全 文 ：第 24卷　第 1期 中　南　林　学　院　学　报 Vol. 24　 No. 1
　 2004年 2月 JOU RN AL OF CENT RAL SOUT H FO RESTRY UNIV ERSITY Feb. 2004　

[文章编号 ] 1000- 2502( 2004) 01- 0006- 04
南方三省 (区 )南洋楹气候区划的研究
郑永光 1 ,梁启英 2 ,周小珍 1
( 1.广东省林业科学研究院 ,广州 510520; 2.广东省林业局 ,广州 51073)
[摘　要 ]　选择纬度、经度以及 16个与水热状况有关的气象因子进行 R型主成分分析 ,用前 5个主成分坐标值进行模糊
ISODAT A聚类分析 ,将研究区划分为 3类 ;用逐步判别分析建立了各类的判别函数式 ,回判准确率为 91. 81% ;结合模糊相似优先比
的结果 ,将研究区区划为南洋楹适宜发展区、南洋次适宜发展和南洋楹控制发展区 3个气候区 .
[关键词 ]　林学 ;南洋楹 ;气候区划 ; R型主成分分析 ;模糊 ISODATA聚类分析 ;逐步判别分析 ;模糊相似优先比
[中图分类号 ]　 S757. 43　　　　 [文献标识码 ]　 A
Climatic Regionalization Study of Paraser ianthes falcataria in
Three Provinces of Southern China
ZHENG Yong-guang
1 , L IANG Qi-yin
2 , ZHOU Xiao-zhen
1
( 1. Forest Research Ins ti tu te of Guangdong Province, Guang zh ou 510520, Guangdong, Ch ina;
2. Fores t ry Bureau of Guangdong Province, Guangzhou 510173, Guangdong , China)
Abstract: According to the methods of type-R principal component analysi s and fuzzy ISODAT A clus ter analysi s, the s tudied area
was divided into 3 climatic types bas ed on 2 i tems of g eographical d ata and 16 i tems of meteorological data collected f rom 171 cou nties.
Th e meth od of s tepwise discrimination analysis was used for giving discriminat ing functions to types and sh ow ed 91. 81% of accu racy.
Consid ering the result of fu zzy similari ty priori ty ratio, th e studied area w as divided into 3 climatic regions: the sui table region fo r
Paraserianthes falcatar ia , the les s sui table and th e con trol led.
Key words: f ores t ry; Paraser ianthes falcataria; climatic regionalization; type-R p rincipal com pon en t analys is; fuzzy ISODA TA
cluster analysis; s tepwise dis crimination analysis; fuzzy simi lari ty priori ty ratio
南洋楹 Paraserianthes falcataria ( L. ) Nielsen是含羞草科速生性乔木树种 .原产马来西亚的马六甲 (北纬
0～ 5°)和印度尼西亚的马鲁古群岛 (南纬 5°～ 北纬 5°) .天然分布区的年平均气温为 25～ 27℃ ,年降雨量为
2 000～ 3 000 mm ,没有明显的旱季 ,且处于“赤道无风带” ,因而形成了该树种喜高温、多湿、静风的环境条件 .
它是世界上最速生的树种之一 ,其根系发达 ,根瘤丰富 ,落叶多 ,易腐烂 ,是改良和提高土壤肥力的良好树种 ,其
木材是造纸工业、人造板工业和火柴工业的优良原料 .因而南洋楹被世界上许多热带、南亚热带地区引种栽培 .
我国于 1940年前后引种该种树 ,主要种植在广东、广西、海南、福建、台湾等省 (区 ) .福建最北引种至福洲市 (北
纬 26°) ,广东最北引种至梅州市 (北纬 24°48′, ) ,皆能正常生长 [1 ] .目前 ,我国南洋楹现有林面积约有 2万余公
顷 .总的看来 ,在我国的热带、南亚热带地区发展南洋楹具有很大的潜力 .但由于引种地域广大 ,各引种点间气
候差异悬殊 ,生长差异显著 ,为了合理规划南洋楹在广东、广西、海南三省 (区 )的布局 ,避免盲目引种栽培 ,很有
必要对南洋楹的气候适宜性进行研究 .
[收稿日期 ] 2003-03-25
[基金项目 ] 国家林业局“ 948”引进项目 ( 98- 4- 10)“南洋楹优良种质资源及栽培技术引进”内容之一 .
