免费文献传递   相关文献

应用灰色聚类和灰色关联分析对台湾青枣引种适宜区的选择



全 文 :中国农学通报 第22卷 第 4期 2006年 4月
htp:/zntb.chinajournal.net.cn林业科学
林业科学
台湾青枣(Ziziphusmauritiama Lam.),学名毛叶
枣,英文名为Indianjujube、theber,是鼠李科(Rham-
naceae)枣属(Ziziphus)植物,与中国温带落叶果树中国
枣(ZiziphusjujubaMil.)同属但不同种[1]。20世纪80年
代末至90年代初,广东一些科研单位开始把台湾培育
的台湾青枣品种引入广东试种[2],另外,一些越南归侨
也从越南引进越南毛叶枣试种,由于当时引进的台湾
品种不是优良品种,越南毛叶枣品质又太差,所以未能
引起生产者的重视。台湾青枣受到普遍关注和开始有
所发展是近5~6年的事情,主要因为“ 五千”和“ 高朗
一号”两个品种分别在广东东莞和海南省试种成功。据
统计,1999年初,在海南、广东、广西和福建等地种植
面积已达2000hm2[3]。近年来,台湾青枣生产在国内尤
其是一些南方省市有了一定的发展,但由于是新引进
的品种,一些引种单位和个人对该品种的适应性还不
甚了解,生产中还存在一些问题,如一些气候条件不适
宜种植台湾青枣的地区,盲目引种或扩种,以致造成很
大的浪费。为了合理利用台湾青枣引种区的农业气候
资源,科学地发展台湾青枣生产,减少引种的盲目性,
2000—2001年开展了研究。
对台湾青枣适宜引种区域的选择采用灰色系统理
论作为指导。对于植物的引种驯化,提出的理论和方法
近30余种,其中生态因子综合分析方法是最卓有成效
的基本方法[4]。在引种之前,对植物原生分布地区和拟
应用灰色聚类和灰色关联分析对台湾青枣
引种适宜区的选择
孙浩元 1,续九如 2,王玉柱 1,杨 丽 1
(1北京市农林科学院林业果树研究所,北京100093;2北京林业大学生物科学与技术学院,北京100083)
摘 要:综合利用灰色聚类和灰色关联分析两种研究方法,对台湾青枣原产地和拟引进地区的温度、
湿度、降水等环境因子进行了全面的分析比较,根据取得的结果绘制了台湾青枣引种气候适宜区域
图。对于划分出的不同区域的主要限制因子,提出了引种时应注意的问题。
关键词:台湾青枣;引种;适宜区
中图分类号:S665.101 文献标识码:A
SelectionofSuitableClimaticRegionsforIntroductionofZiziphusmauritianaLam.
UsingtheMethodsofGrayClusteringandGrayConnectingAnalysis
SunHaoyuan1,XuJiuru2,WangYuzhu1,YangLi1
( 1Instituteofforestryandpomology,Beijingacademyofagricultureandforestrysciences,Beijing100093
2Colegeofbiologicalsciencesandtechnology,Beijingforestryuniversity,Beijing100083)
Abstract:Usingthemethodsofgrayclusteringandgrayconnectinganalysis,theclimaticfactors,i.e.
temperature,humidity,rainfaloftheprovenanceofZiziphusmauritiamaandtheregionsthatplanto
introducethegenusZiziphusmauritiamain,arefulyanalyzedandcomparedinthepresentpaper.
Accordingtotheresults,themapofclimaticzonesuitabletointroduceZ.mauritianaisworkedout.Asto
thelimitedfactorsofthediferentregions,theproblems,whichshouldbepaidatentionto,areput
forward.
