全 文 ：福建省尾叶按和巨按引种栽培区的气候区划
李宝福 刘大林 张顺恒
摘要 本文选取与按树生态 、 生物学特性和生长规律有关的 1 0个气象因子 , 对福建省 64 个县
( 市 ) 的数据作 R型主成分分析 , 结果前 6个主成分的累积贡献率高达 9 0 . 9 % ; 用这 6个主成
分作模糊聚类分析 , 分出三类 ; 用这三类的 均值与固定样本 比较 , 作模糊相似优先比判别 ,
可将福建省引种的尾叶按、 巨按两种按树栽培区划分为最适宜产区 、 适宜产区和一般产区 .
关键词 尾叶按 ; 巨按 ; 引种栽培区 ; 气象因子 ; 气候区划
尾叶按 ( E . u 功 p h y l a S . T . B la k e) 原产于印度尼西亚的帝坟 岛等群岛 , 分布 8一 1 0 ” S
海拔 3 。O一 3 。。。m 。 巨按 ( E g r a n d i。 H i l z 。 二 M a id ) 原产于澳大利亚新南威 尔 洲 的 昆鉴
兰洲 , 分布 17 一 3 2 ` S , 海拔 。一 g 0 m 。 因按属树种 , 具有生长快 、 适应性强 、 耐干早贫痔 、
抗逆性强 、 用途广等特点 , 在我国热带 、 亚热带地区及世界不少国家和地区被广泛引种栽培 ,
特别是我国南方各省近年来发展迅速 , 已建有一定规模的短轮伐期工业用材林基地 , 取得了
良好的生态效益 、 经济效益和社会效益 。 福建省是按树引种栽培较早的省份之一 , 至 1 9 9 7年
弓I种面积约达 1 . 5万 h m “ , 其中尾叶按 、 巨按是引种较为成功的树种 , 但相对南方其它省份其
发展迅度较为缓慢 , 为推动福建省按树发展 , 如何合理布局福建省的按树种栽培面积 、 科学
预 测其生产力就成为福建省按树引种栽培的研究课题 。 为此 , 本文对福建省尾叶按 、 巨按引
种栽培 区进行气候区划研究 。
1 区划依据和方法
1
.
1气象指标的选取
本研究选用 10 个与水热有关的气象因子 , 即年均温 、 大等于 10 ℃积温 、 最冷月均温 、 最
热月均温 、 年降雨量 、 全年无霜期 、 极端最高温 、 极端最低温 、 年日照 时数和 日照百分率。
提取 我省 64 个县 ( 市 ) 以上 1。个气象因子近 20 年的平均值 , 作为本次研究采 集 的 原 始材料
〔 ` 〕。
1
.
2 区划方法
首先 , 对所采集的原始数据进行 R型主成分分析 , 选出足 以能代表所有因子影影灼儿个
主成分 , 并列出其主成分坐标 。 其次 , 用模糊聚类分析法说明划分为三类区域是可行的 , 并
作出气候 区划的顶分类 , 得出三类各 自的指标平均值 。 最后 , 根据文献 , 确定固定样本的数
李宝福 (福 建省林业科 学研 完院 3 5 0 0 1 2) ; 刘 大林 ( 福 建省林业厅科技推 广总站 3 50 0 0 3 )
张顺 恒 ( 福建省林业厅世行办 3 5 0 0 0 3 ) 。
DOI : 10. 13987 /j . cnki . askj . 1998. 02. 004
值 , 用这些数值与三类均值作模糊相似最优比判别 , 计算三种类型区域的相似程度 , 从而作
出福建省按树 ( 尾叶枝 、 巨校 ) 栽培区气候 区划 。
2 结果与分析
2
.