[作者简介 ] 郑永光 ( 1964- ) ,男 ,广东大埔人 ,高级工程师 ,硕士 ,从事森林培育研究工作 .
DOI : 10. 14067 /j . cnki . 1673 -923x . 2004. 01. 002
1　材料与方法
1. 1　材料收集
收集了 3省 (区 )共 171个县 (市 )的气候资料 ,包括: 1月平均气温 (℃ )、 7月平均气温 (℃ )、气温年较差
(℃ )、年平均气温 (℃ )、极端最高气温 (℃ )、极端最低温 (℃ )、≥ 10℃的积温 (℃ )、相对湿度 (% )、年降雨量
( mm )、年日照时数 ( h)、日照百分率 (% )、平均风速 ( m /s)、大风日数 (风速≥ 8级的日数 )、初终霜间日数 ( d)、
全年无霜期 ( d)等指标近 20年的均值以及各县 (市 )所处的经度和纬度 .
1. 2　研究方法
在林业生产中 ,引进外来树种时首先涉及到该树种是否适宜引种地的气候条件问题 .只有在气候条件基本
相似的条件下 ,引种才有可能成功 [2 ] .探索南方三省 (区 )南洋楹的气候适宜性 ,本研究采用定性和定量相结合
的方法 .首先 ,利用气象因子、纬度、经度共 18个因子作 R型主成分分析 [3 ] ,依据累积贡献率的大小选出主成分
的个数 ;利用入选主成分的得分值进行模糊 ISODA TA聚类分析 [4 ] ,将样本分类 ;把聚类分类的结果作为预分
类 ,利用各县 (市 )原始气象指标、纬度和经度进行逐步判别分析 [5 ] ,建立各类的分类判别函数式并检验其有效
性 ;其次 ,根据南洋楹的生物学特性选择气象相似因子 ,运用模糊相似优先比的方法 [6, 7 ] ,用绝对距离所定义的
优先比来研究引种地与原产地气候的相似性 ,比较各县 (市 )与原产地气候条件的相似性和差异性 ;最后 ,根据
聚类分类和模糊相似优先比的结果作出区划 .
2　结果与分析
2. 1　区域划分
为了消除各气象因子、纬度、经度间的相关性 ,减少因子个数 ,先对 171个县 (市 )的 18个入选因子作 R型
主成分分析 ,结果前 5个主成分的累积贡献率达 85. 13% ,已能综合反映入选因子的绝大部分信息 .这样 18个
入选因子可减少成 5个互不相关的主成分 .
计算各县 (市 )前 5个主成分的得分值后进行模糊 ISODAT A聚类分析 ,并结合我国的自然区划和林业区
划以及南洋楹的生长表现 ,将研究区划分为 3类 .将各类的 18个入选因子分别进行单因素方差分析 ,结果显示
除雾日数的类间差异不显著外 ,其余 17个入选因子的类间差异都达到极显著水平 ,这说明聚类分析是成功的 ,
聚成 3类是合适的 .
为使未参与聚类的其它县 (市 )能归入合适的气候区 ,同时去除一些不太重要的变量 ,用模糊 ISODAT A
聚类分析的结果作为预分类 ,利用 171个县 (市 )的 18个入选因子进行逐步判别 ,得各类的分类判别函数 .
第 1类　 (归为南洋楹适宜发展区 ):
Y1= - 3 036. 3+ 0. 048 9X 2- 23. 876 66X 3+ 22. 413 95X 4- 0. 033 97X 5+ 31. 628 41X 10+ 26. 644 02X 13-
3. 162 37X 15+ 25. 407 95X 18.
第 2类　 (归为南洋楹次适宜发展区 ):
Y2= - 2 904. 5+ 0. 043 21X 2 - 22. 980 7X 3+ 24. 902 49X 4- 0. 038 87X 5+ 31. 131 82X 10+ 23. 217 06X 13-
3. 014 54X 15+ 24. 356 63X 18.
第 3类　 (归为南洋控制发展区 ):
Y3= - 2 835. 394+ 0. 025 45X2 - 19. 331 46X 3+ 26. 963 45X 4- 0. 038 72X 5+ 30. 779X 10+ 22. 249 18X 13-
2. 933 74X 15+ 24. 202 89X 18 .
