侯留飛，唐俊偉

（青海省草原總站，青海 西寧 810001）

近年來，灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)、模糊系數(shù)、歐氏距離及回歸分析、方差分析、聚類分析等方法不斷地被廣泛應(yīng)用在青海省天然草地各項(xiàng)變量的綜合評(píng)價(jià)之中，特別是主成分分析，利用降維的思想將多個(gè)原始變量通過線性組合提煉出少數(shù)彼此獨(dú)立的新變量（主成分）［1］，在主成分分析中每個(gè)主成分所含信息互不重復(fù)，可以消除原有變量間的相互影響，且能夠反映原始變量的大部分信息，是復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析過程簡(jiǎn)單化，被廣泛地應(yīng)用于青海省天然草地相關(guān)領(lǐng)域研究的相應(yīng)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，如張玉、王建民等對(duì)高山嵩草（Kobresia pygmaea）等12種草地植物常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了分析［2-3］，馬成德［4］對(duì)青海湖流域各類型天然草地質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)，若毛吉［5］對(duì)共和盆地天然草地產(chǎn)草量的影響因子進(jìn)行了研究，為后人利用主成分分析方法研究青海省天然草地奠定了基礎(chǔ)。筆者嘗試?yán)弥鞒煞址治龇椒?，?duì)青海省9個(gè)天然草地類牧草營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分析，以期綜合評(píng)價(jià)不同天然草地類牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的優(yōu)劣。

表1 青海省天然草地牧草營(yíng)養(yǎng)成分含量及標(biāo)準(zhǔn)化值

表2 青海省天然草地牧草營(yíng)養(yǎng)成分解釋的總方差

1 研究區(qū)概況［6-9］

青海省位于青藏高原東北部，北緯31°39′～39°21′，東經(jīng) 89°35′～103°4′，平均海拔 3 000 m 以上，全省80%以上為高原地形，可分為環(huán)湖片區(qū)、青南片區(qū)、柴達(dá)木片區(qū)、祁連山片區(qū)。屬典型的高原大陸性氣候，干燥少雨，年降水量14.9～774.3 mm；寒冷期長(zhǎng)，年平均溫度-5.9～8.7℃；光能資源豐富，日照時(shí)數(shù)2 250～3 602 h。全省天然草地面積41 917 172 hm2，其中可利用天然草地面積38 645 762 hm2，分屬9個(gè)天然草地類93個(gè)天然草地型，常見的牧草有79科398屬1 491種，主要優(yōu)勢(shì)種植物高山嵩草（Kobresia pygmaea）、矮生嵩草（Kobresia humilis）、藏嵩草（Kobresia littledalei）、苔草（Carex rigescens）、披堿草（Elymus dahuricus）等。

2 研究材料與方法

2.1 研究材料

委托中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所分析測(cè)試中心對(duì)青海省天然草地第二次草地資源調(diào)查采集的牧草樣品進(jìn)行粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、粗纖維（CF）、無氮浸出物（NFE）、粗灰分（Ash）測(cè)定，得出研究所用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

利用IBM SPSS Statistics V 22.0軟件抽取統(tǒng)計(jì)功能對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并利用降維功能對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分因子分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 天然草地牧草營(yíng)養(yǎng)成分分析

對(duì)天然草地牧草樣本進(jìn)行粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物、粗灰分5種營(yíng)養(yǎng)成分分析，并對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果如表1、表2所示，粗蛋白質(zhì)含量（%）全部大于10%，溫性荒漠類最高為17.37%；粗脂肪含量（%）大多居于2.50%～3.50%，高寒荒漠類含量最高為4.36%，高寒草甸草原類含量最低為2.01%；粗纖維含量（%）大多居于20.00%～30.00%，溫性荒漠類、高寒草甸草原類含量較低；無氮浸出物在各營(yíng)養(yǎng)成分中含量最高，多居于40.00%～50.00%，高寒草甸草原類含量最高為54.56%；粗灰分含量可分為3個(gè)層次，溫性荒漠類含量最高為19.90%，高寒荒漠類次之，其他天然草地類粗灰分含量較低。整體來說，研究中牧草營(yíng)養(yǎng)成分表現(xiàn)出“三高一低”的特點(diǎn)，粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物含量高，粗纖維含量低，與前人研究結(jié)果一致［10］。

