全 文 ：第 v|卷 第 t期
u s s v年 t 月
林 业 科 学
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树叶抗火性的排序与分类
单延龙 胡海清
k东北林业大学森林资源与环境学院 哈尔滨 txsswsl
舒立福
k中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 tsss|tl
徐文科
k东北林业大学师范学院 哈尔滨 txsswsl
摘 要 } 本文应用多元统计分析中的因子分析和聚类分析方法 o使用 ¶³¶¶ts qs ©²µº¬±§²º¶统计软件系统对
xx种树叶的 y种性状进行统计分析 ∀通过计算和分析 o得出了反映树叶抗火性的顺序和类别 o对于防火树种
的选择有参考作用 ∀从抗火性的结论中 o可以看出因子分析和聚类分析适合抗火性的排序与分类分析 ∀
关键词 } 抗火性 o因子分析 o聚类分析
收稿日期 }usst p tu p tz ∀
基金项目 }国家/十五0攻关项目kusst…„xts…s| p stl资助 ∀
ΟΡ∆ΕΡΙΝΓ ΑΝ∆ ΣΟΡΤΙΝΓ ΟΦ ΦΙΡΕ ΡΕΣΙΣΤΑΝΧΕ ΟΦ ΤΡΕΕ ΛΕΑς ΕΣ
≥«¤± ≠¤±¯²±ª ‹∏‹¤¬´¬±ª
k Χολλεαγε οφ Φορεστ Ρεσουρχε ανδ ΕνϖιρονµεντoΝορτηεαστ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ηαρβιν txsswsl
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kΙνστιτυτε οφ Φορεστ ΕχολογψoΕνϖιρονµεντ Προτεχτιον o ΧΑΦ Βειϕινγ tsss|tl
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k Νορµαλ Χολλεαγε oΝορτηεαστ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ηαρβιν txsswsl
Αβστραχτ} ≥¬¬ ®¬±§¶²©¦«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¤¥²∏·xx ¶³¨¦¬¨¶²©¯¨ ¤√¨ ¶ º¨ µ¨ ¤±¤¯¼¶¨§¥¼ ¤³³¯¼¬±ª©¤¦·²µ¤±¤¯¼¶¬¶¤±§¦¯∏¶·¨µ
¤±¤¯¼¶¬¶q׫µ²∏ª«¦²°³∏·¬±ª¤±§¤±¤¯¼½¬±ªo·«¨ ²µ§¨µ¬±ª¤±§¶²µ·¬±ª²©©¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±¦¨ ²©¯¨ ¤√¨ ¶º¨ µ¨ ²¥·¤¬±¨ §q≥²·«¨ µ¨¶∏¯·
°¤®¨¶¤µ¨©¨µ¨±¦¨ ©∏±¦·¬²± ¤¥²∏·¶¨¯¨ ¦·¬±ª©¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±··µ¨¨¶³¨¦¬¨¶q ƒµ²° ·«¨ ¦²±¦¯∏¶¬²± ²©©¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±¦¨ o¬·°¤¼ ¥¨
¦²±¦¯∏§¨§·«¤·©¤¦·²µ¤±¤¯¼¶¬¶¤±§¦¯∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶¤§¤³··²²µ§¨µ¬±ª¤±§¶²µ·¬±ª²©©¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±¦¨ qq
Κεψ ωορδσ} ƒ¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±¦¨ oƒ¤¦·²µ¤±¤¯¼¶¬¶o≤¯ ∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶
防火树种选择是开展绿色防火的重要基础工作 ∀所谓绿色防火就是指利用绿色植物k主要包括乔
木 !灌木 !草本植物及栽培作物等l o通过营林 !造林 !补植 !引进 !栽培等措施来减少可燃物的积累 o改变
火环境 o增强林分自身的难燃性和抗火性 o同时能阻隔或抑制林火蔓延 ∀这种利用绿色植物通过各种经
营措施 o使其能够减少林火发生 o阻隔或抑制林火蔓延的防火途径即谓/绿色防火0k闻宝连等 ousssl ∀
其中树叶的抗火性在绿色防火中起着举足轻重的作用k舒立福等 ousss ~•²±¤¯§ot|{sl o树叶的抗火性主
要指树叶抵抗火烧的能力 ∀影响树叶抗火性的指标有含水率k风干和绝干l !燃点 !灰分 !热值 !抽提物
等 ∀本文选取上述 y个指标作为树叶抗火性研究过程中的全部变量 o并依次命名为 ξt oξu o, oξy ∀
t 材料来源
该项研究的野外取样分别在东北林业大学的凉水林场 !帽儿山实验林场 !清河林业局及大兴安岭的
塔河林业局 !图强林业局 !新林林业局 !韩家园林业局等地进行的 ∀有针对性地选择了兴安落叶松
kΛαριξ γ µελινιl等乔木树种和沼柳k Σαλιξ ροσµαρινιφολιαl等灌木 ∀取其凋落叶子 xs ∗ tss ª装入信封 o称重
并带回实验室 ∀
u 实验方法
