基于蜜源面積的海南省蜂蜜產(chǎn)量灰色關(guān)聯(lián)分析

趙珊 陳歆 李盈 高景林 鐘義海 王釋婕

（1. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所 海南?？?571101；2. 保亭黎族苗族自治縣畜牧漁業(yè)服務(wù)中心 海南保亭 572316）

蜂蜜是蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露，與自身分泌物混合后，經(jīng)充分釀造而成的天然甜物質(zhì)[1]。蜂蜜是中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品，目前國(guó)內(nèi)蜂群數(shù)量約920萬群[2]。2017年中國(guó)蜂蜜生產(chǎn)量居亞洲之首[3]，出口量和出口額均居全球第一，分別為12.9萬t和2.7億美元[2]。前人研究發(fā)現(xiàn)，決定蜂蜜產(chǎn)量的因素可以分為：蜜源植物、蜂群、氣候和蜂農(nóng)飼養(yǎng)水平[4-6]。其中，蜜源植物是蜜蜂賴以生存、繁殖和發(fā)展的生活資料[7]。徐祖蔭等[8]提出并建立了蜜源植物豐富度的評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)價(jià)體系，認(rèn)為影響蜜源豐富度的主要原因是蜜源植物的種類、數(shù)量、主要蜜源的流蜜量、主要商品蜜的品質(zhì)以及氣候配合度。然而，受限于區(qū)域性，蜜源植物豐富度的評(píng)價(jià)體系目前尚無統(tǒng)一。加之大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的缺乏，蜜源植物與蜂蜜產(chǎn)量互作關(guān)系的研究并不深入，因而借助灰色關(guān)聯(lián)分析，試圖從容易獲得的植物面積數(shù)據(jù)入手，初步探討海南蜜源植物對(duì)蜂蜜產(chǎn)量的影響。

海南島屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候，自然環(huán)境適宜，一年四季都可以繁殖蜂群。相比于中國(guó)其他省份，海南省具有發(fā)展養(yǎng)蜂業(yè)的資源優(yōu)勢(shì)[9]。從蜜源種類看，海南植物資源多樣，素有“百果園”之美稱，主要熱帶蜜源植物有荔枝、龍眼、椰子、橡膠、檳榔等。因此，本研究利用2010—2018年海南省統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，基于灰色關(guān)聯(lián)理論，研究海南省蜂蜜產(chǎn)量與主要蜜源植物面積的灰色關(guān)聯(lián)度，篩選出影響海南蜂蜜產(chǎn)量的主要植物，深入挖掘其對(duì)蜂蜜產(chǎn)量的影響機(jī)理，并結(jié)合海南省種植業(yè)的現(xiàn)狀進(jìn)行探討，以期為海南省蜂產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)于促進(jìn)海南省蜂業(yè)健康快速發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

數(shù)據(jù)來源于《2010—2018年海南省統(tǒng)計(jì)年鑒》，選取海南省及海南省轄內(nèi)18個(gè)市縣2010—2018年的蜂蜜產(chǎn)量、主要熱帶作物（橡膠、椰子、咖啡）、熱帶水果（荔枝、龍眼）以及南藥（檳榔、益智、砂仁）的年末面積等數(shù)據(jù)。

1.2 方法

1.2.1 關(guān)聯(lián)分析 采用描述性統(tǒng)計(jì)分析法研究不同時(shí)期海南省各市縣蜂蜜產(chǎn)量、主要熱帶蜜源作物、水果和南藥面積的差異變化。

參照郎志峰[10]方法，整理2010—2018年蜜蜂產(chǎn)量及各個(gè)蜜源作物的產(chǎn)量、面積等數(shù)據(jù)。首先，將數(shù)據(jù)整理為可比序列。方法如下：參考序列通常表示為X0=(X0(1),X0(2),…X0(k))，其中X0(1)是該序列第一時(shí)刻的值，X0(2)是該序列第二時(shí)刻的值，X0(k)是該序列第k時(shí)刻的值。類似于參考序列的表達(dá)，可比序列可以表達(dá)為：Xi=(Xi(1),Xi(2),…Xi(k))，i=1,2,…n。