由式 ( 1)～ ( 3)可见 ,判别函数中入选了 8个因子: ≥ 10℃的积温 ( X 2 )、 1月平均气温 ( X 3 )、 7月平均气温
(X 4 )、年降雨量 (X 5 )、相对湿度 ( X 10 )、平均风速 (X 13 )、初终霜间日数 ( X 15 )、经度 (X 18 ) .
把待判样本的入选因子代入式 ( 1)～ ( 3) ,若 Y g* (X )= max {Y g (X ) } ,则把该样本归为第 g* 类 .
经检验 , 3类判别函数总的差异极显著 ,两两判别函数的差异也极显著 ,故所建立的判别函数有较满意的
判别效果 .对 171个县 (市 )的聚类结果进行回判 ,准确率达 91. 18% ,可见判别函数的有效性较高 ,可用于判别
分类 .
7第 1期 郑永光等 :南方三省 (区 )南洋楹气候区划的研究
2. 2　南洋楹气候适宜性研究
综观有关文献 [1, 8～ 10 ] ,纬度、年平均气温、年降雨量和相对湿度是影响本研究区南洋楹生长的主要因子 .因
此 ,选取纬度、年平均气温、年降雨量和相对湿度 4个因子作为衡量研究区引种栽培南洋楹的气候适宜性条件 .
由于目前我国主要从马来西亚沙巴林业研究中心、菲律宾碧口公司、菲律宾远见林场等地引进南洋楹优良
种质资源 .因此 ,本次选取马来西亚沙巴 (北纬 6°29′、年平均气温 27. 4℃、年降雨量 2 300 mm、相对湿度 85% )
的种源作为固定样本 ,用模糊相似优先比的方法比较研究区 171个县 (市 )与它的相似程度 ,结果表明: 该研究
区由北往南的气候与南洋楹原产的气候愈相似 ,气候愈适于南洋楹生长 .
2. 3　分区与论述
根据模糊 ISODA TA逐步判别分析和模糊相似优先的结果 ,并适当照顾区域的连续性 ,将该研究区区划
为 3个气候生态区 ,区划结果见图 1.
图 1　南洋楹气候适宜区分布图
Fig. 1　 Climatic regionalization of Paraserianthes falcataria
2. 3. 1　南洋楹适宜发展区 (Ⅰ )
Ⅰ 区位于上川岛、恩平、阳春、阳江、陆川、博白、钦州、上思一线以南 .该区包括: 海南省 ;广东省的徐闻、海
康、湛江、遂溪、电白、廉江、化州、茂名、上川岛、阳江、高州、阳春、恩平 ;广西的北海、全浦、钦州、上思、浦北、博
白、陆川等县 (市 ) .其气候生态特点是: 年均气温 21. 1～ 26. 4℃ ,≥ 10℃积温 7 397. 2～ 9 661. 4℃ , 1月平均气
温 12. 4～ 22. 8℃ , 7月平均气温 25. 7～ 29. 2℃ ,极端最高气温 34. 2～ 40. 0℃ ,极端最低气温 - 1. 8～ 15. 3℃ ,年
降水量 900. 0～ 2 443. 4 mm,相对湿度 77～ 86% ,年日照时数 1 586. 8～ 2 901. 0 h,全年无霜期 341. 2～ 365 d,
初终霜间日数 0～ 31. 8 d.经方差分析和多重比较 ( S检验 ) ,结果显示 I区的年均温、≥ 10℃积温、极端最低温、
年日照时数、相对湿度均极显著高于Ⅱ、Ⅲ区 ,而初终霜间日数却极显著小于Ⅱ、Ⅲ区 ,由此可见 , I区的水热条
件优越 ,有利于南洋楹的生长 .同时 ,模糊相似优先比结果也表明 ,Ⅰ 区的水热状况与南洋楹原产地最相似 ,是
研究区引种栽培南洋楹的最适宜区域 .故在Ⅰ 区海拔 400 m以下的南洋楹适生立地上可大面积栽植 .从现有
林的调查结果看 ,Ⅰ区的海康县有一片 12年生的南洋楹林分 ,平均胸径 30 cm ,平均树高 25 m,平均单株材积
0. 871 20 m
3 ,生长量明显高于Ⅱ区 .