风干含水率测定采用风干恒重法 ~绝干含水率测定采用 tsx ε 烘干恒重法 ~燃点的测定是利用 ⁄•
p u型着火温度测定仪测定 ~灰分测定采用干灰化法 ~热值是利用 Š• p vxss型氧弹式热量计测定 ~抽提
物采用苯乙醇kuΒtl抽提 y «o然后蒸馏 o蒸馏残余物烘干后称重 ∀
v 排序与分类的基本思想与数学模型
311 树叶抗火性排序的因子分析方法
因子分析是研究相关矩阵的内部关系 o将多个变量综合为少数几个因子的一种多元统计方法 ∀即
因子分析基本思想是从为数众多的可观测变量中概括和推导出少数几个因子 o用最少的因子来概括和
解释最大量的观测事实 o从而建立起最简洁 !最基本的概念 o揭示出事物之间最本质的联系 ∀
因子分析的数学模型为 }
ξι € α¬t φt n αιu φu n αιv φv n , n αιµφµ n Ει kι € t ou o, oπl
其中 }µ Φ π oφt oφu o, oφµ 为公因子 o它们是各变量中共同出现的因子 ~Εt oΕu o, oΕπ 为特殊因子 o是指对
某个特定的变量起作用的因子 o在实际模型中往往忽略不计 ~αιϕ叫因子载荷 o是第 ι个变量在第ϕ个因
子上的负荷 o若某一变量在某一因子上的载荷越大 o则与该因子相关程度越高k于秀林等 ot|||l ∀
令 } γuϕ € αutϕ n αuuϕ n , n αuπϕ kϕ € t ou o, oµl
γuϕΠπ是第ϕ个公因子 φϕ的方差贡献率 o表示第 ϕ个公因子 φϕ所反映的信息量占总体信息量的比例 ∀
Ε
µ
ϕ€ t
γuϕΠπ是前 µ 个公因子 φt oφu o, oφµ 的累积方差贡献率 o表示前 µ 个公因子所反映的信息量占总体信
息量的比例 ∀根据变量的相关关系选出第一主因子 φt o它在各变量中的公因子方差中所占的方差贡献
率为最大 o然后消去这个因子的影响 o从剩余的相关关系中选出与 φt 不相关的因子 φu o其在各变量的剩
余因子方差贡献率中为最大 o用此方法分解完各变量的公因子方差 o使它们在总方差中所占的比重为
φt  φu  ,  φµ ∀在实际研究中根据累积方差贡献率 ∴{x h的原则 o选取前 µ 个方差贡献率大的因子 o
舍弃那些方差贡献小的因子 o这样可用最少的指标数并使信息量损失最小k于秀林等 ot|||l ∀
公共因子找到之后 o更重要的是要知道每个公共因子的意义 o以便对实际问题做出科学的分析 ∀建
立一个因子载荷阵 Α€ kαιϕlπ ≅ µ o此时载荷阵每一列元素相差并不明显 o不便于对公共因子进行实际背
景的解释 ∀因此需要对 Α进行旋转 o即用一个正交阵右乘 Αk由线性代数知道 o一个正交变换对应坐标
系的一次旋转l ∀这样做的目的是使因子载荷阵 Α的结构简化 o换句话说 o使载荷阵的每一列元素的平
方值向 s或 t两级分化或者说公共因子的贡献率越分散越好 o这实际上希望将变量 ξt oξu o, oξπ 分成
µ 个部分 o进而对 µ 个公共因子 φt oφu o, oφµ 进行命名 o赋予实际意义 ∀
为了解决实际问题中性能评价问题 o即解决优劣性问题 o需要建立因子得分模型 ∀因子得分的数学
模型为 }
φϕ € βϕt ξt n βϕu ξu n , n βϕπξπ kϕ € t ou o, oµl
用它计算每个样品的公共因子得分 o进而对样品进行分类或作为下一步分析的原始数据对问题做
更深入的研究 ∀
312 树叶抗火性分类的聚类分析方法
聚类分析是研究分类问题的一种多元统计方法 ∀聚类分析基本思想是认为所研究的样品之间存在
着程度不同的相似性 o于是根据一批样品的多个观测变量 o具体指出一些能够度量样品之间相似程度的
统计量 o以这些统计量为分类依据 o把不同的类型一一划分出来 ∀
w 结果与分析
411 排序计算结果与分析
w1t1t 主成分的提取 所有的计算过程都是在计算机上完成 o运用统计软件 ≥³¶¶ts qs ©²µº¬±§²º¶∀对
y个变量进行因子分析 o其计算结果与分析见表 t ∀
表 u相关系数矩阵提供了提取因子的依据 o因为所研究树叶的风干 !绝干 !燃点 !灰分 !热值 !抽提物
的测度单位不同 ∀
按照累积方差贡献率 ∴{x h的原则 o在树叶抗火性的因子分析中 o选取了前 w个公共因子 o累计方
差贡献率为 {w1u{v h o基本符合要求 o其中方差分解如下 ∀
yst 林 业 科 学 v|卷
表 1 抗火性单变量的平均数与标准差
Ταβ .1 Μεαν ανδ στανδαρδ δεϖιατιον οφφιρε ρεσισταντ σινγλε ϖαριαβλε
变量
∂¤µ¬¤¥¯¨
均值
 ¤¨±
标准差
≥·§1 §¨√¬¤·¬²±
分析数
„±¤¯¼¶¬¶±²q
风干含水率 •¬±§§µ¬¨§ °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·Πh |1su| t t1syv y xx
绝干含水率 „¥¶²¯∏·¨¯¼ §µ¬¨§ °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·Πh |w1vsu | t|1|uw v xx
燃点 Œª±¬·¬²± ³²¬±·Πε uy{1zy |1{| xx
灰分 „¶«Πh v1|u{ u t1|wz | xx
热值 ‹ ¤¨·²©¦²°¥∏¶·¬²±Πk#ªptl t| yzz1x{ t tss1|v xx
抽提物 ∞¬·µ¤¦·¬√¨ Πh w1wzy | u1s{v x xx