I R型 主体成分分析
主成成分分析的 目的是使多变量问题得以简化 , 即通过适当的变换 , 得到少数几个有代
衷性的综合指标 。 对福建省 6 4个县 ( 市 ) 的 10 个气象 因子数据进行 R型主成分分析 〔 “ 、 “ 〕 ,
发现前6个主成分的累计贡献率 已达 9 0 . 9% , 即前。个主成分可作为具有代表 性 的 综 合指际
( 见表 l )
表 I R型主成分分析结果
六 二 土 成 分 . , , _ , _ _ _ , , _ 、 , . , , _义 虽 — 一——— 特让很 书二划效网星Y 1 Y Z Y 3 Y 4 Y S Y 6年均温 0 . 8 8 3 9 一 0 . 1 9 1 1 一 0 . 0 0 17 一 0 . 1 9 2 7 0 . 2 9 2 0大等于1 0 ℃积温 0 。 8 6 9 9 一 。 。 0 5 4 2 0 。 1 4 3 2 一 0 . 1 5 8 3 0 . 1 6 8 8最冷月均温 0 . 8 3 9 8 0 . 0 4 9 2 0 . 0 2 0 5 一 0 . 3 3 3 3 0 . 2 0 5 7最热月均温 0 . 2 57 7 一 0 . 7 1 5 4 一 0 . 1 2 3 5 0 . 52 0 2 一 0 . 0 4 4飞
年降雨量 一 0 . 6 1 58 0 . 0 5 4 5 0 . 0 93 5 一 0 . 2 5 9 6 0 . 3 6 0 2
全年无霜期 0 . 8 9 3 2 一 0 . 2 3 4 9 一 0 . 0 1 5 4 0 . 0 2 5 3 一 0 . 2 7 1 4
极端最高温 一 0 . 2 9 3 8 一。 . 7 0 6道 0 . 4 4 7 1 一 0 . 0 6 9 1 0 . 2 9 7 8
极端最低温 0 . 8 0 3 6 J . z o 5 6 一口. 0 5 6 4 一 0 . 0 2 3 2 一 0 . 2 4 4 8
年 日照时数 0 . 3 5 7 5 0 . 4 3 6 3 一 0 . 1 1 3 2 0 . 5 5 7 5 0 . 5 6 2 0
日照百分率 0 . 2 一7 9 0 . 3 2 5 q 0 . 8 5 47 0 . 2 4 6 7 一 0 . 1 7 9 8
累计贡献率 0 . 4 4 1 7 0 . 5 8 0 7 0 . 6 7 9 9 0 . 7 6 5 7 0 . 8 通5 4
一 0
。
0 3 8 4 4
。
4 1 6 5
0
。
0 4 0 9 1
。
3 9 0 0
一 0
。
0 5 0 4 0
,
9 9 1 7
0
。
3 0 1 4 0
。
8 8 9 9
O
。
6 3 5 1 0
。
7 6 6 8
0
.
1 Q1 3 0
.
6 3 8 7
一 0
。
2 1 3 1 0
。
3 4 7 5
0
.
2 6 3 0
` 叮。 2 53 8
一 0
。
0 7 6 8 0
。
1 7 3 9
0
。
0 8 9 2 0
。
1 3 2 2
O
。
9 0 9 3
1 8
。
0 8 7 5
5 6 8 5
。
3 9 0 6
8
。
53 9 1
2 7
。
0 1 5 6
1 7 0 7
。
8 9 0
’
5
2 8 9
。
1 4 0 6
3 9
。
1 0 6 3
·
一 5
。
1 5 0 0
`
1 9 2 5
。
6 9 0 4
理2 。 5 7 8 1
在第一主成分上 , 年均温 、 大等于 10 ℃积温 、 最冷月均温 、 年降雨量 、 全年无霜期和极
端最低温有较大的负荷 , 说 明这一主成分主要代表上述五个气象因子的缩合影响 ; 在第二主
成分上 , 最热月均温 、 极端最高温有明显较大的负荷 , 说明最热月均温和极端最高温的影响
作用集中在此主成分上体现 ; 在第三主成分上 , 日照百分率有明显较大负荷 ; 在第四主成分
上 , 最热月均温和年 日照时数有较大负荷 ; 在第五 主成分 , 年 日照时数有较大负荷 ; 在第六
主成分上 , 年降雨量有较大负荷 。 综合来看 , 最热月均温 、 年降雨量和年日照时数的总负荷
量较大 , 亦即这三个指标综合影响最大 , 集中代表水热条件对福建省按树生长状况的影响 。
通过得出的特征 向量和原始数据所求得的协方差矩阵 , 可计算出前六个主成分的坐标方程
〔 “ 〕:
Y
x “ 0 . 2 7 6 7 X : + 0 。 0 0 0 5 X : + 0 . 1 5 1 9 X : + 0 。 0 7 5 2 X ` _ 0 . 0 0 i z X 。 + 0 . 0 1 o 9 X 。 _ 0 . 0 8 7 4 X
0
。
0 8 8 1X
: + O
。
0 0 1 7X
。 + 0 。 0 1 8 4X
: 。 一 1 2 . 6 3 4 6
Y : =
一 0
.
1 0 6 6X
; + 0
。
0 1 5 9X
s 一 0
。
3 7 3 9X
` + 0 . 0 0 0 3X
5 一
O
.