8 中　南　林　学　院　学　报 第 24卷
2. 3. 2　南洋楹次适宜发展区 (Ⅱ )
Ⅱ区位于北回线以南 ,台山、开平、新兴、罗定、信宜、玉林、灵山、邕宁、扶绥、崇左、宁明一线以北地区 .Ⅱ区
包括:广东的台山、珠海、信宜、中山、宝安、新兴、高鹤、罗定、汕尾、顺德、陆丰、海丰、惠来、东莞、高要、惠阳、广
州、德庆、三水、博罗、普宁、增城、四会、汕头、封开 ;广西的凭祥、宁明、龙州、灵山、崇左、扶绥、玉林、北流、邕宁、
横县、南宁、大新、容县、岑溪、天等、贵港、靖西、武鸣、隆安、宾阳、那坡、平果、德保、滕县、桂平、苍梧等县 .其气
候生态特点是:年平均气温 18. 7～ 22. 6℃ ,≥ 10℃积温 6 049. 3～ 8 110. 3℃ , 1月平均气温 10. 8～ 14. 5℃ , 7月
平均气温 24. 4～ 28. 8℃ ,极端最高气温 33. 9～ 39. 5℃ ,极端最低气温 - 4. 4～ 3. 1℃ ,年降水量 1 237. 9～ 2
308. 2 mm ,相对温度 78% ～ 83% ,年日照时数 1 374. 7～ 2 321. 0 h,全年无霜期 322. 9～ 363 d,初冬霜间日数 0
～ 42. 1 d.经方差分析和多重比较 ( S检验 ) ,结果显示Ⅱ区的年均温、≥ 10℃积温、极端最低温、年日照时数、相
对湿度均极显著高于Ⅲ区 ,而初终霜间日数却极显著小于Ⅲ区 ,由此可见 ,Ⅱ区的水热条件虽然没有Ⅰ 区优越 ,
但明显比Ⅲ区优越 .同时 ,模糊相似先比结果也表明 ,Ⅱ区的水热状况与南洋楹原产地的相似程度仅次于Ⅰ 区 .
Ⅱ区的气候条件仍适于南洋楹生长 ,但造林时应注意立地的选择 ,宜选择海拔 400 m以下、无霜冻为害的南洋
楹适生立地上栽植 .从现有林的调查结果来看 ,Ⅱ区的增城有一片 12年生的南洋楹林分 ,平均胸径 28. 6 cm ,
平均树高 20 m,平均单株材积 0. 633 43 m3 , ,生长量明显高于Ⅲ区 .
2. 3. 3　南洋楹控制发展区 (Ⅲ )
Ⅲ区位于北回归线以北地区 .该区包括:广东的从化、揭阳、紫金、广宁、潮安、饶平、清远、龙门、河源、丰顺、
佛冈、怀集、五华、新丰、龙川、英德、梅县、大埔、连平、翁源、和平、阳山、连山、蕉岭、连州、乳源、韶关、仁化、南
雄、乐昌 ;广西的上林、梧州、平南、武宣、田东、田阳、来宾、马山、百色、都安、象州、忻城、金秀、昭平、蒙山、柳江、
巴马、田林、凌云、柳州、贺州、西林、鹿寨、荔浦、宜山、东兰、钟山、风山、平乐、柳城、河池、乐业、隆林、阳塑、富
川、恭城、罗城、环江、永福、南丹、天蛾、融安、临桂、桂林、灵川、灌阳、兴安、三江、龙胜、全州、资源等县 .其气候
生态特点是:年均气温 16. 4～ 21. 8℃ ,≥ 10℃积温 4 939. 0～ 7 911. 3℃ , 1月平均气温 5. 2～ 13. 4℃ , 7月平均
气温 23. 2～ 29. 1℃ ,极端最高气温 32. 5～ 42. 0℃ ,极端最低气温 - 7. 5～ 0. 8,年降水量 1 111. 2～ 2 230. 3
mm,相对湿度 71%～ 83% ,年日照时数 1 209. 3～ 2 138. 7 h,全年无霜期 290. 2～ 363. 1 d,初终霜间日数 2. 7
～ 76. 8 d.经方差分析和多重比较 ( S检验 ) ,结果显示Ⅲ区的年均温≥ 10℃积温、极端最低温、年日照时数、相
对湿度均极显著低于Ⅰ 、Ⅱ区 ,而初终霜间日数却极显著大于Ⅰ 、Ⅱ区 .模糊相似优先比的结果也表明 ,Ⅲ区的
水热状况与南洋楹原产地的相似性最差 .因此 ,本区不宜大面积种植南洋楹 .若要引种栽培南洋楹 ,则应充分利
用小气候 ,选择无霜冻、极端最低气温在 0℃以上的南洋楹适生立地上种植 .从现有林的调查结果看 ,Ⅲ区的饶
平县有一片 12年生的南洋楹林分 ,平均胸径 26. 7 cm ,平均单株材积 0. 458 0 m,生长量明显低于Ⅰ 、Ⅱ区 .此
外 ,在Ⅲ区的韶关等地常有冻害现象发生 .
