全 文 ：千里香生长区的气候要素分析与分区
— 应用模糊相似优先比方法
余 世 幸
( 中山大学生物学系 )
摘 要
千里香 (M u r a ya p ain o u lt a ) a在中国分布于华南 , 西南地区 。 本文应用模糊相似优先比
,对千里香的 3 3个生长区的 7 个气候要素进行分析 , 以各气候要素在主分量分析中负荷量作为权
, 计算了各生长区对 7 个气候要素相似程序号与加权序号和 、 据此将 3 个生长区划分为三个区
法域数
前文研究了千里香 (M u r a y a 夕。 : 。` ul o t a) 在中国的地理分布以及限制其分布的主要
因素 ,同时认为 粤北 、 湘南和桂东北等地是较适宜千里香生长的地区〔 1 工 本文在前文的基础
上 , 应用模糊相似优先比方法 , 通过对千里香3 个生长区的气候要素的分析进行了分区 、
一 分析单位的确定与方法
1
、 气候因素指标
千里香在我国分布于华南 、 西南地区〔’ 一 3〕 , 本文根据前文进行主分量分析 (尸 c A )的
3 个县的 7 个气候要素 : 年均温最低月均温 、 年降水量 、 相对湿度 日照百分率一 极端最高温
度 , 极端最低温度 进行了分析
2
。 最适生长区的确定
应用模糊相似优先比法 : 需要先确定一对照样本 , 即认为其最适宜千里香生长 、 而将其
他地区的气候因素与之比较 。 根据了解 , 千里香在粤北 、 桂东北生长良好 、 因而对这一地区
的七个县进行了实地调查 。 以确定最适生长 区的气候因素指标 、
由于植物个体大小 间差异 , 因而 以个体数 目 ( 密度 ) 来 比较各地千里香生长状况时 、 存
在着某些不足 , 故在此提出一更广义的指数 · 称之为种群指数 了 以反映单位面积中种群个体
的某一属性特征总值 :
n
I C `s / `三, “
川艺
n万一尸 了二 l j
式中 C ; `为某一种群在样地 i ( 面积为 S
. ,
) 的 , i 个个体中第 j 个个体的某一属 性 特 征
生 态 科 学 1 9 9 0年
( 如生物盆` 胸面积 、 植株高度等 ), 设有 n 个样地 。 _
当以个体出现与否 为 特 征时 , 即 ic j取值 1 或 。 , 尸表示了种群密度 , 当 C i]’ 以个体
胸面积表示时 , 则尸表示了种群显著度 , 从而这种表示具有更广含义 , 可 以反映同一物种在
不同地区的种群之间或同一群落中不同物种之间在量上的相对关系 。
叭尸` 以是整个个体的表征 , 也可以是个体某一部分的表征 , 它也可以推广到代表一定
数量个体集合的特征总和 · 同时 , 在相同的取样条件下 , 面积 s ` 有时就无必要考虑 , 因而
这种比较并不排除通过无样地技术所获得的效据 。
通常的植被调查中 , C ij 以生物量表征相对优于其它指标 , 但其测定不易 。 一般地 , 植
株胸高基面积或植株高度与生物量成正比 , 可用 以间接表示 。 在英德县采山等 7 个调查地各
设立 10 个 10 X 10 阴 2 样方 , 以每一样方为单位面积 ( 即 S ` 一 1 ), C汀以个体高 度 表 示
之 , 计算出种群高度指数 , 同时列出种群密度 ( 取整数 ) 、 个体平均高度 ( 表 1 ) 。
表 1 各调查地千 里香的种群指数
指 标 英德县 乳源县附城 阳山县城 翁源县附 灵川县朝 田 阳朔县金宝大 永福县堡附城采山 朱屋背夫山 磨 刀坑 城如珠岩 张家村后山 水 田村月亮山 里小峰岭
个体平均高度 , 。 ,
( m )
1 一 0
`
5 2 4
_
2 1
( i n产光 。 m · ` 。
种群高度指数 16 . 76 3 _ 3 0 . 1 0 2 . 3 6 3 . 8 7
1 2
2 1 5 9
4
1 6
_
0 0
就植物的野生生长状况现状比较而言 、 根据种群高度指数和种群密度计算结果 , 应 以阳
朔 、 英德 、 永福三县的千里香生长状况较佳 、 因此 , 依据这三个县的 7 个气候要素指标的平