0 0 2 9 X
。 一 0 . 3 7 4 4X , + O
.
0 2 0 6X
。 +
0
。
0 03 4 X
。 + 0 . 09 41 X一
。 +1 8。 8 0 0 4
Y
:二 一 0。 0 0 l l X, + 0 . 0 O0 2X : + 0
。
0 0 7 8 X
。 一 0 。 0 7 6 X ` + 0
.
0 0 0 3 X
5 _ 0
.
0 0 0 5X
。 + 0 . 2 8 1X ? _
0
.
0 1 3 1 X
。 _ 0 。 0 0 l X 。 + 0
。
1 5 2 4X
, 。 一 1 4 . 9 7 7 5
Y
` = 一 0 。 1 3 4 5X I _ 0
。
0 0 0 2X
2 一 0
。
1 3 4 4 X
: + 0
.
3 3 8 5X
` _ 0 . O 0 l X
S + 0
。
0 0 0 7 X
。 一 0 。 0 4 5 8X
, -
0
。
0 0 5 7X
: + 0
。
0 0 54 X
。 + 0 . 0 4 6 5 X 、 。 一 1 3
。
4 4 4 0
Y
。 = 0 . 1 4 4 3X
, + 0
.
0 0 0 2 X
: + 0
。
0 9 0 6X
: 一 0
。
0 3
。
g X
、 + 0 。 0 0 1 5 X 。 一 0
。
0 0 5X
。 + 0 。 2 1 2 6X
, -
0
。
0 6 4 4 X
。 + 0 。 0 0 58 X 。 _ 0
.
0 3 6 5 X
: 。 一 2 3 . 3 1 6 0
Y
。 = 一 0 。 0 3 1 6X ; + 0
。
0 0 0 1X
2 一 0
.
0 2 4X
。 + 0 。 2 3 1 3X
4 + 0
.
0 O2 9 X
。 + 0 。 0 0 3 3 X
。 一 0 。 1 6 6 7
X
: + 0
。
0 7 5 8X
, 一 0
。
0 0 0 9X
。 + 0 。 0 1 9 8X
, 。 一 3。 9 7 3 1
2
.
2 模糊聚类分析
聚类分析是用多元统计的技术进行分类的一种方法 。 模糊聚类是模糊数学在分类样本中
的应用 , 可以对多变量作初步的预 分类 , 从而为最终的确切分类提供依据 。 根据上面的主成
分坐标 , 可 以得到这六个综合因子 ( Y l , Y Z , Y 3 , Y 4 , Y S , Y 6 ) 为变量的对应于 64 个县
( 市 ) 的数据库 , 通过对此数据库的模糊聚类分析得出栽培区的预 分类 , 证 明 可 以 分成三
类 , 即第 I 类 、 第 亚类和第 r 类 〔召〕。
2
.
3 模糊相似优先比判别
通过模糊聚类分析 , 已将全省 64 个县 ( 市 ) 分成三类 , 但还需探讨此三类地区对于梭树
生长的适宜程度 , 本文 应用模糊相似优先比进行判别 。 模糊相似优先比决策法是通过与选定
的样本 ( 可称其为固定样本 ) 比较 , 进行优选 , 选 出与固定样本最相近的类型 , 也 即得出相
似程度的大小排序 。 综观有关文献 〔 5 、 已 、 7 、 ` 〕 , 纬 度 、 年降雨量 、 最热月均温及最冷月均温是
影响本研究 区按树生长的主要因子 。 因此 , 选取纬度 、 年降雨量 、 最热月均温和最冷月均温理个
因子作为衡量本研究区引种栽培的气候适宜性条件 。 据报道 〔” 〕 , 印度尼西亚群 岛东 部的帝
汉岛和其他岛屿是尾叶按的最佳 天然分布 区 , 新南威尔士州北部和昆士兰州南部沿海地区 以
及昆士兰中部和北部两个外层分布 区是巨按的最佳 天然分布区 , 因此 , 选取印度尼西亚 群岛
东部的纬度 8~ 1 0 ’ S , 最热月均温 29 ℃ , 年降雨毫 10 0 0 ~ 1 5。。m m , 最冷月均温 8~ 12 ℃ , 新
南威尔士州北部和昆士兰州南部沿海地区以及昆士兰中部和北部两 个外层分布区的纬 度 17 ~
3 2
’
S
, 最热月均 29 ~ 3 2℃ , 年降雨量 1 0 0 0~ 1 7 5 o m m , 最冷月均温 :一 6℃ 分别作为尾叶按和
巨梭分布区划模糊相似优先比判别的固定样本 , 比较研究三种类型地区与它们的相似程度 。
通过计算 , 得出 R ( 1 ) — 纬 度模糊关系矩阵 , R ( 2 ) -一年降雨量模糊关 系 矩阵 ,
R ( 3 ) — 最热月均温模糊关系矩阵 , R ( 4 ) — 最冷月均温模糊关系矩阵 , 分别为 :据此模糊相似巨阵 , 得出此三类与两个固定样本为相似程度排序 匀为 : 第 I 类 ( 6 、 5 )
0 0
。
5 1 0
0
0
.