Keywords:Ziziphusmauritiama,Introduction,Suitableregions
基金项目:国家林业局948引进项目“ 台湾青枣系列品种的引进”(编号:2001-26)。
第一作者简介:孙浩元,男,1972年出生,博士学历,从事杏、李和枣的遗传育种研究。通信地址:100093北京市香山瑞王坟甲12号,北京市农林科学院林
业果树研究所。Tel:010-82595857,E-mail:sunhaoyuan@yahoo.com。
收稿日期:2005-12-29,修回日期:2006-01-05。
143· ·
ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.22No.42006April
htp:/zntb.chinajournal.net.cn
引入地区的各种生态环境因子进行全面的分析比较,
根据结果找出适宜和不适宜的方面,进而制订克服不
利因素的对策,增加了引种成功的可能性[5]。
1研究方法
1.1灰色聚类分析方法
灰色系统是部分信息已知、部分信息未知的系统。
选择台湾青枣引种的气候适宜区域,可以看作是一个
灰色系统,因为台湾青枣的生长习性、生长量以及各个
时期的气候要素是已知的信息,而气候生态条件如何
影响台湾青枣的生长,反过来台湾青枣如何对气候生
态条件进行适应性的调节是未知的信息,因而可以作
为一个灰色系统来研究。灰色聚类是一种区分聚类元
素在聚类指标下所属类别的灰色决策方法[6]。
首先对台湾青枣的生物学特性以及台湾青枣在引
种地点生长表现进行分析,得出最适宜台湾青枣生长
结果的环境因子指标,然后依据这些指标对各类环境
因子进行划分,确定最适宜、适宜、较适宜和不适宜的
指标范围,将其作为聚类参数。在收集调查引种地点气
候生态因子的基础上,对这些生态因子进行聚类,通过
灰色聚类结果,可以反映出所研究地点的4个气候生
态指标满足最适气候生态条件的程度。方法参考《 植物
引种驯化集刊》[7]。
1.2灰色关联度分析方法
在灰色系统理论中,关联度数值的大小反应了事
物间关联程度的大小,即关联程度大的事物间相似程
度高,关联程度小的事物间相似程度低[6]。因此,关联
度数值的大小可以用来比较气候生态条件的相似程
度。关联度的大小反映了所分析地区的气候指标与原
产地的相似程度,但具体地点的不同指标关联程度也
不同,有的指标相似程度高,有的指标相似程度低,因
此在实际分析中对各个指标赋予不同的权重 W=
{0.5,0.1,0.4},权重是根据不同的气候生态指标对于台
湾青枣生长的相对重要性确定的,最后求和得出综合
评价指数ZPj。
采用QuickBASIC编写程序完成上述计算。
2台湾青枣生物学特性及原产地气候生态环境分析
台湾青枣对土壤要求不严格,适应性较强,微酸至
微碱性的各类土壤均可种植[8]。但是,为了收获品质上
乘的果实,应选择土层深厚,pH6.0~6.5、土质肥沃、通
透性好的沙土或沙壤土较为理想。积水严重或缺水的
地方,台湾青枣生长缓慢,果实小、品质差。
限制果树正常生长的因子主要是光照、温度、湿度
与降水等条件。由于最冷月温度即1月份平均气温决
定了台湾青枣能否露地越冬成活,因此是限制台湾青
枣生长的主要因子[9],在确定聚类类别时将其作为划
分指标之一。
台湾青枣是热带果树,通过观察部分引种地点的
表现可知,台湾青枣在气温14~16℃时开始萌芽,17℃
时开始展叶抽梢,19~20℃开花。最适宜的生长温度为
20~26℃,12℃以下生长缓慢,8℃以下超过5d,幼果会
被冻伤,气温低于0℃左右幼树被冻死。台湾青枣的开
花期大多集中在9月份,花期长,花量大,这个时期决
定了台湾青枣的坐果率以及坐果的好坏,温度既不能
太高,也不能太低,22~28℃是最为适宜的。9月份的平
均气温作为考察的指标之一。
台湾青枣的栽培需要较高的水分和湿度条件,才
能获得预期的高产。抽出新芽至初花期,土壤要保持湿
润。开花期至幼果期,一般不宜灌水。果实开始膨大后
(10—12月份),土壤需保持湿润。果实大量收获期间
(12—3月份)宜保持适度干燥,以利于果实糖分的积
累。由此看来,台湾青枣虽然要求水分充足,但不是多
多益善,水分过多会造成生长不良和落果。台湾青枣原
产地的降水量以及在生长期内的雨量分布最为适合台
湾青枣生长,因此,1500~1700mm的年降水量有利于
台湾青枣获得高产,而>1900mm则产生负面影响,病
害尤其是黑斑病容易滋生。湿度条件以75%~85%为
宜。
台湾青枣根系主要分布在20~80cm的浅土层,夏
秋季节生长迅速,冬季生长缓慢。主干不明显,分枝发
达,萌芽力较强。台湾青枣一年内结果两次,5—7月开
花挂果量少,虫害严重,品质差;8—11月开花结果量
均较大,虫害轻,果实品质好。
3结果与分析
3.1台湾青枣栽培适宜生态条件的灰色聚类
通过对台湾青枣原产地气候生态条件和在引种地
点的观察资料的分析以及台湾青枣本身的特性、在不
同生长发育阶段对环境的要求等,可以初步确定其生