然后，將可比序列進(jìn)行量綱化處理。因原始數(shù)據(jù)在單位和數(shù)量級(jí)上存在顯著差異，在進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析前，首先需要對(duì)各數(shù)列進(jìn)行無量綱處理，以達(dá)到相同的量綱，使其具有可比性。本研究利用標(biāo)準(zhǔn)化、初始化和均衡化方法使原始序列無量綱化，并利用公式（1）對(duì)原始序列數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化。

最后，根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算公式（2）進(jìn)行計(jì)算：

1.2.2 數(shù)據(jù)處理 使用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)分析和灰色關(guān)聯(lián)分析，使用ArcGIS 10.2對(duì)2010—2018年蜂蜜產(chǎn)量進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析，采用Origin 2021作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 蜂蜜產(chǎn)量的變化情況

如圖1所示，在2010—2018年間，海南省蜂蜜總產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)。海南省的蜂蜜總產(chǎn)量在2017年產(chǎn)值最大，達(dá)到1.302 kt，與2012年相比，產(chǎn)量增長(zhǎng)95.20%。

圖1 2010—2018年海南省蜂蜜產(chǎn)量變化情況

根據(jù)空間數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，2010—2018年海南省的蜂蜜產(chǎn)量主要產(chǎn)于中、北部地區(qū)，南部產(chǎn)量相對(duì)較?。▓D2）。瓊中、?？谑小①僦菔惺呛Ｄ鲜》涿鄣闹饕a(chǎn)區(qū)。瓊中是海南省蜂蜜產(chǎn)量最大的地區(qū)，并且在2010—2018年，其產(chǎn)量逐步增長(zhǎng)，由2010年的717 t增加到2018年的1 127 t，增加了1.57倍。相對(duì)海南省其他市縣，定安縣、瓊海市、萬寧市、陵水、保亭、三亞市、樂東、東方市、臨高縣9個(gè)市縣的蜂蜜產(chǎn)量不高，尤其是萬寧市、東方市和陵水的蜂蜜產(chǎn)量每年均低于1 t（圖2）。

圖2 2010—2018年海南省各市縣蜂蜜產(chǎn)量變化情況

2.2 熱帶作物產(chǎn)量和面積的變化情況

橡膠、椰子、咖啡是海南省主要的熱帶作物。分析海南省18個(gè)市縣主要熱帶作物總產(chǎn)量的變化發(fā)現(xiàn)，2010—2018年，全省橡膠最低總產(chǎn)量為34.64萬t（2010年），椰子最低總產(chǎn)量是22 186萬個(gè)（2016年），咖啡最低總產(chǎn)量為157 t（2010年）（圖3）。其中，橡膠和椰子的總產(chǎn)量從2013年開始減少，咖啡總產(chǎn)量逐年增加，并于2017年開始穩(wěn)定在406 t/a。進(jìn)一步分析其年末面積變化情況（圖4）發(fā)現(xiàn)，2010—2018年全省橡膠年末面積在9年里年均增長(zhǎng)幅度為0.96%，總面積基本維持在52～54萬hm2（圖4）。椰子年末面積略有下降，年均降幅達(dá)1.6%，相比2010年，2018年的椰子種植面積減少了4 764 hm2。2010—2018年，咖啡年末面積逐年增加，年均漲幅居3個(gè)熱帶作物之首，為21.3%，2018年咖啡的年末面積是2010年面積的4倍。

圖4 2010—2018年海南省各市縣主要熱帶作物年末面積變化情況

比較海南省18個(gè)市縣的熱帶作物產(chǎn)量和面積發(fā)現(xiàn)，橡膠和椰子在18個(gè)市縣都有種植，咖啡主要種植在澄邁、萬寧市、白沙和儋州市。其中儋州市橡膠平均年末面積及產(chǎn)量均為最大，分別為8.73萬hm2和7.20萬t，而陵水平均年末產(chǎn)量及面積最小分別為0.32萬t和0.51萬hm2（圖3、4）。椰子年平均種植面積最大的市縣為文昌市（1.42萬hm2），但年平均總產(chǎn)量最高的市縣為瓊海市（5 999萬個(gè)）?？Х犬a(chǎn)量最大的地區(qū)是澄邁縣，為172.38 t，其次是萬寧市年平均為55.67 t；三亞市、五指山市、瓊海市、定安、屯昌、臨高、東方市、樂東、保亭、陵水、昌江種植咖啡面積不足1 hm2。