表 2 抗火性因子相关系数矩阵
Ταβ .2 Ματριξ οφ χορρελατιον χοεφφιχιεντσ οφφιρε ρεσισταντ φαχτορσ
变量
∂¤µ¬¤¥¯¨
风干含水率
•¬±§§µ¬¨§
°²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·k Ξtl
绝干含水率
„¥¶²¯∏·¨¯¼ §µ¬¨§
°²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·k Ξul
燃点
Œª±¬·¬²±
³²¬±·k Ξvl
灰分
„¶«k Ξwl
热值
‹ ¤¨·²©¦²°¥∏¶·¬²±k Ξxl
抽提物
∞¬·µ¤¦·¬√ k¨ Ξyl
风干含水率
•¬±§§µ¬¨§ °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·k Ξtl t1sss p s1s{{ s1vxx s1tzz p s1vt| p s1tx|
绝干含水率
„¥¶²¯∏·¨¯¼ §µ¬¨§ °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·k Ξul p s1s{{ t1sss s1tvu p s1t|t s1ttu p s1stw
燃点 Œª±¬·¬²± ³²¬±·k Ξvl s1vxx s1tvu t1sss s1uvt p s1xyw p s1u|x
灰分 „¶«k Ξwl s1tzz p s1t|t s1uvt t1sss p s1uww p s1sut
热值 ‹ ¤¨·²©¦²°¥∏¶·¬²±k Ξxl p s1vt| s1ttu p s1xyw p s1uww t1sss s1wt{
抽提物 ∞¬·µ¤¦·¬√¨ k Ξyl p s1tx| p s1stw p s1u|x p s1sut s1wt{ t1sss
表 3 因子提取后的总方差分解
Ταβ .3 ∆ισσεχτιον οφτοταλ ϖαριανχε αφτερ εξτραχτινγ φαχτορσ
公共因子
Š¨ ±¨ µ¤¯ ©¤¦·²µ
特征根
≤«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦µ²²·
方差贡献率
≤²±·µ¬¥∏·¬²± ³µ²¥¤¥¬¯¬·¼ ²©
√¤µ¬¤±¦¨Πh
累积方差贡献率
≤∏°∏¯¤·¬√¨ ¦²±·µ¬¥∏·¬²±
³µ²¥¤¥¬¯¬·¼ ²©√¤µ¬¤±¦¨Πh
t u1t|x vy1xzz vy1xzz
u t1t{{ t|1{s{ xy1v{x
v s1{|w tw1|sy zt1u|t
w s1z{s tu1||u {w1u{v
从表 v可看出 o选取的 w个公共因子在树叶抗火性分析中已包括大部分的信息 o能对大多数的数据
给予充分的解释和概括 ∀
表 4 公共因子矩阵
Ταβ .4 Γενεραλφαχτορ µατριξ
变量
∂¤µ¬¤¥¯¨
公共因子 Š¨ ±¨ µ¤¯ ©¤¦·²µ
t u v w
热值
‹ ¤¨·²©¦²°¥∏¶·¬²±k Ξxl p s1{vs v1sst∞p su s1tyt s1ttx
燃点 Œª±¬·¬²± ³²¬±·k Ξvl s1z{y p s1uwv s1uyw p y1{w{∞p su
绝干含水率
„¥¶²¯∏·¨¯¼ §µ¬¨§ °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·k Ξul p |1{wx∞p su p s1{t{ s1w{x p s1tvz
灰分 „¶«k Ξwl s1wvy s1xzw s1v|w p s1wzv
抽提物 ∞¬·µ¤¦·¬√¨ k Ξyl p s1xzt s1vvz s1x|w s1twy
风干含水率
•¬±§§µ¬¨§ °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·k Ξtl s1ysu s1tuz s1uvx s1zsy
因子矩阵 o在本文又可
称为主成分矩阵 o因为提取
公共因子的方法是主成分
法 ∀没有经过正交旋转的因
子矩阵如表 w ∀
w1t1u 因子得分模型的建
立 可以认为用以上 w个因
子代替原始 y个变量 o能够
概括原始变量所含信息量的
{w1u{v h ∀在树叶抗火性的
分析中 o可以认为这一因子
提取结果比较理想 o但是由
于每一因子中各原始变量的
zst 第 t期 单延龙等 }树叶抗火性的排序与分类
系数没有很明显的差别 o要对这 w个公共因子命名就不容易 ∀为了清楚地解释公共因子 o也就是说要使
各因子对各变量的载荷系数有比较明显的差别 o需要对因子载荷阵进行旋转 o使载荷值的平方向 t和 s
分化 ∀这里选用方差最大化正交旋转方法 o经过 y次旋转迭代后 o得载荷矩阵如表 x ∀
表 5 旋转后因子提取结果
Ταβ .5 Ρεσυλτ οφ εξτραχτινγ φαχτορσ αφτερ ροτατινγ
变量
∂¤µ¬¤¥¯¨
公共因子 Š¨ ±¨ µ¤¯ ©¤¦·²µ
φt φu φv φw
抽提物 ∞¬·µ¤¦·¬√¨ k Ξyl s1{{{ v1vus∞p su s1tw{ v1|y{∞p su
热值 ‹ ¤¨·²©¦²°¥∏¶·¬²±k Ξxl s1zvw p s1u|| p s1vty v1s{t∞p su
燃点 Œª±¬·¬²± ³²¬±·k Ξvl p s1xuz s1wvx s1vzz s1vzy