3　结论与讨论
( 1)通过应用主成分分析、模糊 ISODATA聚类分析、逐步判别分析和模糊相似优先比的方法 ,将研究区
划分为南洋楹适宜发展区、南洋楹次适宜发展区和南洋楹控制发展区 .为我国南洋楹的引种栽培提供了科学的
依据 .
( 2)对所分划的 3个区的气候特征进行方差分析表明 ,各区之间的气候条件、气候特征差异较大 ,而区内具
有相对一致性 .
( 3)逐步判别分析表明:各气候区之间的气候差异非常显著 ,入选的 8个气象指标对各气候区有足够的判
别能力 ,判别函数回判准确率达 91. 81% ,说明判别函数的有效性较高 ,可用于判别分类 ,可以将 171个县 (市 )
以外的点归入合适的气候区 .
( 4)本文主要是依据气候相似性原理对南洋楹的气候适宜性进行研究 ,但不论在那个区域引种栽培南洋
楹 ,都应重视立地条件的选择 [10 ] .
( 5)鉴于目前我国引种栽培南洋楹面积不大且分布不均的情况 ,通过应用主成分分析、模糊 ISODAT A聚
类分析、逐步判别分析、模糊相似优先比等数量类的方法对南洋楹进行气候适宜性的研究 ,可以认为是非常有
效的方法 ,它的优点在于根据树种的生物学特性和引种地的气候特点 ,选择影响该树种生长的 (下转第 17页 )
9第 1期 郑永光等 :南方三省 (区 )南洋楹气候区划的研究
往往不能完全消除自由基 ,导致了自由基对有机体产生伤害 ,特别是对膜系统产生伤害 ,影响生物有机体各项
功能的正常进行 .长期 SO2熏气处理以后叶片中的自由基明显增加 ,且差异达显著水平 ,这必然会对膜系统产
生影响 ,这与我们先前报道的细胞膜系统脂肪酸组成发生变化相一致 [ 9] .
( 3) SO2进入油桐体内以后 ,经过一系列的氧化还原反应 ,生成了大量的自由基 [10 ] ,生物体为了消除自由
基对生物体的影响 ,必然启动一系列反应 ,这其中最多的是多酚氧化酶和过氧化物酶 . SO2处理以后过氧化物
酶和多酚氧化酶的活性明显增强 ;同时过氧化物同工酶谱带中增加了四条谱带 ,这说明 SO2启动了合成过氧
化物同工酶基因 ,合成新的同工酶来清除多余的过氧化物 .
( 4) SOD是防御生物体中的超氧阴离子自由基的抗氧化酶 ,使生物体免受超氧阴离子自由基的破坏 , SO2
熏气处理后 , SOD的活性明显增强 ,而且随着熏气时间的延长 ,其活性增加的程度也越大 ,这与前面自由基含
量的增加相一致 .
( 5)所有的这些变化表明长期低浓度 SO2熏气处理以后引起了油桐体内保护系统增强 ,这与植物保护自
身免受 SO2的伤害相一致 ,但保护机制是有限的 ,当 SO2的有害影响超过保护系统的清除能力时 ,油桐将受到
伤害 ,表现为油桐生长缓慢 [7 ] .
[参　考　文　献 ]
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[本文编辑:邱德勇 ]
(上接第 9页 )
主导因子作为相似因子 ,比较引种地与原产地气候条件的相似性和差异性 ,再根据气候分异规律和树种适宜性
统一的原则对南洋楹进行气候适宜性的研究 ,进而作出合理的气候区划 .因此 ,这种方法可以推广到引种、扩种
和先进经验的推广等方面的研究 .
[参　考　文　献 ]
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[本文编辑:邱德勇 ]
17第 1期 廖飞勇等 :长期低浓度 SO2对油桐保护系统功能的影响