圖3 2010—2018年海南省各市縣主要熱帶作物總產(chǎn)量變化情況

2.3 熱帶水果產(chǎn)量和面積的變化情況

圖6 2010—2018年海南省各市縣主要熱帶水果年末面積變化情況

對(duì)比2010—2018年海南省各市縣主要熱帶水果總產(chǎn)量和年末面積（圖5、6）發(fā)現(xiàn)，荔枝和龍眼的年末面積呈緩慢減少趨勢(shì)，但龍眼總產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)并于2017年達(dá)最高，為5.60萬t，荔枝總產(chǎn)量波動(dòng)較明顯，且于2018年達(dá)到歷年最高，為18.94萬t。荔枝主產(chǎn)區(qū)在?？谑?，年平均總產(chǎn)量和種植面積分別為3.30萬t和0.59萬hm2；龍眼主產(chǎn)區(qū)在樂東，年平均總產(chǎn)量和種植面積分別為1.12萬t和0.18萬hm2。

圖5 2010—2018年海南省各市縣主要熱帶水果總產(chǎn)量變化情況

2.4 南藥產(chǎn)量和面積的變化情況

從圖7、8中可以看出，2018年海南省檳榔總產(chǎn)量和年末面積均最高，分別為27.22萬t和11.00萬hm2，相比于2010年，總產(chǎn)量和年末面積分別增加78.98%和58.83%，其中萬寧市種植檳榔面積最大（平均為1.76萬hm2/a），其次是瓊海市（平均為1.56萬hm2/a）；而瓊海市檳榔平均產(chǎn)量最高為3.79萬t/a，萬寧市平均產(chǎn)量位居第二位，為3.33萬t/a。在2018年，全省益智年末面積最高，為11.89 khm2，是2010年年末面積的3.39倍；在2017年，全省益智總產(chǎn)量最高，為15.52 kt，較2018年總產(chǎn)量有所增加。益智年平均種植面積最大的市縣是瓊中，為0.31萬hm2，但益智年平均總產(chǎn)量最高的地區(qū)是五指山市，總產(chǎn)量為0.23萬t。2016年砂仁年末面積最高，為299 hm2，2017年和2018年砂仁年末面積相比2016年有所減少，但是在2018年砂仁總產(chǎn)量最高，為0.47萬t；三亞市、五指山市、樂東、瓊中及白沙均有種植砂仁，其中樂東貢獻(xiàn)最高，歷年平均產(chǎn)量為603.22 t。

圖7 2010—2018年海南省各市縣主要南藥總產(chǎn)量變化情況

圖8 2010—2018年海南省各市縣主要南藥年末面積變化情況

2.5 海南省蜜源面積與蜂蜜產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)分析是灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)鍵內(nèi)容之一，它指的是事物之間的不確定關(guān)聯(lián)。其采用灰色關(guān)聯(lián)度來量化系統(tǒng)內(nèi)各評(píng)價(jià)因素的相互聯(lián)系、相互影響與相互作用，若因子參數(shù)序列構(gòu)成的空間幾何曲線越接近，則關(guān)聯(lián)度越大[11]。

將蜂蜜產(chǎn)量與各面積的絕對(duì)差值中的最小差值0.000 4和最大差值0.572 2（表1）作為Δi(k)對(duì)應(yīng)的絕對(duì)差值，代入公式中可求得關(guān)聯(lián)系數(shù)的值（表2）。

