全 文 ：第 16 卷 第 2 期 热 带 作 物 学 报
1 9 9 5 年 9 月 C H IN E S E J ( ) U R N A I J ( ) F T R ( ) P IC A I J C R ( ) P S
V o l
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1 6 N o
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2
S e P t
.
1 9 9 5
海南岛香草兰灰色定权适宜性区划 ’
周兆德 罗启香
( 中国热带农业科学院图书 与科技信息中心 海南檐州 5 7 1 7 3 7)
摘要 在系统分析香草兰生物学特性的基础上 . 选取了与其关系密切的年均温 、 极端低温 、 最冷
月均温 、 年降水量 、 年雨 日数 、 年相对湿度和年 日照时数等 7 个因子作为指标 , 以我国引种试种
成功地 指标之较低水平为生产性种植范 围的下限值 , 以盛产地 (参考原产地 ) 之平均水平为上限
值 , 采用灰色理论中的定权聚类方法对海南岛香草兰生态适宜性进行了研究 . 结果表明 , 香草兰
最适宜种植区和适宜种植区分别约占全岛总面积的 n % (分别含 3县市和 2 县市 ) , 基本适宜种植
区约占 4 4% (含 8 县市 ) , 不适宜种植区约 占 3 % (含 5县市 ) , 比较符合实际 。
关键词 香草兰 灰色理论 生态适宜性 类型 区划
中图法分类号 5 57 3 . 91 9
香草兰 〔V a n i l l a f r a g r a n s ( s a l i s b . ) A m e s ( V . p l a n if o l i a A n d r . ) 〕 是一种名贵的多年生
热带藤本香料作物 . 其产品香 味独具风格 , 是当今世界食品工业的重要配香原料 , 常用于巧
克力 、 冰淇淋 、 烟草等的高级配香和化妆 品与医药制剂 。 俗有 “ 食品香料之王 ” 的美称 , 具
有很高的实用价值和经济价值 lj[ 。 香草兰原产于中美洲墨西哥东南部 、 西印度和南美洲北部的
热带雨林地区 。 现盛产地主要有马达加斯加 、 印度尼西亚 、 科摩罗等热带海洋国家 。 我国于
6 。年代初从斯里兰卡 引种试种 , 目前 已在海南万宁 、 澹 州和云南景洪等地试种成功 〔2一 ` 〕。
由于香草兰原产于热带低海拔的海岸附近 , 环境因子的长期作用结果使其生长发育与产
量形成要求高温 、 潮湿与适当荫蔽等特定的 自然条件 。 从生物学的最佳条件来看 , 较适宜于
南北纬 20 度以内雨量分布较均且年温差较小的地区 .5[ 6 〕。 我国与原产地和盛产地农业气候条
件相近的地区不多 , 主要分布于热带和亚热带的局部地区 , 其中以海南岛条件最优 , 面积最
大 。
长期来我国香草兰的消费主要依赖进 口 , 鉴于世界性食品工业的发展 、 国内香草兰需求
量的大增和我国引种试种成功的现实 , 发展国内香草兰生产基地已势在必行 。 为配 合我国香
草兰事业的发展和海南的经济腾飞 , 对海南岛香草兰生态适宜性进行研究和规划是十分必要
的 。
1 指标选择
在对我国引种试种地 (澹州 、 万宁 、 景洪等 ) 香草兰生长发育和产量形成与环境因子的
关系以及各因子与盛产 、 原产地 (马达加斯加的 A lt a l a ha 和 T a m a t a v e 以及墨西哥的 T e 。。 la t -
I。 和 M e r id a 声 子」 ) 进行系统对比分析的基础上 , 选择与其关系密切的年均温 、 极端低温 、 最冷
, 收稿 日期 : 1 9 9 5一 〔) 5一 1 1
2 期 周兆德等 : 海南岛香草兰灰色定权适宜性区划
月均温 、 年降水量 、 年雨 日数 、 年相对湿度和年 日照时数等 7个环境因子为指标 。 各指标值
见表 1所示 。
表 l海南岛各地指标值
地 名 年平均温度 极端最低温度
( ℃ )( ℃ )
最冷月均温
(U )
年降水量
( n n r r )
年雨 日数
( d )
年相对湿度
( %)
年日照时数
( h )
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16 7 7
15 8 5
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1 9 1 5
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2 1 7 3
2 1 6 3
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2 1 6 2
2 1 8 9
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2 1 5 2
2 0 0 0
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, 表中资源来源于广东省气象台编 `广东省基本气候总结 》 ( 1 95 1一 19 7 0)
2 方法与步骤
2
.