4 8
。
5 3
。
5 2
0
1 0
R尾 ( 2 , 一
}
“ · 4 4
{ 0
。
3 4
0
。
5 6
0
0
。
4 0
0
。
6 6
0
。
6 0
0
O甘叮`J任座几R尾 ( 1 ) = 0。
O
。
0
。
51
R尾 ( 3 ) =
0
0
。
4 4
0
。
4 9
0
。
5 6
0
0
。
5 5
0
.
4
R尾 ( 4 ) 二…。
{ 0
0
。
2 1
。
8 0
0
。
7 9
0
0
.
9 4
0
。
2 0
0
。
0 6
0
R 巨 ( 1) =
0
O
。
4 6
O
。
2 2
0
0
。
4 7
O
。
4 9
八 。 理牛
O
n
。 公 5
0
。
7 3
0
。
8 7
O
}0
R 巨 (2 )二
{
。 . 4。 0
。
60
0
O
。
2 8 O
。
36
0
。
72
0
。
64
0
R 巨 ( 3 )二
0
。
5 3
O
O
。
5 3
0
。
5 1
O
。
4 7
0
}
“
R 巨 ` 4, 一
{
“ · 7 9
} 0
。
5 3
O
。
2 1
0
0
。
2 3
0
。
4 7
0
。
7 7
0
<第 五类 ( 8 、 9 ) <第 皿类 ( 1 0、 工。 ) 。 随着相似程度为逐渐增大 , 与固定样本越不相似 。
2
.
4 分区结果及分 区论述
综合模 绷聚类分析和模糊相似优先比判别 , 得出福建省尾 叶按和巨按引种栽培区的气候
区划 , 结果如表 2 。
2
。
4
.
1 最适宜产区 本 区基本为沿海地 又 , 呈带状分布 , 水热条件适 宜 , 其 气 候特点
是 : 年均温 1 7 . 4~ 2 1 . 3℃ , ) 10 ℃积温 4 7 1 1~ 了6 2 9℃ , 最冷月均温 8 . 0一 1 7 . 6℃ 、 最 热月 均
温 2 5 . 3 ~ 3 0 . 0℃ , 年 l泽雨 量 11 0 3 . 8 ~ l s s o . o m m 全年无霜期 2 8 9一 3 6 5 d , 极端最高温 3 6 . 6~
3 9
.
8 oG
, 极端最低温 一 5 . 8一 8 . 3℃ , 年 日照时效 1 3 4 3 . 2一 23 8 4 . 9 h , 日照百分率 3 0 % ~ 5 4 % 。
本 区 是福建省尾叶按 、 巨按等按讨引种浅培灼最适宜产 区 在本区的低山 、 丘陵地带可广泛
栽培按树 。
表 2 福建省尾叶按和巨按栽培区气候区划结果
纬 度
( )
最热月均 温
( ℃ )
最冷月
类 型 县 ( 市 ) 名 均
( ℃温)
工类 、 最适宜产区 晋安 、 闽候 、 长乐 、 福清 、 平
潭 、 连江 、 同安 、 莆田 、 仙游 、
霞浦 、 南安 、 安溪 、 永春 、 龙
海 、 云霄 、 漳浦 、 诏安 、东 山 、
平和 、 华安 、 新罗 、 永定
闽清 、 慧安 、 长泰 、 南靖 、 漳
平
2 3
。
6
2 6
。
8
2 5
。
3
l
3 0
。
0
年降雨量
( m m )
1 1 0 3
。
8
之
1 8 5 0
。
0
8
。
0
l
1 7
。
6
互类 、 适宜产区 2 4 。 7
之
2 6
。
3
2 6
。
3
2
3 1
。
8
1 2 4 1
。
8
2
1 7 7 5
。
0
8
。
1
2
1 2
。
0
互类 、 一般产区 永泰 、 罗源 、 三元 、 梅列 、 明
溪 、 永安 、 清流 、 宁化 、 大 田 、
尤溪 、 沙县 、 将乐 、 泰宁 、 建 2 5 . 2
宁 、 廷城 、 邵武 、 建阳 、 顺昌 、 l
建既 、 浦城 、 武夷 、 光泽 、 松 2 7 . 8
溪 、 政和 、 宁德 、 福鼎 、福安 、
古 田 、 屏南 、 寿宁 、 周宁 、 拓
荣 、 德化 、 长汀 、 上杭 、 武平 、
连城
2 4
。
5
2
3 3
。
7
1 5 0 0
。
0
l
2 8 5 0
。
0
2
。
3
之
1 0
。
2
2
.
