橡膠產量與氣象因子的灰色關聯性及逐步回歸分析研究

馮耀飛+張慧艷

摘 要 運用灰色關聯分析理論，對橡膠2010年每月產量及氣象因子關聯度進行分析。結果表明： 影響橡膠產膠量的9個氣象因子按照關聯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，與灰色關聯性分析的結果一致。

關鍵詞 橡膠產量 ；氣象因子 ；關聯性 ；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

隨著當今社會的發展，人們越來越認識到發展天然橡膠的重要，橡膠是現代國民經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、醫療衛生和文體生活等各方面的需要，還能滿足工農業生產、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，原產赤道低壓無風帶，也是橡膠樹屬（Hevea）11個種中唯一大規模商業化種植的一個種[1]。

天然橡膠產業是西雙版納州農業生產中種植規模最大、從業人員最多、最具競爭優勢的綠色支柱產業[2]。橡膠產量與眾多氣象因子、管理水平（噴施乙烯利以及割膠技術、割膠時間）、生長環境、病蟲害以及施肥等因素都有一定的關系，這使得橡膠產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。本研究通過對西雙版納橡膠產區氣象因子的測定以及橡膠生產相關數據的調查，探索影響橡膠產量的主要氣象因子、各氣象因子對橡膠產量影響程度排序，有利于天然橡膠氣象信息服務系統建設，從而提高橡膠生產管理水平，增強橡膠產業的市場競爭力。

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、蒸發量和風速，資料來源于氣象局。

1.2 方法

1.2.1 產膠量計算

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

1.2.2 灰色關聯度計算[3]方法

（1）確定參比數列：反映系統行為特征的數據序列，稱為參考數列，設參考數列（又稱母序列）為Y={Y（k）|k=1，2，Λ，9}。（2）確定比較數列：由影響系統行為的因素組成的數據序列，稱比較數列，比較數列（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列，由于數據繁多故不列出。（4）求關聯系數：

（5）計算關聯度如下：

1.2.3 逐步回歸分析

采用SPSS 15.0版進行輸入和統計分析。

2 結果與分析

2.1 氣象因子測定結果

每月的氣象數據是每天所測氣象數據的平均值。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??；蒸發量在4～6月較高；風速也是4～6月較高（表1）。

2.2 橡膠產量的月變化

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

2.3 橡膠產量和氣象因子的關聯性分析

橡膠產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[4]?；疑到y理論提出了對各子系統進行灰色關聯度分析的概念，意圖通過一定的方法，去尋求系統中各子系統（或因素）之間的數值關系[5]。因此，灰色關聯度分析對一個系統發展變化態勢提供了量化的度量，非常適合動態歷程分析。表2 是氣象因子與膠量的灰色關聯系數和關聯度。

在系統發展過程中，若2個因素變化的趨勢具有一致性，即同步變化程度較高，可謂二者關聯程度較高；反之，則較低。因此，灰色關聯分析方法，是根據因素之間發展趨勢的相似或相異程度（亦即“灰色關聯度”）來衡量因素間關聯程度的一種方法[6]。那么本研究采用灰色系統分析后（表2），在一年的產膠過程中，9個氣象因子與膠量的關聯度大小為：日照>最高氣溫>平均濕度>平均氣溫>最小濕度>蒸發量>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、蒸發量、風速、最低氣溫、雨量。

2.4 橡膠產量和氣象因子的逐步回歸分析

橡膠產量的最優回歸方程為：Y=2 046.74-151.11X，R2=0.829[Y為橡膠產量（mL），X雨量（mm）]。從表3的逐步回歸數據可以看出，橡膠產量與日照、最高氣溫、平均濕度、平均氣溫、最小濕度、蒸發量、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。從最優回歸方程中可以看出，橡膠產量與雨量呈顯著負相關。

3 討論與結論

在1年的產膠過程中，9個氣象因子與產膠量的關聯度大小為：日照>最高氣溫>平均濕度>平均氣溫>最小濕度>蒸發量>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，與灰色關聯性分析的結果一致。太陽輻射是調節橡膠合成所需光合作用及生理活動的主要能量來源[8]。隨日照時數的增多，產膠量相應增加[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℃時產量隨溫度升高而下降，18℃以下膠乳的產量則會急劇下降[11]。另外有研究指出，周圍環境溫度在 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環境差異或橡膠樹品種不同而造成。

橡膠樹生長和產膠的適宜雨量是月降雨 150 mm 以上，且雨日分布均勻對產膠最有利[9]。研究發現，降雨量和膠量二者之間具有負相關性[13]。可見，降雨與產膠量的關系具有不確定性，在不同的研究地區和環境下可能有不同的結果。降雨只要能滿足膠樹生長和產膠即可，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

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