭力。

1 材料與方法

1.1 材料

氣象因子選擇平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、雨量、日照、平均濕度、最小濕度、蒸發(fā)量和風速，資料來源于氣象局。

1.2 方法

1.2.1 產(chǎn)膠量計算

計算景洪市郊區(qū)10株同齡巴西橡膠樹實測產(chǎn)量平均值，每3天割膠1次。所有氣象因子和橡膠產(chǎn)量數(shù)據(jù)均為2010年。

1.2.2 灰色關聯(lián)度計算[3]方法

（1）確定參比數(shù)列：反映系統(tǒng)行為特征的數(shù)據(jù)序列，稱為參考數(shù)列，設參考數(shù)列（又稱母序列）為Y={Y（k）|k=1，2，Λ，9}。（2）確定比較數(shù)列：由影響系統(tǒng)行為的因素組成的數(shù)據(jù)序列，稱比較數(shù)列，比較數(shù)列（又稱子序列）Xi={Xi（k）|k=1，2，Λ，9}，i=1，2，Λ，9。（3）無量綱化處理：關聯(lián)分析前，由于所得結果量綱不一，要進行歸一化處理，即將Xik 除以 Ximax 進行無量綱化處理，從而得到一個新的數(shù)列，由于數(shù)據(jù)繁多故不列出。（4）求關聯(lián)系數(shù)：

（5）計算關聯(lián)度如下：

1.2.3 逐步回歸分析

采用SPSS 15.0版進行輸入和統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 氣象因子測定結果

每月的氣象數(shù)據(jù)是每天所測氣象數(shù)據(jù)的平均值。平均氣溫在5～7月較高，并且均在30℃以下；最高氣溫除11月之外，均在30℃以上；最低氣溫除7月之外，均在25℃以下；7月雨量較高；11月日照較長；平均濕度從3～11月逐漸增加；最小濕度在3～5月較??；蒸發(fā)量在4～6月較高；風速也是4～6月較高（表1）。

2.2 橡膠產(chǎn)量的月變化

圖1可以看出，從3月開始割膠，產(chǎn)量較高；4月達到全年最高，然后膠量開始下降；在7、8月產(chǎn)量達到全年最低，而后膠量上升，一直到11月膠量較高。

2.3 橡膠產(chǎn)量和氣象因子的關聯(lián)性分析

橡膠產(chǎn)量與物種遺傳這一內在因素有關，還與氣象因子等外在因素有關，這使得氣象因子與橡膠產(chǎn)量的關系變得很復雜，且具有一定的模糊性，可將其視為一個灰色系統(tǒng)[4]?；疑到y(tǒng)理論提出了對各子系統(tǒng)進行灰色關聯(lián)度分析的概念，意圖通過一定的方法，去尋求系統(tǒng)中各子系統(tǒng)（或因素）之間的數(shù)值關系[5]。因此，灰色關聯(lián)度分析對一個系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢提供了量化的度量，非常適合動態(tài)歷程分析。表2 是氣象因子與膠量的灰色關聯(lián)系數(shù)和關聯(lián)度。

在系統(tǒng)發(fā)展過程中，若2個因素變化的趨勢具有一致性，即同步變化程度較高，可謂二者關聯(lián)程度較高；反之，則較低。因此，灰色關聯(lián)分析方法，是根據(jù)因素之間發(fā)展趨勢的相似或相異程度（亦即“灰色關聯(lián)度”）來衡量因素間關聯(lián)程度的一種方法[6]。那么本研究采用灰色系統(tǒng)分析后（表2），在一年的產(chǎn)膠過程中，9個氣象因子與膠量的關聯(lián)度大小為：日照>最高氣溫>平均濕度>平均氣溫>最小濕度>蒸發(fā)量>風速>最低氣溫>雨量。說明1年中與膠量變化趨勢一致的氣象因子大小順序為：日照、最高氣溫、平均濕度、平均氣溫、最小濕度、蒸發(fā)量、風速、最低氣溫、雨量。

2.4 橡膠產(chǎn)量和氣象因子的逐步回歸分析

橡膠產(chǎn)量的最優(yōu)回歸方程為：Y=2 046.74-151.11X，R2=0.829[Y為橡膠產(chǎn)量（mL），X雨量（mm）]。從表3的逐步回歸數(shù)據(jù)可以看出，橡膠產(chǎn)量與日照、最高氣溫、平均濕度、平均氣溫、最小濕度、蒸發(fā)量、風速、最低氣溫等氣象因子相關性不顯著，在逐步回歸中被剔除，只有雨量被保留下來，顯著性為0.006，小于0.01。從最優(yōu)回歸方程中可以看出，橡膠產(chǎn)量與雨量呈顯著負相關。