1 基本思路
首先在根据一定的法则对影响香草兰栽培的环境因子进行排序并确定其权重系数的基础
上 , 把我国引种试种成功地和原盛产地香草兰的适宜情况视为白类 (以此确定栽培指标范
围 ) , 而把待分类地区的适宜情况视为黑类 , 然后采用聚类方法通过对白类的分析而对黑类进
行判别 (灰色过程 ) 。 这种方法称之为灰色定权聚类法 。
2
.
2 指标权重的确定
通过大量的计算与实践 , 这里采用 “ 指标排序法则 ” 来确定指标权重系数 。 所谓 “ 指标
排序法则 ” 就是按下列步骤计算权重系数的过程 , 即 :
( l) 按其对香草兰栽培影响的重要性程度而由大到小排列指标 ;
( 2) 以指标所占重要性成数 (即倒排序号值 ) 为载荷量 (L j ) ;
(3 ) 按公式 : a j一 jL / 艺 L 』 ( 艺
」一 I J一 1
经分析 , 影响香草兰生长发
a 」一 1) 计算指标贡献率 , 即权重系数 。
与产量形成的指标排序和权重计算如表 2 所示 。
表 2 指标排序和权重系数
因 子
排序号
载荷量
贡献率
极端 低温 最冷月均 温 降水量 平均 温度 雨 日数 日照时数 相对湿度 芝
二2 5 涅2 1 方. , 8 足, 4 岌, 1 ( ) . 0 4 1 . 〔夕 (夕
热 带 作 物 学 报 1 6卷
.2 3 确定指标白化权函数仁7一 g习
以我国引种试种成功地 (万宁 、 澹州 、 景洪等 ) 环境条件之较低水平为下限值 , 以世界
盛产地马达加斯加的 A n t a l a h a 和 T a m a t a v e (参考原产地墨西哥的 T e e o l a t l a 和 M e r id a 情况 )
的平均水平为上限值 , 确定香草兰各指标值的范围见表 3 。
表 3 香草兰各指标值范围
指 标 范 围 指 标 范 围
年平均温度 2 1 . 8一 2 5 . 0 ℃ 年雨 日数 16 6 . 0一 1 8 9 . o d
极端最低温度 1 . 5一 10 . O C 年相对 湿度 80 . 。 %一 85 . 。 %
最冷月平均温 16 . 0一 2 1 . 0 ℃ 年 日照时数 2 1 0 0 . 0一 2 6 0 0 . o h
年降水量 11 0 0 · O一 2 8 3 8 · o m m
各指标的白化权函数可确定如下 (图 1一 7 , 其中各等级界限值为总跨度 内平均分配值 ) :
片 犷 J广
2玉9曳 2叹O曳
x , 且泣 二 . 且泣兀22 . 9七 2蕊9七 2 5刀oc 21月气 2 2夕叱 2 .3 0七 卫写二 ,2炭s t 2 2 . 1叱
a( ) 最适宜灰 类 适宜灰 类 ( C ) 基本适宜灰 类 ( d ) 不适 宜灰类
图 1 平均温度的白化权函数
习 写 呀`沙 Z
了2曳 10 D曳 7 2曳 * Q o o C 义 2 气矣
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氛悦矿介 曰` 一一` 、 一曰卜X ,蔽5% 4 3 oC
适宜灰 类 基本适宜灰 类 ( d ) 不适宜灰 类
图 2 极端最低温的白化权函数
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产 , 片
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适宜灰 类 ( C ) 基本适宜灰类 (d ) 不适 宜灰类
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LUùrL(a ) 最适宜灰 类
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且一二 t宙吸3弋 2】刀 。 C
(a ) 最适 宜灰类
图 3 最冷月平均温度的白化权函数
2 期 周兆德等 : 海南岛香草兰灰色定权适宜性 区划 8 7
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a( ) 最适宜灰类 ( b ) 适宜灰类 c( ) 基本适宜灰类 ( d ) 不适宜灰 类
图 4 年降水 i 的白化权函数
月 写 珍 千4J 5
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a( ) 最适宜灰类 (b ) 适宜灰类 c( ) 基 本适 宜灰 类 d( ) 不适宜灰类
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图 5
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年雨 日数的白化权 函数
岛 信
a( ) 最适宜灰类 ( b ) 适宜灰类
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c( ) 基本适宜灰类
不赢咭蔺介
( d ) 不适宜灰类
图 6 年相对湿度的白化权函数
耳 尸` 7 户` 了 f4` 了
群 ,玉玉h 肠以 O人 补 ` “ ` - - -占 -一一` ` -卜 X ,2朋以 2 2 66了人 2 4 3玉) h ` 不盆丽下瑞{护}
(a ) 最适宜灰类 (b ) 适宜灰类 (c ) 基本适 宜灰类 ( d ) 不适 宜灰类
图 7 年日照时数的 白化权函数
8 8 热 带 作 物 学 报 16 卷
由图 1一 7 白化权函数得到不同灰类白化权函数的数学表达式如下 :
f } (