长适宜的指标,列表如表1。
表 1台湾青枣生长适宜指标表
林业科学144· ·
中国农学通报 第22卷 第 4期 2006年 4月
htp:/zntb.chinajournal.net.cn
年平均值满足台湾青枣最适气候条件的程度,但这种
程度是否稳定,还要对这些指标进行年际变化的动态
分析。
3.2台湾青枣原产地气候相似的灰色关联分析
台湾青枣的盛产中心在台湾的中南部,集中在高
雄、屏东一带,由此可以认为该地的气候生态条件是最
适宜台湾青枣发育的。以后的研究就是以此为前提展
开,以台南的气候生态条件为标准,对1月份平均气温
10℃等温线以南地区共64个地点从1960—1980年共
21年的气候生态条件包括逐年平均温度T、逐年相对
湿度V和逐年降水量R与原产地的相应指标进行灰
色关联分析。通过编写程序运算,结果得到各个地点综
合评价指数( 列表略)。以综合评价指数作为标准,定义
划分适宜区的依据:zp≥0.9为最适宜区;0.85≤zp<0.9
为适宜区;0.80≤zp<0.85为较适宜区;zp<0.80为不适
宜区。根据此原则,得到关联分析的分区结果,如表3
所示。
通过灰色关联分析划分的最适宜区,温度条件与
通过计算,得出各地点的聚类向量结果( 表略)。灰
色聚类结果的向量值,代表了该地点的气候环境因子
属于某一聚类类别的可能性,这个聚类类别划分的依
据是台湾青枣的生物学特性以及对台湾青枣在引种地
点的生长表现。将聚类因子的最大数值对应的类别作
为该聚类因子的聚类结果,从而将不同地点划分为最
适宜区、适宜区、较适宜区和不适宜区。结果见表2。灰
色聚类分区结果反映的是所研究地点几个气候指标多
表 2灰色聚类分区结果
表 3灰色关联分析分区结果
水分条件与原产地相似性都非常大,适合台湾青枣的
生长;而通过灰色关联分析划分的适宜区,逐年平均温
度、湿度、降水量等与原产地的灰色关联度值也较高,
虽然某些指标没有达到最佳程度,但在生产中也较容
易解决这些问题,台湾青枣也可以获得较好的品质和
产量;较适宜区的划分,主要是由于水分条件有较大程
度的不足,引种时应注意大力加强水分管理,才有可能
达到满意的效果,但那些基础条件较落后的地区,引种
应慎重;不适宜区的确定,云南华坪的温度指数较高,
但由于过度干旱,不宜引种,其他地区主要因为温度指
数太低而落选,总之这些地点均不宜台湾青枣引种生
产。
3.3灰色聚类与灰色关联分区的比较
两种方法所得出的结果基本一致,但有的地点分
区结果有差异,如云南华坪在灰色聚类分析中是适宜
的区域,而灰色关联分析却是不适宜的。究其原因,首
先,笔者认为前者是一种静态的方法,分类结果是通过
对比台湾青枣的最佳适生环境与各引种地点的各年度
气候生态因子的平均值得出的,消除了年际的波动变
化;后者是一种动态的观点,对比的是台湾青枣原产地
的栽培中心与各引种地点在1960—1980年间共21年
的变化曲线( 趋势),与年度间的波动变化有关;其次,
前者没有给各个指标赋予一定的权重,各个气候生态
因子是等同对待的;而后者根据各气候生态因子的重
要性,赋予一定的权重系数,较前者有一定的改善,但
有时难免带有主观性。因此,两种方法是互为补充的,
结合起来使用可以使结果更加贴近事实,划分适宜区
时以两种方法中类别低的分区结果为准,结果见表4。
综合两种研究方法取得的结果,绘制台湾青枣引
种气候适宜区域示意图,见图1。
表 4综合灰色聚类与灰色关联分析两种方法所得结果
林业科学 145· ·
ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.22No.42006April
htp:/zntb.chinajournal.net.cn
对于划分出的不同区域,要根据主要的限制因子,
采取适宜的栽培措施,改进生存的条件以适应台湾青
枣生长的本性,是引种成功的有效途径。除了为引种植
物积极创造有利的环境以外,还要选择能适应不同引
种地区的不同品种类型,或者通过杂交或生物技术等
改良手段改变其遗传基础,扩大台湾青枣的适应性。
参考文献
1 曲泽洲,王永蕙.中国果树志枣卷.北京:中国林业出版社,1993.23~26
2 付天顺.毛叶枣引种初报.热带作物研究,1989,(4):66~69
3 李健,郑惠章.新兴果树-毛叶枣栽培技术.北京:中国农业出版社,
2000.1~4
4 张宇和.果树引种驯化.上海:上海科学技术出版社,1982.117~130
5 李国庆.树木引种技术.北京:中国林业出版社,1982.22~97
6 邓聚龙.灰色预测与决策.武昌:华中工学院出版社,1986.97~105
7 中国植物学会植物园协会.植物引种驯化集刊(第 7集).北京:科学
出版社,1991.1~12
8 李荣昌.台湾青枣及其在广西的发展前景.广西农业科学,1999,(6):
325~326
9 沈朝贵.毛叶枣在福建的发展前景.福建果树,2000,(1):46
(责任编辑:回文广)
图1台湾青枣引种适宜区域选择结果
林业科学146· ·