王燦　楊建峰　陳小敏　祖超　李志剛　魚(yú)歡　鄔華松

摘 要 根據(jù)寒害發(fā)生年份氣象數(shù)據(jù)及胡椒發(fā)生寒害臨界溫度，提取胡椒寒害的初始?xì)庀笾笜?biāo)，利用因子分析進(jìn)行降維等計(jì)算后，結(jié)合胡椒實(shí)地寒害調(diào)查情況，建立以寒害氣象綜合指標(biāo)為分類標(biāo)準(zhǔn)的胡椒寒害等級(jí)。結(jié)果表明，由因子分析降維獲取的兩個(gè)因子可分別解釋為低溫累積因子和溫度降幅因子，并可將其作為分析寒害形成原因的量化指標(biāo)；寒害氣象綜合指數(shù)可以有效表征不同寒害程度，與寒害實(shí)地調(diào)查的結(jié)果比較，二者具有較好的一致性。本研究結(jié)果可為進(jìn)一步評(píng)估胡椒寒害風(fēng)險(xiǎn)提供依據(jù)，對(duì)胡椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展、布局規(guī)劃等具有參考意義。

關(guān)鍵詞 胡椒；因子分析；寒害；等級(jí)劃分

中圖分類號(hào) S573.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Classification of Black Pepper Chilling Injury

Based on Factor Analysis

WANG Can1，2，3， YANG Jianfeng1，2，3， CHEN Xiaomin4， ZU Chao1，2，3，

LI Zhigang1，2，3， YU Huan1，2，3， WU Huasong1，2，3*

1 Spice and Beverage Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agriculture Science， Wanning， Hainan 571533， China

2 Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops， Ministry of Agriculture， Wanning， Hainan 571533， China

3 Hainan Provincial Key Laboratory of Genetic Improvement and Quality Regulation for Tropical

spice and Beverage Crops， Wanning， Hainan 571533， China

4 Hainan Institute of Meteorological Science， Haikou， Hainan 570203， China

Abstract Based on historical meteorological data and the critical temperatures inducing chilling injury of black pepper（Piper nigrum L.）， a classification was established based on factor analysis method for assessing and ranking chilling injuries in black pepper. Two factors calculated from factor analysis got reasonable explanation and could be used as quantitative indicators to evaluate the formation of chilling injury. After a further calculation of the two factors， an integrated index was obtained to assess and rank chilling injuries of black pepper and showed a good consistency with actual chilling injury investigation. The results indicated that the classification was acceptable and available for evaluating the risk of chilling injury in black pepper.

Key words Black pepper （Piper nigrum L.）；Factor analysis；Chilling injury；Classification

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.12.011

胡椒（Piper nigrum L.）是世界重要的香辛料，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-2]。近年來(lái)，隨著胡椒價(jià)格逐步攀升，我國(guó)熱區(qū)胡椒種植面積不斷擴(kuò)大，除傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)種植區(qū)海南外，云南省胡椒種植面積發(fā)展最為迅速[3-4]。云南緯度偏高，位于我國(guó)熱帶亞熱帶交界處，冬季溫度低，不利胡椒安全越冬[5]。因此，建立合理有效的胡椒寒害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法對(duì)指導(dǎo)胡椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

胡椒寒害等級(jí)劃分是進(jìn)行寒害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)，但由于胡椒是典型的熱帶作物，胡椒寒害等級(jí)分類等研究鮮見(jiàn)報(bào)道，目前僅有少量文獻(xiàn)對(duì)寒害等級(jí)有簡(jiǎn)單定性描述和分級(jí)[6]，難以指導(dǎo)生產(chǎn)。而在荔枝、香蕉和橡膠等熱帶作物的寒害等級(jí)研究中，根據(jù)作物發(fā)生寒害的臨界溫度和氣象數(shù)據(jù)，通過(guò)主成分分析建立了相應(yīng)的寒害氣象等級(jí)分類[7-9]，為胡椒相關(guān)研究提供了很好的借鑒意義。