风干含水率 •¬±§§µ¬¨§ °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·k Ξtl p s1tsx s1|xy v1{s|∞p su p z1zus∞p su
灰分 „¶«k Ξwl p u1|t{∞p su w1{st∞p su s1|vz p s1tvv
绝干含水率 „¥¶²¯∏·¨¯¼ §µ¬¨§ °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·k Ξul v1zx|∞p su p y1y{u∞p su p s1tvw s1|xv
特征值 ≤«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦√¤¯∏¨ t1yt| t1uss t1tyu t1szy
方差贡献率 ≤²±·µ¬¥∏·¬²± ³µ²¥¤¥¬¯¬·¼ ²©√¤µ¬¤±¦¨Πh uy1|{u us1sst t|1vx| tz1|wt
表 6 抗火性因子得分信息
Ταβ16 Σχορινγ ινφορµατιον οφφιρε ρεσισταντ φαχτορσ
变量
∂¤µ¬¤¥¯¨
抗火性因子 ƒ¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±·©¤¦·²µ
φt φu φv φw
风干含水率
•¬±§§µ¬¨§ °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·k Ξtl s1t|u s1|wu p s1us{ p s1s{{
绝干含水率
„¥¶²¯∏·¨¯¼ §µ¬¨§ °²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·k Ξul s1syv p s1sv{ s1ssw s1{|u
燃点 Œª±¬·¬²± ³²¬±·k Ξvl p s1t{| s1usw s1uww s1vxz
灰分 „¶«k Ξwl s1ts| p s1tzx s1{|s p s1stx
热值 ‹ ¤¨·²©¦²°¥∏¶·¬²±k Ξxl s1wt| p s1suy p s1tv{ s1sxs
抽提物 ∞¬·µ¤¦·¬√ k¨ Ξyl s1y|t s1uxs s1uyw s1tuu
从表 x可以看出 o经
过旋转后载荷系数已明显
的两极分化 ∀第一公因子
φt 对抽提物 !热值 !燃点
有绝对值较大的载荷系
数 o所以将 φt 解释为 / 引
燃0因子 oφt 的方差贡献
率为 uy1|{u h ∀在抽提
物 !热值 !燃点的载荷中 o
抽提物最大 o其次为热值 o
最小的是燃点 o这说明抽
提物 !热值对 φt 的影响比
燃点大 ~第二公因子 φu 对风干有最大的载荷系数 o所以 o可以将 φu 解释为/风干0因子 o其方差贡献率为
us1sst h o占第二位 o说明 φu 所反映的因素较显著 ~第三公因子 φv 对灰分有较大绝对值的载荷系数 o所
以可以将 φv 解释为/灰分0因子 oφv 的方差贡献率为 t|1vx| h o占第三位 o说明 φv 所反映的因素也比较
大 o但比 φu 次之 ~第四公因子 φw 对绝干有最大绝对值的载荷系数 o所以可以将 φw 解释为/绝干0因子 oφw
方差贡献率为 tz1|wt h o说明 φw 所反映的因素也不可忽略 ∀
由表 y o建立因子得分模型如下 ∀
φt € s1t|uξt n s1syvξu p s1t{|ξv n s1ts|ξw n s1wt|ξx n s1y|tξy
φu € s1|wuξt p s1sv{ξu n s1uswξv p s1tzxξw p s1suyξx n s1uxsξy
φv € p s1us{ξt n s1sswξu n s1uwwξv n s1{|sξw p s1tv{ξx n s1uywξy
φw € p s1s{{ξt n s1{|uξu n s1vxzξv p s1stxξw n s1sxsξx n s1tuuξy
w1t1v 树叶抗火性排序模型的建立与排序分析 因子模型已建立起来 o接下来 o将解决树叶抗火性的
优劣性 ∀
将原始变量的标准化值代入得分模型 o就可得出各种树各公因子的得分值 ∀再把 φt oφu oφv oφw 代入
{st 林 业 科 学 v|卷
φ€ k p uy1|{uφt n us1sstφu n t|1vx|φv n tz1|wtφwlΠ{w1u{vk即以各因子的方差贡献率占 w个因子总方差
贡献率的比重作为权重 o进行加权总汇l o就可以得到各树种树叶的综合得分 o如表 z ∀
表 7 抗火性因子得分
Ταβ .7 Φιρε ρεσισταντ φαχτορ σχορινγ
树种
≥³¨¦¬¨¶
抗火性因子 ƒ¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±·©¤¦·²µ
φt φu φv φw φ
兴安落叶松 Λαριξ γ µελινι s1szv x| p t1sxs tz t1|v| xz v1wzy y s1|tu zz| t
长白落叶松 Λqολγενσισ s1s|z uu p s1ysu y t1v|y ty v1w|t ww s1{{| zy{ |
山槐 Μααχκια αµυρενσισ p t1uvx {u s1|xv xv p s1u{| zx s1wyx |w s1yxw xws u