表1 蜂蜜產(chǎn)量與各面積的絕對(duì)差值

表2 各因素與海南省蜂蜜產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度

8個(gè)影響因素與海南省蜂蜜產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度即為關(guān)聯(lián)度系數(shù)的算術(shù)平均值（表3），關(guān)聯(lián)度大小順序依次為：檳榔年末面積、益智年末面積、橡膠年末面積、咖啡年末面積、荔枝年末面積、椰子年末面積、龍眼年末面積、砂仁年末面積。

3 討論與結(jié)論

我國(guó)主要蜜源植物有40多種，其中，海南省就有20多種。海南省的主要蜜源植物包括荔枝、龍眼、椰子、橡膠等[9]。研究發(fā)現(xiàn)，與2010年相比，2018年海南省的熱帶作物（橡膠、咖啡）面積和南藥作物（檳榔、益智、砂仁）面積均有所增加，同時(shí)海南省的蜂蜜產(chǎn)量也增長(zhǎng)了1.57倍。結(jié)合空間數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，海南省蜜源植物的面積分布與蜂蜜主產(chǎn)區(qū)分布略有差異。海南省的蜂蜜主產(chǎn)區(qū)集中在海南的中、北部地區(qū)，南部產(chǎn)量相對(duì)較小。熱帶作物（橡膠、咖啡）多種植在海南省的中、北部，熱帶水果作物（荔枝、龍眼）多種植在海南省的中、東部，南藥作物（檳榔、益智、砂仁）多種植在海南省的中、南部。因而，研究認(rèn)為，蜜源植物的面積與蜂蜜產(chǎn)量存在一定的關(guān)系，但不直接決定蜂蜜的產(chǎn)量。蜜源植物的面積越大，能為蜜蜂提供花蜜和花粉的機(jī)會(huì)越大。

灰色關(guān)聯(lián)分析的本質(zhì)是因素分析。通過分析各因素在時(shí)間序列曲線中的集合形狀，用其變化的大小、方向與速度等的接近程度，來衡量各因素之間的關(guān)聯(lián)性大小[11]。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析原理，系統(tǒng)中各因子的重要性可以用關(guān)聯(lián)度表示，關(guān)聯(lián)度越大，則表示該因子越重要，即與參考數(shù)列的關(guān)系越密切；反之，關(guān)聯(lián)度越小的因子與參考數(shù)列的關(guān)系越疏遠(yuǎn)[12-13]。本研究中，海南省的蜂蜜產(chǎn)量與檳榔、益智、橡膠、咖啡、荔枝、椰子、龍眼和砂仁的年末面積關(guān)聯(lián)度都超過了0.8，尤其是與檳榔、益智、橡膠、咖啡的年末面積關(guān)聯(lián)度都大于0.88。占全島種植面積最大的橡膠與蜂蜜產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度只排在第3。研究再次表明，蜜源植物面積與蜂蜜產(chǎn)量并非呈現(xiàn)相關(guān)性，而是具有關(guān)聯(lián)度。結(jié)合海南蜂蜜市場(chǎng)供貨情況分析發(fā)現(xiàn)，龍眼蜜和荔枝蜜產(chǎn)量最多，其次是百花蜜和土蜂蜜[14]。從關(guān)聯(lián)度上看，與海南省蜂蜜產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最密切的是檳榔年末面積，荔枝年末面積排列第5。初步推測(cè)，蜜源植物的面積對(duì)蜂蜜產(chǎn)量的影響還受制于蜜源情況以及共生的傳粉者數(shù)量[6]。

檳榔、益智、橡膠、咖啡是熱帶特色蜜源植物。從蜜源面積與蜂蜜產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度看，海南省具備開發(fā)熱帶特色蜜的蜜源條件。因此，建議海南省蜂業(yè)遵循熱帶特色作物生長(zhǎng)規(guī)律，加大對(duì)檳榔、益智、橡膠、咖啡等蜜源植物的開花物候研究，結(jié)合各市縣自身資源優(yōu)勢(shì)，合理進(jìn)行蜂業(yè)資源布局，大力開發(fā)特色蜂蜜，促進(jìn)地區(qū)蜂業(yè)發(fā)展[15-16]。