利用多元統(tǒng)計(jì)方法對(duì)眾多寒害氣象指數(shù)進(jìn)行降維，是寒害氣象等級(jí)研究中的重要步驟[7-9]，主要方法有主成分分析法和因子分析法[10]。二者均是基于降維思想，從多變量大樣本數(shù)據(jù)中找出少數(shù)幾個(gè)互不相關(guān)的綜合變量來(lái)盡可能地反映原來(lái)數(shù)據(jù)所含有的絕大部分信息。但與主成分分析相比，因子分析是對(duì)原始變量信息進(jìn)行重新組合，找出影響變量的共同因子，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)，使因子得到更合理的解釋[10-11]。由于寒害主要分為平流型和輻射型兩類，其形成原因、對(duì)作物的影響程度均存在差異[12-13]。因此本研究嘗試采用因子分析，從胡椒初始寒害氣象指標(biāo)中提取兩個(gè)因子，以分析寒害形成原因，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步計(jì)算獲得寒害氣象綜合指數(shù)，并結(jié)合實(shí)際寒害癥狀調(diào)查，建立胡椒的寒害氣象等級(jí)分類。

1 材料與方法

1.1 研究材料

1.1.1 寒害實(shí)地調(diào)查 2013～2014年冬春，我國(guó)胡椒主要產(chǎn)區(qū)海南和云南均出現(xiàn)不同程度寒害。針對(duì)這一情況，2014年初課題組人員在寒害結(jié)束后一周內(nèi)，對(duì)海南胡椒主產(chǎn)區(qū)萬(wàn)寧、瓊海、文昌、海口、澄邁地區(qū)的11個(gè)胡椒典型寒害影響地塊進(jìn)行了調(diào)查，同時(shí)聯(lián)合云南熱經(jīng)所、綠春縣農(nóng)業(yè)局等單位對(duì)云南胡椒主產(chǎn)區(qū)德宏、保山、綠春、盈江地區(qū)9個(gè)胡椒寒害影響較重的地塊進(jìn)行了調(diào)查，胡椒品種均為我國(guó)大面積種植的熱引1號(hào)，調(diào)查地點(diǎn)主要概況見(jiàn)表1中1～20。

為了進(jìn)一步豐富等級(jí)劃分的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，在文獻(xiàn)中收集整理歷年有過(guò)定量描述的寒害報(bào)道，將1975～1976年冬春廣東高州、海南?？诤铜偤５暮1]納入本研究中，見(jiàn)表1中21～23。

調(diào)查項(xiàng)目包括胡椒葉片出現(xiàn)黑斑的植株數(shù)、單株黑斑葉數(shù)、結(jié)果枝變黑壞死的株數(shù)、單株結(jié)果枝壞死的節(jié)數(shù)、單株平均落葉率、單株平均落果率、植株死亡率。

1.1.2 寒害地區(qū)氣象數(shù)據(jù)收集 從調(diào)查地點(diǎn)附近農(nóng)場(chǎng)的自動(dòng)氣象站獲取2013年11月至次年1月22日的逐日最高溫和最低溫，調(diào)查地點(diǎn)沒(méi)有自動(dòng)氣象站的，以所在市級(jí)氣象臺(tái)站的相應(yīng)數(shù)據(jù)代替；1975～1976年冬春廣東高州、海南?？诤铜偤５臍庀髷?shù)據(jù)從國(guó)家氣象局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)中獲取。

1.2 研究方法

1.2.1 胡椒傳統(tǒng)寒害等級(jí)劃分 根據(jù)寒害危害程度，傳統(tǒng)寒害等級(jí)劃分共分為7級(jí)[6]：0級(jí)，無(wú)寒害；Ⅰ級(jí)，枝蔓先端2～4節(jié)落葉、脫節(jié)；Ⅱ級(jí)，樹(shù)冠枯1/4；Ⅲ級(jí)，樹(shù)冠枯1/4～1/2；Ⅳ級(jí)，樹(shù)冠全枯；Ⅴ級(jí)，地上部枯死；Ⅵ級(jí)，整株枯死。