均值 , 作为设想的千里香最 适生长区的气候要素指标值 , 即进行分析的对照样本 。
.3 模糊相似优先 比法〔 4 、 5〕
对于 7 个气候要素 , 逐一进行下列计算 :
( 1) 绝对值距离 每一生长区的该气候要素指标 x i 与对照样本 x 。 之间的绝对值距
离为 :
D ` 一 x s 一 ` 。 ( i一 1 , 2 , … … 3 3 )
( 2 ) 相似优先比值
r `i 一 D j / ( D 、 + D j )
r j `= 1 一 r `j
计算出各个 ! : `依此建立起该气候要素的模糊相关矩阵’ 一 ’ 一 ’ 甲 ’ 名J ” -一 `一一 `一 ’ 一 ’ - 一一 ’ ~ ” ” “ 、 ” ” ~ 产 , ~ ”
小值
( ”
一
)叫杏矛某确定护似程度
L ` ( 对角线元素除外 ) 比较
实际计算可分二步 , ①由禅糊相关矩阵 , 葬出各行最
i, 找出最大值 I o a二 , 设为第万行 , 则确定为
第 2期 千里香生长区的气候要素分析与分 区 19 1
石 =I k , 该行编号为 l , 然后在模糊矩阵中删去该行以及其对应列 。 ⑧重复步骤① , 依
次编号为 2 , 3 , · “ … , 到剩下最后一行 , 则计算结束 。 这样对 3 个生长区分别编号 1 ~ 3 3
号数越小 , 与对照样本相似程度越高 。
由对 7 个气候要素逐个进行上述计算 , 然后依据公式 :
1 2
、 … 。 . 0 3 3一忍..J/`、
5
. 二 艺
, 了= 1
不 j ,i j
1
,
2
·… ” 7 )
计算各生长区序号和 S ` , 式中 ij j为第 i个生长区对第 j个气候要素的序号 ; 不 j 为主分量
分析中第 j 个气候因素对前二个主分量的负荷量作用 h : h : 通过转化满足归一化条件 -
上述计算过程通过电子计算机进行。
二 、 结 果
3 个生长区对各个气候要素的序号如表 2 所示 。
表 2 各县 7 个气候要素相似程度序号与加权序号和
县名 年均温
F x
最低月均温
F :
相对湿度
日照
百分率
极端最高温度 极端最低温度 二 加权和 顺序
F一 { F 。 I F 。 }
、
F , I 口 i }
降量.年水F
nJC八乙é9叮J内O口,ù
3 !
2 1
40臼nJO口U,.O
.…八042OU00甘U,上Q曰侣几人侣
1 3 8
.
3 3
6872
. .1
6 5
.
2 4
7 5
.
6 5
7 1
.
2 8
4 1
_
8 7
3219盯46728514312856竹013,翻八J1OU八O`。口内J九工曰2cOO`
1 t
1 2
121幼79624
l 0
1 1
1 3
1 8
3 9
.
8 5
5201376,4l 6
1 3
6 0
.
7 7
1 3 3
.
5 9
9 2
_
2 7
17 3
.
5 5
1 1了 . 8 2
4 4
.
2 8
4 5
。
6 7
8302142
6251475
1 5
l 6
251374
321485963072873犯1290451657只dqo,`二OU甘nJ OJ八。内j29曰,l 崖 县
2 陵 水
3 昌 江
4 澹 县
5 徐 闻
6 高 要
7 英 德
8 翁 源
9 阳 山
1 0 连 南
1 乳 源
1 2 乐 昌
1 3 龙 州
14 靖 西
1 5 百 色
1 6 贵 县
1 7 阳 朔
1橄永 福
15
14
65247581
1 2 0 生 态 科 学 19 9 0年
(接表2 )
1It 74 528098 3
.
2 5
一吕 OU口,`口J`.1
:
`
1 9 灵 川
2 0 全 州
2 1 隆 林
2 2 郴 县
2 3 通 道
2 4 江 永
2 5 望 漠
2 6 罗 甸
2了 荔 波
2 8 动 腊
2 9 河 口
3 0 金 平
31 双 江
3 2 富 宁
3 3 沪 水
1 18
1 0 4
1 0 5
197205216372
仄口39自2八DOJZ今一`几21 6 4
.
0 9
1 4 9
.