刺槐 Ροβινια πσευδοαχαχια p t1sxw vy s1|s{ vt p s1twu s1wux w s1ytt suw w
水曲柳 Φραξινυσ µανδσηυριχα p s1x{{ wt t1zwy zy s1tsv || p s1tsx st s1ysw wuv
山丁子 Μαλυσ βαχχατα p t1ty{ {v p s1tss t{ s1u{t vz s1yxz {u s1xxx syy w
胡桃楸 ϑυγλανσ µανδσηυριχα p s1y{s xu s1{sx zx p s1xws t{ t1svz w s1xsx {uu y
山杏 Πρυνυσ αρµενιαχα √¤µqανσυ p t1vst |y p s1v{{ xv s1tzy vu s1wyy y s1wyw wux u
花曲柳 Φq ρηψνχηοπλλα p s1|wv wv s1x{y {v s1ttv u{ p s1xtw zw s1vxz zvv x
稠李 Πq παδυσ p s1|xu w s1tvz |z p s1wtu s1xsx tv s1vxs xvt u
朝鲜柳 Σαλιξ κορεενσισ s1w{y xw p s1stx yt w1wvv u| p u1ywx w| s1u|x y{x {
沼柳 Σ q ροσµαρινιφολια p s1zsx uw p s1w|u s{ s1yux z| s1tzx y{ s1u|s tvu x
小红柳 Σ q µιχροσταχηψα p s1zts wz p s1vwt y{ s1vz| {v s1uwu s{ s1u{x tvz x
黄波罗 Πηελλοδενδρον αµυρενσε p s1w{z zw t1x{{ | p s1zsu y p s1xxv |{ s1uxv {|z
山楂 Χραταεγυσ πιννατιφιδα p s1{{t vu p s1wxt {t s1s|v y| s1uwx wu s1uw{ y{x w
紫椴 Τιλια αµυρενσισ p s1yxx w{ s1zvz wz p s1yxz wz s1sut |x s1uv{ xsz z
黄榆 Υλµυσ µαχροχαρπα p s1{zv |{ s1yst {u s1tuu sy p t1szt wu s1uuu xzx y
花盖梨 Πψρυσ υσσυριενσισ p s1w{y uv s1{|w sw p s1u|z wx p s1wv| zv s1usx {|z t
蒿柳 Σ q ϖιµιναλισ p s1yuz z{ s1uys tz p s1szx w{ p s1usw uz s1ust {|x |
粉枝柳 Σ q ροριδα p s1tyt {w s1{x{ |t s1xxw st p s1||| zv s1tzs sz{ {
旱柳 Σ q µατσυδανα s1twv {u s1{wz zt t1tts vt p t1u{z vv s1tvy tuw z
糠椴 Τ q µανδσηυριχα p s1t{s uw t1st| xt p t1tu| sv s1vu{ yw s1tts uyz z
裂叶榆 Υ qλαχινιατα p s1|vw wy p s1uww vx s1u|s vu p s1|{w s{ s1s|{ vzw v
刺老牙 Αραλια ελατα p s1xuv wv p s1st{ tv p s1xxs tw s1uz| {| s1s|y w{v x
|st 第 t期 单延龙等 }树叶抗火性的排序与分类
续表 ≤²±·¬±∏¨§
树种
≥³¨¦¬¨¶
抗火性因子
ƒ¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±·©¤¦·²µ
φt φu φv φw φ
糖槭 Αχερσαχχηαρυµ p s1tux u s1yv| su p s1yty xv s1tyw {x s1s{x usx v
蒙古柳 Σ q µονγολιχα s1t|y xw s1vsw ww t1vzt t{ p t1tv| t{ s1s{t z{s x
甜杨 Ποπυλυσσυαϖεολενσ t1svz tx s1ss{ ty t1twt x| s1y{y |z s1sz{ vxu z
杞柳 Σ q ιντεγρα p s1|zu uy p t1vux vu s1yss u p s1u|s wz s1szu zzx y
青楷槭 Αχερτεγ µεντοσυµ p s1uyt {z s1zux u p s1{yy {x s1syw |{ s1szs yxw v
黑桦 Βετυλα νιγρα s1yyu ty t1ut| |{ p s1xtz vw s1xsx uv s1syy uwz {
枫桦 Β q χοστατα t1s|w ut u1sv| zv p t1suw zv s1ztt uy s1sw| z{s v
大青杨 Πq υσσυριενσισ s1|zy uz s1wuy w t1tzt {u p s1us| u{ s1stv uxy v
臭冷杉 Αβιεσ νεπηρολεπισ s1sus ww s1xys yv p s1|st s| s1v|s x s1ssu yxs z
春榆 Υ q δαϖιδιανα √¤µqϕαπονιχα p s1zyz wv p s1tt{ xz s1stw sv p t1ut{ tu p s1sv{ xv