1.2.2 胡椒寒害氣象等級(jí)劃分 基于氣象數(shù)據(jù)的初始寒害指標(biāo)篩選與計(jì)算。在荔枝、香蕉和橡膠等熱帶作物的寒害研究中[7-9， 14]，將日氣溫最大降幅、日絕對(duì)最低氣溫、日平均氣溫低于寒害發(fā)生臨界溫度的累積天數(shù)與積寒等指標(biāo)作為寒害初始?xì)庀笾聻?zāi)因子。本研究也保留這些指標(biāo)作為胡椒寒害初始?xì)庀笠蜃?，并根?jù)不同低溫對(duì)胡椒的影響程度，即“絕對(duì)低溫在10 ℃以下，持續(xù)5 d，嫩葉就會(huì)受害；絕對(duì)低溫在6 ℃以下，持續(xù)2～6 d，嫩枝會(huì)受害而斷頂；絕對(duì)低溫3 ℃以下，凝霜，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重受害，枝條脫節(jié)，蔓枯，落果，甚至整株枯死”[1]，分別將3、6和10 ℃作為胡椒寒害發(fā)生時(shí)的臨界溫度，以低溫持續(xù)時(shí)間為0、2和4 d作為計(jì)算其累積天數(shù)與積寒等指標(biāo)的依據(jù)，具體定義與計(jì)算如下：

（1）寒害過(guò)程日氣溫最大降幅：以當(dāng)年11月至次年2月的當(dāng)日最高氣溫與次日最低氣溫最大降幅，且次日最低氣溫低于10 ℃以下的1次作為寒害過(guò)程日氣溫最大降幅；

（2）寒害過(guò)程日絕對(duì)最低氣溫：以當(dāng)年11月至次年2月的日最低氣溫最低的1次作為寒害過(guò)程日絕對(duì)最低氣溫；

（3）寒害過(guò)程日最低氣溫低于3 ℃的累積天數(shù)：以當(dāng)年11月至次年2月的日最低溫低于3 ℃的日數(shù)之和，作為寒害過(guò)程日最低氣溫低于3 ℃的累積天數(shù)；

（4）寒害過(guò)程持續(xù)2天日最低溫低于6 ℃的累積天數(shù)：以當(dāng)年11月至次年2月的日最低溫持續(xù)低于6 ℃兩天以上的寒害過(guò)程的天數(shù)之和，作為寒害過(guò)程持續(xù)2 d日最低溫低于6 ℃的累積天數(shù)；

（5）寒害過(guò)程持續(xù)2 d日最低溫低于6 ℃的累積積寒：以當(dāng)年11月至次年2月的日最低溫持續(xù)低于6 ℃兩天以上的寒害過(guò)程的積寒之和，作為寒害過(guò)程持續(xù)2天日最低溫低于6 ℃的累積積寒，積寒計(jì)算方法依據(jù)QX/T 80-2007。

（6）寒害過(guò)程持續(xù)4 d日最低溫低于10 ℃的累積天數(shù)：以當(dāng)年11月至次年2月的日最低溫持續(xù)低于10 ℃ 4 d以上的寒害過(guò)程的天數(shù)之和，作為寒害過(guò)程持續(xù)4 d日最低溫低于10 ℃的累積天數(shù)；

（7）寒害過(guò)程持續(xù)4 d日最低溫低于10 ℃的累積積寒：以當(dāng)年11月至次年2月的日最低溫持續(xù)低于10 ℃ 4 d以上的寒害過(guò)程的積寒之和，作為寒害過(guò)程持續(xù)4 d日最低溫低于10 ℃的累積積寒。