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x
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x
> 2 3
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x Z ) = 茎
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x
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x
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.
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0
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.
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892 期 周兆德等 : 海南岛香草兰灰色定权适宜性区划
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x > 2 4 3 3
.
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由以上公式计算得到海南岛各地不同指标不同灰类的白化值如表 4所示 。
表 4 不同地区不同指标的白化值
年平均 肚度 徽端 鼓低吕 最 尹争月 均巴 牛阵不 ! 毕用 日 暇 牛和 万 at 压 午 目 滋时双
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4 9
口高迈安海方州宁昌江东沙中什水亚率海临赶定文琼万东德白吕乐通度三屯倪
. 灰 类 。 , b , C , d
热 带 作 物 学 报 6 1卷
2
.
4 计算定权聚类系数川
根据公式 :
{
。卜= 乏a , · f梦 ( x i」 )
i = l
k
’ 一 m a 二 ( a黔)
1《 k < `
计算定权聚类系数 时和判别所属灰类 k ` 。 式中 i一 1 , 2 , … , n (样本数 ) ; J一 1 , 2 , … ,
m (指标数 ) ; k 一 1 , 2 , … , S (灰类数 ) ; a , 为第 j个指标的贡献率 (权重系数 ) ; f梦(x j J ) 为
第 i 地第 j个指标第 k 灰类的白化权函数 。
由上式计算得到海南岛各地不同灰类的判别矩阵为 :
山叫川月训引川l|01-lj引eslf 1|浏b e海 口
临高
澄迈
定安
文 昌
琼海
万宁
东方
艺一 (讨) 一 澹州
昌江
乐东
白沙 `
琼中
通什
屯昌
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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0
.
5 5 0
.
2 8
0
.
5 9 0
.
2 5
0
.
2 0 0
.
1 2
0
.
1 4 0
.
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0
.
2 7 0
.
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0
.
2 1 0
.
2 8
0
.
2 3 0
.
3 2
0
.
0 2 0
.
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0
.
1 4 0
.
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0
.
3 9 0
.
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.
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.
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.
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.
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0
.
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.
1 5
令 m a x {分 }
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其它值一 O ,
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阵l旧!四匕lU比ILO卜.陌ól际u|10)ln日盯fl队1
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们|川!引州olJ l0I川|训81 esr4Z0J I司勺自,IQ曰9白,上40。j,三1d`任dA,土1卫玉O乙门以.0氏压水工爪任`月4ō了一11JL工件,J乙二1J00山一门éó日0`119山1ǎdg0任J3阵
l旧.防l阳比|101.匕lnIUlulo`陌es|1..山
3 结论
3
.