山杨 Πq δαϖιδιανα s1zsz z| p s1yyt yt t1{ww wv p s1vz| w p s1sws zsz
红皮云杉 Πιχεα κοραιενσισ p s1sw{ ut s1uxu zx p s1zxz ut s1t|y vz p s1sxy zt
鸡树条 ςιβυρνυµ σαργεντιι p s1uw| uu p t1uyu xx s1s{{ uz s1xv{ p s1s{x svu
白榆 Υq πυµιλα p s1xu| vw p s1tzw uw s1szu x{ p t1s{u u p s1s{x x{t
五角槭 Αq µονο p s1uux wz p s1stw vy p s1ysu w| p s1twx zz p s1tss ywu
花楷槭 Αqυκυρυνδυενσε p s1xww w| p s1v{{ wu p s1ytw vt p s1vtw xv p s1tux |t{
接骨木 Σαµβυχυσ ωιλλιαµσιι p s1txu xz p t1sx| wu p s1sz{ {| s1v|x sx p s1tvy x|v
鼠李 Ρηαµνυσ δαϖυριχα p s1s|z | p s1wwx x| p s1s|{ ut p s1vuw x| p s1tyy sxv
毛赤杨 Αλνυσ ηιρσυτα s1vyw w p s1yu{ |v p s1uww vt s1xst x| p s1utx uxt
白丁香 Σψρινγα οβλατα √¤µq αφφινισ p s1syy yt p t1tzx s| p s1txs { s1uyz zw p s1uvx tz{
暖木条 ςq βυρεϕαετιχυµ p s1t|y zx p t1wtx st p s1ux| sz s1wxs uw p s1uvy wzt
白桦 Βετυλα πλατψπηψλλα t1{uv tv t1xs{ zz p s1yyx {x s1yst sx p s1uxs ysv
东北赤杨 Αq µανδσηυριχα u1wxy {x t1vxs sw s1xux |v s1vy{ tu p s1uyy |{|
红瑞木 Χορνυσ αλβα p s1w{s x{ p t1vwu u| p s1yy{ {y s1utt tz p s1uzv vyx
蒙古栎 Θυερχυσ µονγολιχα p s1ywy st p s1zyv xw p s1zuu wu p t1wuy y p s1wwv ||t
紫丁香 Σψρινγα οβλατα s1ts{ {v p s1|{x s{ p s1z{t vx p s1tzv |w p s1w{x tsu
stt 林 业 科 学 v|卷
续表
树种
≥³¨¦¬¨¶
抗火性因子
ƒ¬µ¨ µ¨¶¬¶·¤±·©¤¦·²µ
φt φu φv φw φ
杜鹃 Ρηοδοδενδρον σιµσιι u1suz xu p t1uuu ut s1xut sx t1s{s |t p s1x{| vxu
越桔 ςαχχινιυµ ϖιτισ2ιδαεα v1vzu z t1xuy wu s1stu u{ p s1tvu zy p s1zwu |v
杜香 Λεδυµ παλυστρε √¤µq διλατατυµ t1u|z xu p t1|sz |{ p t1svu |z p s1|tz t p t1vss yww
樟子松 Πινυσσψλϖεστρισ √¤µq µονγολιχα t1x{s sz p t1x|x ty p t1y{| sy p t1sxy zt p t1w|z uz|
红松 Πq κοραιενσισ t1||t t p u1vt{ y{ p t1{|w {y p t1vvz y p t1|sz yuw
有了各个公共因子合理的解释 o在结合各个树种 w个公共因子的得分和综合得分 o就可对各种树叶
抗火性进行评价 ∀在/引燃0因子 φt 上得分最高的是越桔 !东北赤杨 !杜鹃 !红松 !白桦 !樟子松 !杜香 !枫
桦 !甜杨 !大青杨 o这说明了就抽提物 !热值 !燃点而言 o这 ts个树种的树叶是非常易燃的 ~在/风干0因子
φu 上的得分最高的是枫桦 !水曲柳 !黄波罗 !越桔 !白桦 !东北赤杨 !黑桦 !糠椴 !山槐 !刺槐 o这说明对/风
干0而言 o这 ts种树叶是最不易燃的 ~在/灰分0因子 φv 上的得分最高的是朝鲜柳 !兴安落叶松 !山杨 !长
白落叶松 !蒙古柳 !大青杨 !甜杨 !旱柳 !沼柳 !杞柳 o说明了对灰分而言 o这 ts种树叶是最不易燃的 ~在
/绝干0因子 φw 上的得分最高的是长白落叶松 !兴安落叶松 !杜鹃 !胡桃楸 !枫桦 !甜杨 !山丁子 !白桦 !鸡
树条 !黑桦 o这说明对绝干而言 o这 ts种树叶是不易燃的 ∀而在/引燃0因子 φt 上得分最低的是山杏 !山
槐 !山丁子 !刺槐 !杞柳 !稠李 !花曲柳 !裂叶榆 !山楂 !黄榆 o说明这 ts种树叶对抽提物 !热值 !燃点是最
不易燃烧的 ~在/风干0因子 φu 上得分最低的是红松 !杜香 !樟子松 !暖木条 !红瑞木 !杞柳 !鸡树条 !杜鹃 !
白丁香 !接骨木 o这说明对风干而言 o这 ts种树叶是最容易燃烧的 ~在/灰分0因子 φv 上得分最低的是红
松 !樟子松 !糠椴 !杜香 !枫桦 !臭冷杉 !青楷槭 !紫丁香 !红皮云杉 !蒙古栎 o说明这 ts种树叶对灰分而言
是最容易燃烧的 ~在/绝干0因子 φw 得分最低的是朝鲜柳 !蒙古栎 !红松 !旱柳 !春榆 !蒙古柳 !白榆 !黄榆 !
