橡胶产量与气象因子的灰色关联性及逐步回归分析研究

冯耀飞+张慧艳

摘 要 运用灰色关联分析理论，对橡胶2010年每月产量及气象因子关联度进行分析。结果表明： 影响橡胶产胶量的9个气象因子按照关联度由大到小依次排列为日照>最高气温>平均湿度>平均气温>最小湿度>蒸发量>风速>最低气温>雨量；进一步的逐步回归分析表明，胶量与雨量呈显著的负相关，与灰色关联性分析的结果一致。

关键词 橡胶产量 ；气象因子 ；关联性 ；逐步回归

中图分类号 S794.1 文献标志码 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

随着当今社会的发展，人们越来越认识到发展天然橡胶的重要，橡胶是现代国民经济与科技领域中不可缺少的高分子材料，用途十分广泛，不仅能满足人们的日常生活、医疗卫生和文体生活等各方面的需要，还能满足工农业生产、交通运输、电子通讯和航空航天等各个领域的技术要求。

巴西橡胶树（Hevea brasiliensis Muel. Arg.）隶属大戟（Euphorbiaceae family）科，起源于南美亚马逊河流域。 橡胶树（Hevea brasiliensis）是典型的热带作物，原产赤道低压无风带，也是橡胶树属（Hevea）11个种中唯一大规模商业化种植的一个种[1]。

天然橡胶产业是西双版纳州农业生产中种植规模最大、从业人员最多、最具竞争优势的绿色支柱产业[2]。橡胶产量与众多气象因子、管理水平（喷施乙烯利以及割胶技术、割胶时间）、生长环境、病虫害以及施肥等因素都有一定的关系，这使得橡胶产量与众多气象因子的关系变得复杂，且具有一定的模糊性，可将其视为一个灰色系统。本研究通过对西双版纳橡胶产区气象因子的测定以及橡胶生产相关数据的调查，探索影响橡胶产量的主要气象因子、各气象因子对橡胶产量影响程度排序，有利于天然橡胶气象信息服务系统建设，从而提高橡胶生产管理水平，增强橡胶产业的市场竞争力。

1 材料与方法

1.1 材料

气象因子选择平均气温、最高气温、最低气温、雨量、日照、平均湿度、最小湿度、蒸发量和风速，资料来源于气象局。

1.2 方法

1.2.1 产胶量计算

计算景洪市郊区10株同龄巴西橡胶树实测产量平均值，每3天割胶1次。所有气象因子和橡胶产量数据均为2010年。

1.2.2 灰色关联度计算[3]方法

（1）确定参比数列：反映系统行为特征的数据序列，称为参考数列，设参考数列（又称母序列）为Y={Y（k）|k=1，2，Λ，9}。（2）确定比较数列：由影响系统行为的因素组成的数据序列，称比较数列，比较数列（又称子序列）Xi={Xi（k）|k=1，2，Λ，9}，i=1，2，Λ，9。（3）无量纲化处理：关联分析前，由于所得结果量纲不一，要进行归一化处理，即将Xik 除以 Ximax 进行无量纲化处理，从而得到一个新的数列，由于数据繁多故不列出。（4）求关联系数：

（5）计算关联度如下：

1.2.3 逐步回归分析

采用SPSS 15.0版进行输入和统计分析。

2 结果与分析

2.1 气象因子测定结果

每月的气象数据是每天所测气象数据的平均值。平均气温在5～7月较高，并且均在30℃以下；最高气温除11月之外，均在30℃以上；最低气温除7月之外，均在25℃以下；7月雨量较高；11月日照较长；平均湿度从3～11月逐渐增加；最小湿度在3～5月较小；蒸发量在4～6月较高；风速也是4～6月较高（表1）。

2.2 橡胶产量的月变化

图1可以看出，从3月开始割胶，产量较高；4月达到全年最高，然后胶量开始下降；在7、8月产量达到全年最低，而后胶量上升，一直到11月胶量较高。

2.3 橡胶产量和气象因子的关联性分析

橡胶产量与物种遗传这一内在因素有关，还与气象因子等外在因素有关，这使得气象因子与橡胶产量的关系变得很复杂，且具有一定的模糊性，可将其视为一个灰色系统[4]。灰色系统理论提出了对各子系统进行灰色关联度分析的概念，意图通过一定的方法，去寻求系统中各子系统（或因素）之间的数值关系[5]。因此，灰色关联度分析对一个系统发展变化态势提供了量化的度量，非常适合动态历程分析。表2 是气象因子与胶量的灰色关联系数和关联度。