1 把上述计算的判别矩阵中同一列为 “ l ” 的点归为一类 , 则可获得全岛香草兰适宜性区
划结果 (图 8) 。 其中最适宜种植区为陵水 、 三亚和保停三县市 , 约占总面积的 n % ; 适宜种
植区为琼海与万宁两县市 , 约占总面积的 n % ; 基本适宜种植 区为海 口 、 临高 、 澄迈 、 定安 、
文昌 、 澹州 、 屯昌与昌江八县市 , 约占总面积的 4 % ; 不适宜种植区为东方 、 乐东 、 白沙 、 琼
中和通什五县市 , 约占总面积的 3 % 。
3
.
2 通过对各类型区环境指标的统计 (表 5) 表明 , 最适宜区的温度条件最优 , 适宜区年均
温和最冷月均温较最适宜 区稍低 , 基本适宜区温度条件进一步降低 , 不适宜区温度条件最差 。
全区降水量在 1 5 95 . 3一 2 1 1 0 . s m m 之间 , 年相对湿度在 81 . 7%一 85 . 5%之间 , 两者均满足其
栽培需要 , 年雨 日数在 1 37 . 8一 1 68 . d0 之间 , 基本满足需要 , 年 日照时数在 2 1 27 . 8一 2 3 14 . h7
之间 , 变化幅度较小且满足需要 。 由此可见 , 海南岛香草兰栽培的决定因素依次为热量 、 水
. 白沙 因 x2 < 0 , f鱼值加重 50 %计
2期 周兆德等 :海南岛香草兰灰色定权适宜性区划 9 1
分和能量 。 而前面的指标权重系数分析则表明 , 热量因素中又依次为极端最低温度 、 最冷月
均温和年平均温度 ; 水分因素中 又依次为年降水量 、 年雨 日数和年相对湿度 (能量因素只含
年 日照时数 ) 。
困工沸廷宝科叔
医葵{远喧封雌电
么习 劫昨科哑
口 协沙针灰
卜裱攀一闪干目r月俘阵目日汗侧千件 1卜丰丰州目j 译干:汗+卫昨扫日阵益
图 8 海南岛香草兰生态适宜性类型区划图
表 5 各类型区环境指标平均值
区 内 平 均 值
类 型 区 年均温 (亡 ) 极端温度 (℃ ) 最冷月温度 (℃ ) 年降水量 ( m m ) 年雨日 ( d) 年相对湿度 ( % ) 年 日照时数 ( h)
最适宜 区 24 . 7 4 . 3 20 . 0 1 5 9 5 . 3 1 3 7 . 8 8 1 . 7 2 3 1 4 . 7
适宜区 2 4 . 2 5 . 6 18 . 2 2 1 10 . 5 1 6 8 . 0 8 5 . 5 2 1 7 5 . 3
基本适宜区 2 3 . 7 3 . 1 17 . 2 1 6 10 . 3 1 5 6 . 1 8 3 . 6 2 14 4 · 5
不适宜区 2 3 . 2 0 . 3 17 . 4 1 7 30 . 8 1 4 7 . 5 8 2 . 6 2 1 2 7 . 8
3
.
3 通过公式 艺aj x , : , (其中 a , 为各指标权重 , x’ i J为指标的规范化值 , 由
J = l
x i一 X l m i n
x im a x 一 x l俐 n 确定 ) 计
算的环境综合系数对不同类型区代表点进行比较验证 , 发现其环境综合系数 由最适宜区向不
适宜 区逐步减小 (表 6) , 具有明显的规律性 , 与计算结果吻合 。
表 6 不同类型代表点环境综合系数比较表
代 表 点 类 型 环境综合系数 备 注
陵 水 最适 宜区 0 . 70 水热配 合较好
琼 海 适宜 区 0 . 64 年均温和最冷月温稍低
文 昌 基本适宜 区 0 . 5 温度条件较差
琼 中 不适宜 区 。 . 3 温度条件最差
东 方 不适宜 区 。 . 32 水分条件最差
9 2 热 带 作 物 学 报 1 6 卷
参 考 文 献
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F
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r i e R o
s e n g a r t e n
.