2 3
129067182
1 4 4
。
1 0
8 4
.
7 3
34
3 0 1 6 6
.
3 5
2851496
9277419560535920118643792614839781902853
192435086
13902748825
将 3 个生长区的 7 个气候要素进行主分量分析 , 则各个气候要素对前二个主分量 ( 占总
信息量的 71 . 30 肠 ) 的负荷量列于表 3 .
表 3 7 个气候要素对前二个主分量的员荷量
气候因素 I子 1 F Z F 3 F 4 F S F 6 F 7 占信息量
Oé内口40第一主 分量
第二主 分量
对前两个主
分量作用
4
.
9 1
l 了9
5
.
5 9
O
_
4 8
一 0 . 9 5
2 7 8
1 3 5
.
1 1 一 1
6 1 一 1 . 7 3
5 1 2 9
.
9 8
5
.
4 1
一 0 . 1 3
5 1
.
3 6肠
h 2 2 7 2 8 3 1
_
4 5 8
_
6 5 2 2 1 1
.
4 9 2 9
.
2 6
1 9
.
0 4肠
7 1
.
3 0肠
将 h Z 通过公式
9é .,J了月
W
]
转化为
( 1
·
2 0 1
·
3 8
以满足归一化条件 ; 今
2
= 九 :
J
7
x 7 / 艺
j = 1
( j = 1
,
2
’ ` ’ ` ” 7 )
0
。
3 8 0
.
9 9 1
.
2了一 \ 0 . 5 0 1 . 2 8 )
j = 1
j 一 1不
7艺
并分别作为 7 个气候要素的权重 , 于是得到加权后的序号和 S 并依序号和从小到大排列
第 2期 千 里香生长区的气候要素分析与分区 12 1
各生长区顺序 , 结果一并列于表 2 。
根据计算结果 , 将千里香的3 个生长区划分为三个区域 :
第一类适宜区 : 包括粤北和桂东北的乳源 、 连南 、 乐昌 、 阳山 、 翁源 、 英德 、 阳朔 、 永
福等县 。
第二类适宜区 : 包括罗甸 、 望漠 、 荔波 、 灵川 、 郴 县 、 江 永 、 隆 林 、 全 州 、 贵 县 、 靖
西 、 龙州 、 高要等县 , 主要为黔南 、 湘南 、 桂西南地区 。
第三类适宜区 : 包括双江 、 金平 、 河口 、 动腊 、 沪水 、 通 道 、 百 色 、 澹 县 、 徐 闻 、 昌
江 、 陵水 、 崖县 , 主要为云南省 、 海南岛。
三 、 小 结
气候因素 , 特别是温度 , 对于千里香分布起着主要限制作用 。 由于各个因子对于千里香
分布作用大小不同 , 故依据各气候因素在主分量分析中负荷量作为权数 , 来计算各生长区在
模糊相似优先比法中序号和 , 可以更合理地反映各生长区的相似程度 。 根据结果可以将 3 个
生长区划分为三个区域 , 以反映千里香生长的气候适宜程度 , 结合到当地的植被 、 土壤等条
件 , 将完全反映适宜千里香生长条件 。 而深入的分析 , 结合到其它地区的气候等条件 , 也将
为千里香在其它地区的引种提供依据。
参 考 文 献
〔 1 〕 余世孝等 , 生态科学 , 1 , 5 6 , l , 2 0 、 乏:6 .
( 2 ) 中国科学院植物研究所 , 中国高等植物图鉴 , 补编第二册 , 科学出版社 , 1 97 8 .
〔 3 〕 黄成就 , 中国芸香科植物初步研究 ( 三 ) , 植物分类学报 , 8 , 19 5 9 , 69 ” 12 4
( 4 〕 汪培庄 , 模糊集合论及其应用 , 上海科技出版社 , 1 9 8 3 .
〔 5 〕 贺仲雄 , 模糊数学及其应用 . 天津科学技术出版社 , 1 9 8 3 。
A n a ly s i s o f C l i m a t i e F a e t o r s a n d R e g 一o n a l i z a t i o n
of r t h e D 1st r 1b u t 通o n A r e a o f M u r r a y a P a n i e u l a认
— A n A p P I i e a t i o n o f F u z z y S i m i l 且 r W e l l 一 S e l e e t e d M e t h o d
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w a s d i v i d e d i n t o t h r e e r e g i o n s
.