在系统发展过程中，若2个因素变化的趋势具有一致性，即同步变化程度较高，可谓二者关联程度较高；反之，则较低。因此，灰色关联分析方法，是根据因素之间发展趋势的相似或相异程度（亦即“灰色关联度”）来衡量因素间关联程度的一种方法[6]。那么本研究采用灰色系统分析后（表2），在一年的产胶过程中，9个气象因子与胶量的关联度大小为：日照>最高气温>平均湿度>平均气温>最小湿度>蒸发量>风速>最低气温>雨量。说明1年中与胶量变化趋势一致的气象因子大小顺序为：日照、最高气温、平均湿度、平均气温、最小湿度、蒸发量、风速、最低气温、雨量。

2.4 橡胶产量和气象因子的逐步回归分析

橡胶产量的最优回归方程为：Y=2 046.74-151.11X，R2=0.829[Y为橡胶产量（mL），X雨量（mm）]。从表3的逐步回归数据可以看出，橡胶产量与日照、最高气温、平均湿度、平均气温、最小湿度、蒸发量、风速、最低气温等气象因子相关性不显著，在逐步回归中被剔除，只有雨量被保留下来，显著性为0.006，小于0.01。从最优回归方程中可以看出，橡胶产量与雨量呈显著负相关。

3 讨论与结论

在1年的产胶过程中，9个气象因子与产胶量的关联度大小为：日照>最高气温>平均湿度>平均气温>最小湿度>蒸发量>风速>最低气温>雨量；进一步的逐步回归分析得出：胶量与雨量呈显著的负相关，与灰色关联性分析的结果一致。太阳辐射是调节橡胶合成所需光合作用及生理活动的主要能量来源[8]。随日照时数的增多，产胶量相应增加[9]，与本研究的结果一致。

徐其兴[10]指出，最适宜橡胶树生长的温度范围是25～30℃，超过30℃时，净光合作用会由于呼吸作用的增强而减弱。适于胶乳合成的温度为18～28℃，超过 28℃时产量随温度升高而下降，18℃以下胶乳的产量则会急剧下降[11]。另外有研究指出，周围环境温度在 18～24℃时最适排胶[12]，而 27～33℃是适合光合作用的最佳温度。适宜胶乳生成和排胶的温度范围在不同的文献有所不同，这可能是由于不同地区环境差异或橡胶树品种不同而造成。

橡胶树生长和产胶的适宜雨量是月降雨 150 mm 以上，且雨日分布均匀对产胶最有利[9]。研究发现，降雨量和胶量二者之间具有负相关性[13]。可见，降雨与产胶量的关系具有不确定性，在不同的研究地区和环境下可能有不同的结果。降雨只要能满足胶树生长和产胶即可，并非越多越好，关键是雨日的均匀分布情况及降雨时间不影响排胶[9]。

影响胶量的因素除了以上气象因子之外，还与胶园管理等很多因素有关。随着全球对天然橡胶需求量的日益增长，人们在影响胶量因素方面的研究将不断深入。

参考文献

[1] 蒋菊生，王如松. 海南橡胶产业生态[M]. 北京： 中国科学技术出版社，2004：84-85.

[2] 张利才，洪群艳，李 志. 西双版纳基于气象因子的橡胶产量预报模型[J]. 热带农业科学，2016，39（3）： 9-13.

[3] 刘 博， 杨晓光， 王式功， 等. 基于灰色关联分析法的东北地区主要粮食作物综合效益评价[J]. 黑龙江农业科学， 2012（6）： 32-36

[4] 李清超，马浪浪，文 琼，等. 玉米杂交组合主要农艺性状与产量的灰色关联度分析[J]. 中国农学通报，2015，31（30）： 74-78.

[5] 史向远，李永平，周 静，等. 旱地玉米种植密度与产量及农艺性状的相关和灰色关联度分析[J]. 玉米科学，2012，20（6）：94-97.

[6] 邓聚龙. 灰色系统理论教程[M]. 武汉：华中理工大学出版社，1990：78-79.

[7] 高倩倩，邢秀凤，姚传进. 基于逐步回归分析的粮食产量影响因素研究[J]. 当代经济，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] 杨 铨. 几种气象因子与产胶量的关系[J]. 中国农业气象，1989，10（1）：42-44.

[10] 徐其兴. 温度、热量与橡胶树产量的关系及橡胶树北移的温度指标分析[J]. 广西热带农业，1988（1）：9-16.

[11] 华南热带作物学院. 热带植物育种学[M]. 北京：农业出版社，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.