J
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T h
e
B o o k o f S p
, e e 、 . 1 9 7 3 : 4 2 6一 4 4 3
王佩珍 . 试论我 国热带地 区栽培香草兰的可能性 . 热带作物研究 , 19 8 6 (4 )
王庆煌等 . 香草兰丰产栽培技术研究 . 热带作物研 究 , 1 99 4 ( 2 ) : 5 。一 56
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A
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F
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W o
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, 19 7 2 , 1 0
53一 5 8
1 1一 15
1 0 ( l )
:
53一 6 1
A D A P T I V E R E G I O N A L D I V I S I O N O F V A N I L L A P L A N I F O L I A O N
H A I N A N I S L A N D U S I N G G R E Y F I X E D W E I G H T
Zh o u Zh a o d e L u o Q ix i a n g
( L ib r a r y a n d I n f o r m a t i o n C e n t r e
,
C A T A S
,
D o n z h o u
,
H a i n a n 5 7 1 7 3 7 )
A b s t r a e t
A s t u d y w a s e o n d u e t e d o n t h e e e o l o g i e a l a d a p t a b i l i t y o f V a n il l a p l a n i f o l i a o n H a i n a n 15
-
l a n d b y
u s i n g t h e e l u s t e
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m e t h o d o f f i x e d w e i g h t i n g
r e y t h e o r y b a s e d 0 o n a s y s t e tn a t i v e
a n a l y s i s o f i t s b i o l o g i e a l e h a r a e t e r i s t ie s
.
S e
v e n e l im a t i e f a e t o r s w e r e e h o s e n a s d i v i s i o n a l i n
-
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d i n g m e a n a n n u a l t e m p e r a t u r e
, e x t r e m e l y l o w t e tn p e
r a t u r e
.
m o n t h l y m i n im u m
t e m p e r a t u r e
, a n n u a l P r e e iPi t a t io n
, a n n u a l p r e e i P i t a t i o n d a y s
. a n n u a l r e l a t i
v e h u m id i t y a n d a n
-
n u a l s u n s h i n e 一 h o u r , a n d l o w l e v e l o f In d e x e s o b t a i n e d f r o m t h e p la e e o f s u e e e s s f u l i n t r o d u e -
t i o n a n d t r i a l一 p l a n t in g i n C h i n a w a s e o n s i d e r e d a s t h e l o w e r l im i t o f t h e p r o d u e t i o n 一 s e a l e
p l a 一l t i n g r a n g e w h i l e t h e m e a n l e v e l o f i n d e x e s f r o m t h e p l a e e s o f m a jo r P r o d u e i n g e o u n t i e s
(
r e f e r r i n g t o t h e p l a e e s t o w h ie h V a ll i l l a p la n i f o li a 15 i n d i g e n o u s ) a s t h e h ig h e r l im i t e o m p a
r i
-
s o n o f t h e d a t a w i t h a e t u a l e o n d i t i o
r l s 一n d i e a t e s t h a t r e s u l t s a r e i d e n t ie a l w i t h r e a l i t y
.
T h e
s t u d y s h o w s t h a t t h e p l a
l i t in g a r e a w i t h o p t im u m a n d g o o d
,
g e n e r a l
, a l l d w o r s t a e e o u n t e d r e
-
s p e e t i v e l y f o
r 1 1% ( 3 a n d 2 c o u n t i e
s o r C i t i e S S e p a r a t e l y )
,
4 4 乡石 ( 8 C o u n t i e S o r c i t i e s ) , a n d
3 3% ( 5 C o u n t i e S o r e i t i e s ) o f t h e t o t a l a
r e a i n H a i n a n I S l a n d
.
K e y w o r d s : V a n l l l a p l a n i f o l l a G r e y t h e o r y E e o l o g l e a l a d a p t a b i l l t y T y p l e a l r e g i o n a l
d i v is i o n