3 討論與結論

在1年的產(chǎn)膠過程中，9個氣象因子與產(chǎn)膠量的關聯(lián)度大小為：日照>最高氣溫>平均濕度>平均氣溫>最小濕度>蒸發(fā)量>風速>最低氣溫>雨量；進一步的逐步回歸分析得出：膠量與雨量呈顯著的負相關，與灰色關聯(lián)性分析的結果一致。太陽輻射是調節(jié)橡膠合成所需光合作用及生理活動的主要能量來源[8]。隨日照時數(shù)的增多，產(chǎn)膠量相應增加[9]，與本研究的結果一致。

徐其興[10]指出，最適宜橡膠樹生長的溫度范圍是25～30℃，超過30℃時，凈光合作用會由于呼吸作用的增強而減弱。適于膠乳合成的溫度為18～28℃，超過 28℃時產(chǎn)量隨溫度升高而下降，18℃以下膠乳的產(chǎn)量則會急劇下降[11]。另外有研究指出，周圍環(huán)境溫度在 18～24℃時最適排膠[12]，而 27～33℃是適合光合作用的最佳溫度。適宜膠乳生成和排膠的溫度范圍在不同的文獻有所不同，這可能是由于不同地區(qū)環(huán)境差異或橡膠樹品種不同而造成。

橡膠樹生長和產(chǎn)膠的適宜雨量是月降雨 150 mm 以上，且雨日分布均勻對產(chǎn)膠最有利[9]。研究發(fā)現(xiàn)，降雨量和膠量二者之間具有負相關性[13]?？梢?，降雨與產(chǎn)膠量的關系具有不確定性，在不同的研究地區(qū)和環(huán)境下可能有不同的結果。降雨只要能滿足膠樹生長和產(chǎn)膠即可，并非越多越好，關鍵是雨日的均勻分布情況及降雨時間不影響排膠[9]。

影響膠量的因素除了以上氣象因子之外，還與膠園管理等很多因素有關。隨著全球對天然橡膠需求量的日益增長，人們在影響膠量因素方面的研究將不斷深入。

參考文獻

[1] 蔣菊生，王如松. 海南橡膠產(chǎn)業(yè)生態(tài)[M]. 北京： 中國科學技術出版社，2004：84-85.

[2] 張利才，洪群艷，李 志. 西雙版納基于氣象因子的橡膠產(chǎn)量預報模型[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學，2016，39（3）： 9-13.

[3] 劉 博， 楊曉光， 王式功， 等. 基于灰色關聯(lián)分析法的東北地區(qū)主要糧食作物綜合效益評價[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學， 2012（6）： 32-36

[4] 李清超，馬浪浪，文 瓊，等. 玉米雜交組合主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關聯(lián)度分析[J]. 中國農(nóng)學通報，2015，31（30）： 74-78.

[5] 史向遠，李永平，周 靜，等. 旱地玉米種植密度與產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的相關和灰色關聯(lián)度分析[J]. 玉米科學，2012，20（6）：94-97.

[6] 鄧聚龍. 灰色系統(tǒng)理論教程[M]. 武漢：華中理工大學出版社，1990：78-79.

[7] 高倩倩，邢秀鳳，姚傳進. 基于逐步回歸分析的糧食產(chǎn)量影響因素研究[J]. 當代經(jīng)濟，2010（9）：145-147.

[8] Rao P S， Saraswathyamma C K， Sethuraj M R. Studies onthe relationship between yield and meteorological parame-ters of para rubber tree （Hevea brasiliensis）[J]. Agricultural & Forest Meteorology， 1998（90）： 235-245.

[9] 楊 銓. 幾種氣象因子與產(chǎn)膠量的關系[J]. 中國農(nóng)業(yè)氣象，1989，10（1）：42-44.

[10] 徐其興. 溫度、熱量與橡膠樹產(chǎn)量的關系及橡膠樹北移的溫度指標分析[J]. 廣西熱帶農(nóng)業(yè)，1988（1）：9-16.

[11] 華南熱帶作物學院. 熱帶植物育種學[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1991：300-400.

[12] Shuochang A， Yagang G. Exploration of the high yield physiological regulation of Hevea brasiliensis in Xishunangbanna[J]. Proceedings of IRRDB Symposium Physiology and Exploitation of Hevea brasiliensis， 1990： 83-92.

[13] Omokhafe K O， Emuedo O A. Evaluation of influence of five weather characters on latex yield in Hevea brasiliensis[J]. International Journal of Agricultural Research， 2006（1）： 234-239.