樟子松 !粉枝柳 o说明对绝干而言 o这 ts种树叶是最容易燃烧的 ∀结合综合得分与各变量在各树种上的
得分值 o以及上面的评价 o最后对所研究分析的 xx种树叶抗火性进行如下综合评价 }
抗火性最好的是 }兴安落叶松 !长白落叶松 !山槐 !刺槐 !水曲柳 !山丁子 !胡桃楸 !山杏 !花曲柳 !稠
李 ~
抗火性最不好的是 }红松 !樟子松 !杜香 !越桔 !杜鹃 !紫丁香 !蒙古栎 !红瑞木 !东北赤杨 !白桦 ∀
412 抗火性分类
运用 ≥³¶¶ts1s©²µº¬±§²º¶统计软件中的分层聚类k‹¬¨µ¤µ¦«¬¦¤¯ ¦¯∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶l o聚类的方法为类间平
均链锁法 o对距离的测度方法为欧氏距离平方 ∀分了 |类 o如表 {所示 ∀ „类包括 t !u ~…类包括 v !w !
w{ ~≤类包括 x !y !z !t| !ux !uy !uz !u{ !u| !vs !vt !vu !vv !vw !vx !vy !vz !v{ !ws !wt !wu !wv !ww !wx !wy !wz !xt !xu !
xv !xw !xx ~⁄类包括 { !| !ts ~∞类包括 tt !tv !tw !us !ut !uu !uv !uw !v| ~ƒ类包括 tu ~Š类包括 tx !ty !tz ~‹
类包括 t{ !xs ~Œ类包括 w| ∀结合因子分析结果可知 o„类的抗火性较好 o… !Œ!‹抗火性较差 o⁄类中等 ∀
x 结论与建议
从上述分析中 o可以认为因子分析和聚类分析适合抗火性的排序与分类分析 ∀最后结合综合得分
与各变量在各树种上的得分值 o对所研究分析的 xx种树叶抗火性进行如下综合评价 }抗火性最好的是 }
兴安落叶松 !长白落叶松 !山槐 !刺槐 !水曲柳 !山丁子 !胡桃楸 !山杏 !花曲柳 !稠李 ~抗火性最不好的是 }
红松 !樟子松 !杜香 !越桔 !杜鹃 !紫丁香 !蒙古栎 !红瑞木 !东北赤杨 !白桦 ∀以上结论对选防火树种有参
考作用 ∀
ttt 第 t期 单延龙等 }树叶抗火性的排序与分类
表 8 55 种树叶抗火性指标原始数据及聚类结果
Ταβ .8 Οριγιναλ δατα οφφιρε ρεσισταντ ινδιχεσ οφ 55 σπεχιεσ οφλεαϖεσ ανδ χλυστερινγ ρεσυλτ
编号
‘²q
树种
≥³¨¦¬¨¶²©·µ¨ ¶¨
含水率
²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·Πh
风干
•¬±§
§µ¬¨§
绝干
„¥¶²¯∏·¨¯¼
§µ¬¨§
燃点
Œª±¬·¬²±
³²¬±·
Πε
灰分
„¶«Πh
热值
‹ ¤¨·²©
¦²°¥∏¶·¬²±
Πk#ªptl
抽提物
∞¬·µ¤¦·¬√¨
Πh
类别
≤¤·¨ª²µ¼
t 兴安落叶松 Λq γ µελινι {1st tys1w u{t z1sz t| {y{ w1x{ „
u 长白落叶松 Λq ολγενσισ {1x tyu1xw u{s y1ux t| |{y w1vt „
v 红松 Πq κοραιενσισ z1su {{1sx uu{ t1yx uu ||s x1{z …
w 樟子松 Πq σψλϖεστρισ √¤µq µονγολιχα z1y| |t1tt uvx t1z| uu svz x1zt …
x 红皮云杉 Πq κοραιενσισ |1v| |x1yy uzw v1sz ut u{| u1zu ≤
y 臭冷杉 Αq νεπηρολεπισ |1xx |y1wx uz{ u1xw ut vz{ v1sx ≤
z 胡桃楸 ϑq µανδσηυριχα |1{z tts1yx u{u v1sx t| |{x u1vz ≤
{ 甜杨 Πq συαϖεολενσ |1t tts1u uyx y1tu t| {zy y1y ⁄
| 山杨 Πq δαϖιδιανα {1tx {u1t uy{ y1y| t| ttx z1vw ⁄
ts 大青杨 Πq υσσυριενσισ |1x |s1ux uyy y1uv t| yxy y1y{ ⁄
tt 蒙古柳 Σ q µονγολιχα |1x yz1ux uzu y1{| t| yzx w1zy ∞
tu 朝鲜柳 Σ q κορεενσισ |1{ vy1vy uzt tv1z{ t| xxz w1y{ ƒ
tv 旱柳 Σ q µατσυδανα ts1t yx1wx uzu y1x{ t| w{z w1xy ∞
tw 粉枝柳 Σ q ροριδα |1{x yy1xz uz{ x1st t| xvw w1vu ∞
tx 白桦 Β q πλατψπηψλλα ts1tw tsw1t uy{ u1u| us {yu {1tx Š
ty 黑桦 Β q νιγρα ts1v tsx1wv uzs v1vx us wx{ w1|x Š
tz 枫桦 Β q χοστατα tt ts{1u uzu u1vx us {zy x1yx Š
t{ 东北赤杨 Αq µανδσηυριχα |1w{ |u1yx uzs v1ux t| {tz tt1y{ ƒ
t| 毛赤杨 Αq ηιρσυτα {1zt tts1uw uyu w1uy ut s{v v1xw ≤
us 蒙古栎 Θq µονγολιχα {1s{ yv1su uyz u1ux t| xy{ v1yx ∞
ut 白榆 Υq πυµιλα {1zy yz1vw uzv v1{| t| wyv v1z{ ∞