4
.
2 适宜产 区 本区为福建省中部地带为数不多的儿个县 , 呈点状分布 , 其气候特点
是 : 年均温 , 7 。 5~ 1 9 . 2℃ , ) 10 ℃积温 5 3 7 2~ 7 2 0 0℃ , 最冷月均温 8 . 1一 1 2 . 0℃ , 最热月均
温 2 6 。 夕~ 3 2 . 8℃ , 年降雨量 2 2 4 2 . 8~ 1 7 7 5 . o m m , 全年无霜期 2 6 5 ~ 3 5 s d , 极端最高温 3 1 . 2~
4 0
.
5℃ , 极端最低温 一 6 . 1一 8 . 4℃ , 年 日照时数 1 87 8 . 9 ~ 4 4 2 . 8 h , 日照百分率 32 ℃一 4 6 % 。
本区属 于福建省尾叶按 , 巨按两种按树引种栽培的较适宜产 区 , 水热状况适中 , 在本 区的低
海拔地带可广泛引种栽培 。
2
。
4
.
3 一般产区 本 区大部分是福建省西部 、 西南部和西北部的 山区 , 成片分布 , 其气
候特点是 : 年均温 1 4 . 0一 19 . 4 oC , 大等于 10℃积温 4 3 50 ~ 6 5 5 2℃ , 最冷月均温 2 . 3一 1 0 . 2℃ ,
最热月均温 2 4 . 5 ~ 3 3 . 7 oC 年降雨量 1 5 0 0 . 0一 Z s s o . o m m , 全年无霜期 2 1 1~ 3 o s d , 极端最高温
3了 . 5一 43 . 2℃ , 极端最低温 一 1 2 . 3~ 4 . 8℃ , 年 日照时数 1“ 7 . 9一 19 52 . h5 , 日照百分率 38 %
一 45 % 。 本区的气候条件仍适于尾叶按 、 巨按的生长 , 但造林时应注意立地的选择 , 宜选择
海拔 5 0 ~ 60 o m 以下的低 山、 丘陵地带 。
3 结论与讨论
本研究通过 R型主成分分析 、 模糊聚类分析和模糊相似优先比等数学方法 , 将福 建省 6 4
个县 ( 市 ) 的按树 ( 尾叶按 、 巨按 ) 栽培区划分为最适宜产区 、 适宜产区和一般产 区三类 。
从模糊相似优先比分析的三类相似程度来看 , 各区的气候条件具有一致性 , 而各区之间的气
候特征又有所差异 , 但差异并不是非常悬殊 , 均与固定样本有不同程度的相似 , 都适于尾叶
按 、 巨按的引种栽培 , 只是生长状况有所差异 。
从三个类型区域的气候特点来看 , 对福建省而言 , 尾叶按 、 巨按的生长需要较充足的水
热条件 , 即高温多雨 、 日照时间长 、 霜期短的沿海地区 , 其生长较好 。 因此 , 福 建 省 尾叶
按 、 巨按等按树的引种栽培潜力极大 , 可进一步扩大发展 。 虽然 , 两种梭树所需的最适宜气
候因子有所差别 , 但就福建省而言 , 其适宜程度的气候区划是相一致的 。
本研究主要着眼于大气候条件 , 进 行相应的产区区划 , 而如何与其它立地条件 ( 如海
拔 、 地貌 、 土壤等 ) 及现实林分生产力相结合判断 , 尚须进一步深入研究 。
参 考 文 献
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郎奎健等编著 。 I B M p C系列程序集 。 北京 : 中国林业出版社 , 1 9 8 9
王彩华等主编 。 模糊论方法学 。 北京 : 中国建筑工业出版社 , 1 9 8 8
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安平等。 巨尾按引种及施肥试验 。 福建林业科技 。 1 9 9 7 , 2 4 ( 4 )
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