基于因子分析的寒害氣象綜合指數(shù)計(jì)算。初始寒害氣象指數(shù)表征了胡椒受寒害影響程度，但由于指標(biāo)較多，須進(jìn)一步降維，才能簡(jiǎn)潔、直觀地比較不同危害程度的寒害。由于寒害分為兩類，采用因子分析法提取兩個(gè)主成分，作為氣象寒害致寒因子，具體計(jì)算步驟如文獻(xiàn)所述[10]。計(jì)算獲得相應(yīng)數(shù)值后，再根據(jù)公式（1）進(jìn)行計(jì)算，最終獲得胡椒寒害氣象綜合指數(shù)H[15]。

H=Zf1×f1對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率+Zf2×f2對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率························公式（1）

其中，f1、f2為因子分析提取的兩個(gè)主成分；Zf1、Zf2為f1、f2的標(biāo)準(zhǔn)化值。

基于多元回歸的寒害氣象綜合指數(shù)計(jì)算。為進(jìn)一步方便寒害氣象綜合指數(shù)的應(yīng)用，采用多元線性回歸的方法，建立7個(gè)寒害初始?xì)庀笠蜃优c綜合指數(shù)之間的線性模型。

寒害氣象等級(jí)劃分。根據(jù)寒害氣象綜合指數(shù)，結(jié)合對(duì)應(yīng)的實(shí)地調(diào)查獲得的植株受寒癥狀，建立胡椒寒害氣象等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

因子分析和多元線性回歸均采用SPSS 18.0（SPSS Inc， Chicago）分析[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)地調(diào)查寒害比較

表2中為實(shí)地調(diào)查與文獻(xiàn)中的胡椒植株寒害癥狀及其傳統(tǒng)寒害等級(jí)劃分。由于缺乏調(diào)查地點(diǎn)的小范圍氣象數(shù)據(jù)，絕大多數(shù)調(diào)查地點(diǎn)均以所屬地區(qū)的市級(jí)氣象臺(tái)站數(shù)據(jù)為參考值，受寒癥狀取值取該地區(qū)內(nèi)各調(diào)查地點(diǎn)的平均值。

從表2可知，不同省份寒害程度存在差異，危害程度隨緯度增加而加重。其中，海南寒害程度較輕，且地區(qū)間寒害差異較小，除澄邁外，絕大多數(shù)地區(qū)的傳統(tǒng)寒害等級(jí)均為Ⅰ級(jí)；云南省寒害較重，且不同地區(qū)寒害差異較大，包括寒害較重的Ⅳ和Ⅴ共2個(gè)等級(jí)。

從植株個(gè)體受寒害影響程度和為害部位來(lái)看，植株受寒害影響程度隨寒害等級(jí)增加而增加；同一植株上，葉片最易受寒害影響而出現(xiàn)脫落或變黑癥狀，其次為結(jié)果枝節(jié)間和果實(shí)。Ⅰ級(jí)寒害受影響的葉片數(shù)、結(jié)果枝節(jié)數(shù)、總脫葉率和果實(shí)脫落率的平均值分別為5.2片、1.6節(jié)、3.6%和1.9%；Ⅱ級(jí)寒害相應(yīng)指標(biāo)平均數(shù)分別為8.8片、2.5節(jié)、12.3%和11.8%；Ⅳ級(jí)寒害分別為12.4片、4.3節(jié)、17.9%和18.6%；Ⅴ級(jí)寒害分別為14.2片、5.1節(jié)、32.8%和24.5%。而且寒害Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)出現(xiàn)植株死亡，平均死株率分別為10.2%和15.4%。

2.2 氣象致寒因子比較與寒害類型劃分

對(duì)表2中12次寒害的7個(gè)寒害初始指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，按分析步驟得出旋轉(zhuǎn)后的相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值及其方差貢獻(xiàn)率，見(jiàn)表3。從表3可知，2個(gè)主成分的特征值均大于1，二者累積貢獻(xiàn)率達(dá)到90%以上，說(shuō)明這2個(gè)主成分包含了原來(lái)數(shù)據(jù)中絕大部分信息，2個(gè)潛在因子具有較強(qiáng)說(shuō)服力。