uu 春榆 Υq δαϖιδιανα √¤µqϕαπονιχα {1{z y{1xy uy| v1zx t{ xvw v1{x ∞
uv 裂叶榆 Υ qλαχινιατα {1xy yx1{| uz{ v1{{ t{ {yu v1yy ∞
uw 黄榆 Υ q µαχροχαρπα |1xw y|1vx uzw v1{u t{ svt w1st ∞
ux 花盖梨 Πq υσσυριενσισ ts1sv {z1|{ uy| v1xx t{ xxz v1{| ≤
uy 山楂 Χq πιννατιφιδα {1xx |{1yz uzu v1zy t{ yxu v1wv ≤
uz 山丁子 Μq βαχχατα {1z{ tss1su u{v v1{y t{ z{w u1{| ≤
u{ 稠李 Πq παδυσ {1|{ tst uzz u1xy t{ yxu v1wx ≤
u| 山杏 Πq αρµενιαχα √¤µq {1xu |{1{z uz| v1yx t{ wvu u1{x ≤
vs 刺槐 Ρ q πσευδοαχαχια ts1sx tss1ux u{s v1z{ t{ z{z u1v{ ≤
vt 山槐 Μq αµυρενσισ |1{x |{1{z u{u u1{{ t{ syx v1sx ≤
vu 黄波罗 Πq αµυρενσε tt1st {|1{{ uyz v1xx t{ {xv u1{{ ≤
vv 糖槭 Αq σαχχηαρυµ |1{z tst1ux uy{ v1vu t| {yx v1wu ≤
vw 五角槭 Αq µονο {1{z {|1{x uzs u1xx t| y{y w1uu ≤
vx 青楷槭 Αq τεγ µεντοσυµ |1{y |{1ux uy| u1yx t| yx{ v1wx ≤
vy 花楷槭 Αq υκυρυνδυενσε {1xw {{1sx uy{ u1xu t| vuw v1zy ≤
vz 糠椴 Τ q µανδσηυριχα ts1sx tst1xx uzu u1st t| {y| v1y ≤
v{ 紫椴 Τ q αµυρενσισ |1{| |{1xw uy| u1{| t{ y{x v1vu ≤
v| 花曲柳 Φq ρηψνχηοπλλα ts1sy {z1|{ uzs w1|{ t{ z{x u1sx ∞
ws 水曲柳 Φq µανδσηυριχα tt1x tst1xx uy{ x1yv t{ yzx u1tt ≤
wt 杞柳 Σ q ιντεγρα z1yx {y1yz uzs w1xy t{ yux v1xw ≤
wu 沼柳 Σ q ροσµαρινιφολια {1{| tsu1xy uyz x1xx t{ {z{ u1{| ≤
utt 林 业 科 学 v|卷
续表
编号
‘²q
树种
≥³¨ ¦¬¨¶²©·µ¨ ¶¨
含水率
²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·Πh
风干
• ¬±§
§µ¬¨§
绝干
„¥¶²¯∏·¨¯ ¼
§µ¬¨§
燃点
Œª±¬·¬²±
³²¬±·
Πε
灰分
„¶«Πh
热值
‹ ¤¨·²©
¦²°¥∏¶·¬²±
k# ªptl
抽提物
∞¬·µ¤¦·¬√¨
Πh
类别
≤¤·¨ª²µ¼
wv 蒿柳 Σ q ϖιµιναλισ |1{{ tsx1vu uxy w1zy t{ svu v1sv ≤
ww 小红柳 Σ q µιχροσταχηψα {1zy |{1{{ uzu w1xw t{ {{x v1wv ≤
wx 鼠李 Ρ q δαϖυριχα {1yx {|1zy uyx v1{{ t| zyz w1tu ≤
wy 刺老牙 Αq ελατα {1|{ tsv1uu uyz u1yz t{ zxx w1st ≤
wz 红瑞木 Χq αλβα z1wx tst uyv t1|x t| tuw w1wy ≤
w{ 杜香 Λq παλυστρε √¤µq διλατατυµ z1ux {w1ut uwz u1zx uu yvt x1st …
w| 杜鹃 Ρ q σιµσιι y1{z tsx1ux uy| v1sv ut ux| ts1st Œ
xs 越桔 ςq ϖιτισ2ιδαεα |1{z {|1{x ux{ v1sx us {|z tu1vy ‹
xt 接骨木 Σ q ωιλλιαµσιι z1{z tsu1vv uyz v1wx t| {z{ w1vu ≤
xu 暖木条 ςq βυρεϕαετιχυµ z1yv tsz1xy uyu v1vu t| {|z v1|{ ≤
xv 鸡树条 ςq σαργεντιι z1xw tsu1vx uzs v1wv t| zy{ w1xt ≤
xw 紫丁香 Σ q οβλατα z1z{ {|1yz uyx u1st us wuv w1z{ ≤
xx 白丁香 Σ q οβλατα √¤µq αφφινισ z1yx |z1yx uy{ v1tx us tvu w1xy ≤
参 考 文 献
舒立福 o田晓瑞 o李 红等 q我国亚热带若干树种的抗火性研究 q火灾科学 ousss o|kul }t ∗ z
闻宝连 o于桂华 o张延年 q浅论绿色防火预防火灾的机理 q森林防火 ousss oywktl }xt ∗ xu
于秀林 o任雪松编著 q多元统计分析 q北京 }中国统计出版社 ot|||
•²±¤¯§ „ q׫¨µ°¤¯ ¥¨ «¤√¬²µ²©¦²±±¬©¨µ±¨ §¨¯¨ ¬¨·µ¤¦·¬√ ¶¨qƒ²µ¨¶·¶≥¦¬¨±¦¨ ot|{s ouykvl }vwz ∗ vys
vtt 第 t期 单延龙等 }树叶抗火性的排序与分类