3.2 天然草地牧草營(yíng)養(yǎng)成分主成分提取和特征向量計(jì)算

根據(jù)表2計(jì)算結(jié)果，提取出特征值大于1的2個(gè)主成分，貢獻(xiàn)率分別為49.261%、33.655%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為82.916%，這說明2個(gè)主成分可以反映天然草地牧草營(yíng)養(yǎng)成分82.916%的信息。結(jié)合表2中特征值除以表3中主成分載荷矩陣值，然后取平方根，得到2個(gè)主成分的特征向量，結(jié)果如表3所示。

表3 青海省天然草地牧草營(yíng)養(yǎng)成分主成分載荷矩陣及特征向量

3.3 天然草地牧草營(yíng)養(yǎng)成分主成分得分計(jì)算

利用表3中2個(gè)特征向量值乘以表1中相應(yīng)天然草地牧草營(yíng)養(yǎng)成分標(biāo)準(zhǔn)化值，得出該種天然草地類牧草營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)于2個(gè)主成分的單項(xiàng)得分F1、F2，單項(xiàng)得分乘以相應(yīng)貢獻(xiàn)率后相加，得出綜合得分F值并排序，如表4所示，溫性荒漠類綜合得分最高為12.494，高寒荒漠類次之為3.025。

表4 青海省天然草地牧草營(yíng)養(yǎng)成分主成分綜合得分及排序

4 討論

根據(jù)主成分分析結(jié)果，溫性荒漠類綜合得分最高，這是因?yàn)槠渖硶円箿夭畲?，白天溫度高、光合作用?qiáng)，夜間氣溫低、呼吸作用弱，利于牧草營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累。另外，雖然溫性荒漠類、高寒荒漠類天然草地牧草營(yíng)養(yǎng)成分在主成分評(píng)價(jià)中表現(xiàn)較好，但是這類草地主要分布于柴達(dá)木盆地，氣候干旱且植被分布較少，應(yīng)充分發(fā)揮其防風(fēng)固沙的重要生態(tài)作用，不易過度利用。

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［1］張水清，黃紹敏，郭斗斗.主成分分析在潮土土壤肥力評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，40（4）：82-86.

［2］張玉.SPSS軟件和主成分分析法在牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 ［J］. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（12）：7186-7188.

［3］王建民，魏永林，宋理明，等.環(huán)湖地區(qū)不同草場(chǎng)類型優(yōu)勢(shì)牧草主要生育期營(yíng)養(yǎng)成分分析 ［J］.青海氣象，2009（4）：31-34，36.

［4］馬成德.應(yīng)用主成分分析評(píng)價(jià)青海湖流域各類型天然草地質(zhì)量［J］.中國(guó)草食動(dòng)物，2008，28（3）：48-51.

［5］若毛吉.用主成分和灰色關(guān)聯(lián)度分析法評(píng)價(jià)共和盆地天然草地產(chǎn)草量的影響因子 ［J］.草業(yè)與畜牧，2010（2）：13-16.

［6］青海省草原總站.青海草地資源［M］.西寧：青海人民出版社，2012.

［7］侯留飛.基于MODIS影像的青海省天然草地植被覆蓋度分析［J］.黑龍江畜牧獸醫(yī)，2011（12）：88-89.

［8］陳鐘，馮琦勝，黃曉東，等.青海省主要類型天然草地EVI動(dòng)態(tài)變化［J］.草業(yè)科學(xué)，2010，27（5）：23-29.

［9］張叢，陳全功，梁天剛.青海省天然草地的收益分析及分類經(jīng)營(yíng)［J］.草業(yè)科學(xué)，2010，27（8）：15-22.

［10］侯留飛.天然牧草能值和能量載畜能力分析［J］.青海草業(yè)，2011，20（3）：33-35.