通過(guò)方差最大化正交旋轉(zhuǎn)后，得到旋轉(zhuǎn)成分荷載矩陣，見(jiàn)表4。成分荷載矩陣表示每個(gè)主成分或因子由那些變量提供信息，從表4中可以看到，雖然所有變量均對(duì)第1和第2主成分有所貢獻(xiàn)，但第1主成分中以低于3度天數(shù)，低于6度天數(shù)、低于6度積寒等反映較低氣溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短的寒害指標(biāo)為主；第2個(gè)主成分以氣溫最大降幅、極端最低溫等反映氣溫突然變化的寒害指標(biāo)為主，因此分別將第1和第2主成分定義為低溫累積因子和溫度降幅因子。

由旋轉(zhuǎn)成分得分系數(shù)矩陣，可獲得2個(gè)主成分的計(jì)算公式，見(jiàn)表5。

從表中可知，2個(gè)主成分可分別由公式（2）、（3）計(jì)算獲得：

Z第1主成分=0.386×ZX1+0.317×ZX2+…+0.048×ZX7 ·······················公式（2）

Z第2主成分=-0.278×ZX1-0.161×ZX2+…-0.347×ZX7 ·······················公式（3）

公式中的變量均為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，第1主成分為低溫累積因子，第2主成分為溫度降幅因子。

根據(jù)上述分析得到的低溫累積因子和溫度降幅因子做散點(diǎn)圖，用于解釋每次寒害的形成原因和寒害程度，見(jiàn)圖1。由圖可知，被調(diào)查寒害基本可以分為3類，第1類為2013～2014年冬春海南萬(wàn)寧、瓊海、文昌、海口、定安、臨高、屯昌等地發(fā)生的寒害，其低溫累積因子和溫度降幅因子數(shù)值均小于0（0代表平均水平），表明這類寒害危害程度均較小，對(duì)胡椒生長(zhǎng)的影響不大；第2類為2013～2014年冬春云南德宏、盈江和1975-1976年冬春海南海口、瓊海發(fā)生的寒害，其溫度降幅因子數(shù)值大于0，而低溫累積因子數(shù)值小于0，表明這一類寒害可能是由冷鋒過(guò)境造成溫度驟降引起的，但持續(xù)時(shí)間較短，對(duì)胡椒生長(zhǎng)影響相對(duì)較大；第3類為2013～2014年冬春云南保山、綠春和1975～1976年冬春廣東高州發(fā)生的寒害，其低溫累積因子和溫度降幅因子數(shù)值均大于0，表明這類寒害為混合型寒害，不僅降溫幅度大，而且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)胡椒影響最大。

2.3 寒害氣象綜合指數(shù)排序及其寒害程度比較

根據(jù)公式（1）進(jìn)一步計(jì)算可獲得寒害氣象綜合指數(shù)，如表6所示。從表中可知，被調(diào)查寒害都有唯一的綜合指標(biāo)值與其對(duì)應(yīng)，且從排序先后看，綜合指數(shù)反映的寒害程度大小與表2中分析基本一致。如表2中傳統(tǒng)寒害等級(jí)為Ⅴ的保山、綠春排在前2位；傳統(tǒng)寒害等級(jí)為Ⅳ的75廣東高州、盈江和德宏分別排在第3、4、5位。同時(shí)，由于只對(duì)應(yīng)一個(gè)指標(biāo)，所有寒害均可以一一對(duì)比，因而不同寒害的危害程度可以更加直觀地比較。如被劃分為同一寒害等級(jí)的保山、綠春，根據(jù)其綜合指數(shù)值，可知保山寒害程度高于綠春。

圖2為寒害氣象綜合指數(shù)對(duì)應(yīng)的胡椒寒害癥狀。從圖可知，在一定取值范圍內(nèi)，結(jié)果枝變黑節(jié)數(shù)、總脫葉率、總脫果率、死株率均隨綜合指數(shù)數(shù)值增加而增加。其中，結(jié)果枝變黑節(jié)數(shù)、總脫葉率、總脫果率在綜合指數(shù)大于-0.5時(shí)，與綜合指數(shù)呈現(xiàn)較好的相關(guān)性；而死株率在綜合指數(shù)大于0時(shí)才呈現(xiàn)相關(guān)。上述結(jié)果表明，寒害氣象綜合指數(shù)能夠表征植株的實(shí)際受寒程度，利用寒害氣象綜合指數(shù)來(lái)劃分不同寒害等級(jí)是可行的。

2.4 基于多元回歸的寒害氣象綜合指數(shù)計(jì)算

采用多元線性回歸的方法，建立各寒害指標(biāo)與寒害綜合指數(shù)的線性回歸方程，如公式（4）。通過(guò)該公式，可直接利用原始的寒害指標(biāo)值計(jì)算寒害綜合指數(shù)，從而簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。

H=0.019×X1+0.023×X2+0.10×X3+0.004×X4+ 0.004×X5+0.017×X6-0.028×X7-0.405 ···公式（4）

其中：X1，低于3度天數(shù)；X2，低于6度積寒；X3，低于6度天數(shù)；X4，低于10度積寒；X5，低于10度天數(shù)；X6，氣溫最大降幅；X7，極端最低氣溫。

2.5 胡椒寒害氣象等級(jí)建立

根據(jù)實(shí)地調(diào)查獲得的植株受寒癥狀及其相應(yīng)寒害氣象綜合指數(shù)，對(duì)不同寒害等級(jí)進(jìn)行了劃分，見(jiàn)表7。從表中可知，根據(jù)本次調(diào)查的胡椒整體受寒情況，本文將胡椒寒害分為無(wú)寒害（0級(jí)）、輕微寒害（Ⅰ級(jí)）、中度寒害（Ⅱ級(jí)）、重度寒害（Ⅲ級(jí)）、極重度寒害（Ⅳ級(jí)）共5個(gè)等級(jí)，并根據(jù)各等級(jí)寒害中所涵括的綜合指數(shù)值，確定了各等級(jí)對(duì)應(yīng)的氣象綜合寒害指數(shù)變化范圍。

3 討論與結(jié)論

目前胡椒寒害研究?jī)H對(duì)胡椒適宜溫度、寒害發(fā)生條件、不同品種抗寒性等進(jìn)行了初步探索[1，2，17]，寒害等級(jí)也僅按胡椒受害冠幅大小進(jìn)行簡(jiǎn)單劃分[6]。本文根據(jù)胡椒發(fā)生寒害的臨界溫度，從氣象數(shù)據(jù)中提取初始寒害指標(biāo)，并以此為基礎(chǔ)，利用因子分析獲取寒害氣象綜合指數(shù)，最后結(jié)合實(shí)地調(diào)查的植株寒害癥狀，建立了以寒害氣象綜合指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)的胡椒寒害等級(jí)，這是首次采用寒害氣象因子進(jìn)行胡椒寒害等級(jí)劃分；對(duì)比寒害氣象綜合指數(shù)（表6）與實(shí)際寒害調(diào)查結(jié)果（表2）發(fā)現(xiàn)，寒害氣象綜合指數(shù)表征的受寒程度與植株的實(shí)際寒害程度基本一致，說(shuō)明經(jīng)因子分析獲得的寒害綜合指數(shù)能夠較真實(shí)地反映不同寒害危害程度之間的差異，利用寒害氣象綜合指數(shù)來(lái)對(duì)胡椒寒害等級(jí)進(jìn)行劃分是可行的。

荔枝、香蕉和橡膠等作物的寒害氣象等級(jí)研究統(tǒng)一將作物寒害發(fā)生臨界溫度設(shè)定在5 ℃[7-9，18]，這種初始寒害指標(biāo)提取方法的可取之處在于提高了不同作物寒害結(jié)果之間的可比性，但忽略了不同作物對(duì)低溫環(huán)境的響應(yīng)差異[19]，進(jìn)而影響到后續(xù)寒害評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文中胡椒寒害初始寒害指標(biāo)的提取是根據(jù)胡椒葉片、枝條、蔓條、果實(shí)等不同部位寒害發(fā)生的臨界溫度而確定的，因此各指標(biāo)的物理意義更加明確，也真實(shí)反映了不同低溫對(duì)胡椒植株的影響程度，為后期寒害評(píng)估提供了更準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)支持，這種針對(duì)單一作物的專一性寒害指標(biāo)提取方法已逐步成為作物寒害氣象等級(jí)的發(fā)展趨勢(shì)[20]。

與荔枝、香蕉和橡膠等研究中采用的主成分分析法相比[7-9]，本文采用了因子分析法，這是由于因子分析法通過(guò)旋轉(zhuǎn)，在因子解釋方面更有優(yōu)勢(shì)[10-11]。本文研究結(jié)果也表明（如圖1），通過(guò)因子分析獲得的兩個(gè)因子可分別解釋為低溫累積因子和溫度降幅因子，且不同地區(qū)致寒因子存在不同。危害較輕的地區(qū)主要集中在緯度較低的海南，其低溫累積因子和溫度降幅因子數(shù)值均小于0；危害較重的地區(qū)則集中在緯度較高的云南、廣東，表現(xiàn)為溫度降幅因子大于0或低溫累積因子和溫度降幅因子數(shù)值均大于0。因此，利用因子分析提取的兩個(gè)致寒因子能夠更好地理解寒害形成原因，并為量化比較提供了依據(jù)。

隨著全球氣候變暖，我國(guó)熱帶作物種植北界正逐步北移[14]，云南、廣東、廣西等省份適宜熱帶作物生長(zhǎng)的面積不斷擴(kuò)大[21-22]， 但面臨的寒害風(fēng)險(xiǎn)較高[14]。利用歷年氣象數(shù)據(jù)評(píng)估地區(qū)的寒害風(fēng)險(xiǎn)可以有效地指導(dǎo)生產(chǎn)[23]，特別是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展前期規(guī)劃時(shí)，選擇寒害風(fēng)險(xiǎn)較小的地區(qū)進(jìn)行合理布局；通過(guò)評(píng)估得知寒害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)較高的地方，還可以利用預(yù)報(bào)氣象數(shù)據(jù)開(kāi)展寒害的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，確保寒害來(lái)臨之前及時(shí)做好防寒措施[3]，本文結(jié)果可為我國(guó)胡椒非傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)種植區(qū)的發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域布局等相關(guān)決策提供參考。

本文中寒害等級(jí)劃分主要依據(jù)2013～2014 年冬春海南和云南地區(qū)和部分1975～1976年冬春海南、廣東地區(qū)的寒害數(shù)據(jù)建立。劃分的輕微、中度、重度和極重度等寒害等級(jí)均是根據(jù)本次調(diào)查寒害的植株受損程度和減產(chǎn)率來(lái)進(jìn)行定義，對(duì)應(yīng)的寒害綜合指數(shù)的值的變化范圍在-0.502至1.972，因而，本研究中的分類等級(jí)具有一定相對(duì)性。但由于等級(jí)劃分所使用的寒害綜合指數(shù)是絕對(duì)值，將計(jì)算得到的綜合指數(shù)與參考值比較仍可表征寒害的相對(duì)危害程度，因此不影響該劃分方法的應(yīng)用。但今后應(yīng)收集更多的胡椒寒害數(shù)據(jù)并及時(shí)補(bǔ)充，以進(jìn)一步豐富和完善胡椒寒害氣象等級(jí)分類。

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