气象因子与春茶及中高档春茶产量的灰色关联分析

杨俊虎，张行才，王 超，陆小强

（1.浙江师范大学地理与环境科学学院，浙江金华 321004；2.金华市气象局，浙江金华 321004）

春茶是越冬后茶树第1次萌发的芽叶采制而成的茶叶。春茶茶叶肉肥厚，芳香物质和维生素等含量较高，因此，其营养物质丰富。春季温度比较适中且雨量充分，再加上茶树经过了冬季的休养生息，使得春季茶芽肥硕、色泽翠绿、叶质柔软，且含有丰富的维生素、氨基酸，使春茶滋味鲜活、香气宜人且富有保健作用。在需要高质量、高产量的春茶时，就要考虑影响春茶生长发育的因素。影响春茶及中高档春茶产量的因子是多方面的，我们认为其他因子在一段时间内基本可以保持相对平衡状态，而春茶及中高档春茶的产量在很大程度上取决于气象因子，其他因子的影响相对较小。灰色关联分析法虽然在分析样本的数量上存在一定的局限性，但其为影响茶叶产量的气象因素作定量化分析提出了一种思路，是对影响春茶生长的气象因子进行量化研究的一种尝试。

本研究通过对春茶的产量与气象因子进行关联分析，可以深入了解影响春茶及中高档春茶产量的主要气象因子，这在生产上具有一定的研究意义。

1 灰色关联分析法

灰色关联分析是灰色系统理论的一种分析方法，它是依据因子之间发展态势的相似或相异程度来衡量因子间关联程度的方法[1-2]。对于2个系统之间的因素，其随时间或不同对象而变化的关联性大小的量度，称为关联度。就是说在系统发展变换过程中，如果2个因素变化的趋势具有一致性或相似性，那么它们的同步变化程度就比较高，就认为这2个因素之间的关联程度较高；相反则它们的关联度相对较低。灰色关联分析法具有样本需求量少（最少3个数据）、数据不需要有规律性分布形式、计算方法简便、工作量少、定量分析结果与定性分析结果一致、精准度高、适用范围广的优势[3]，特别适用于子因子和母因子之间不存在严格数学关系的情况[4-7]。本研究以潜山县1986—1995年连续 10 a的气象资料和该县塘岭茶场同期春茶记载数据（表1）为例，对春茶产量、中高档春茶产量与气象因子的关联度进行计算分析。

表1 春茶和中高档春菜产量与影响产量的气象因子

2 关联度计算步骤

设x0（t）为母序列，代表年度产量；xi（t）为子序列[9]，i的取值范围为1～3；t表示时间，即年份。x0代表春茶产量和中高档春茶产量，x1代表2—3月降雨量，x2代表3月份空气相对湿度，x3代表4月中旬平均气温。首先对表1数据中的春茶产量与气象因子进行无量纲化处理，计算得出初始化数据（表2）。

表2 数据初始化

进行无量纲化后要计算t时刻的绝对差，并求出最小和最大的绝对差值，以便对下一步的关联系数进行计算，其公式为：△0i（t）＝│x0（t）－xi（t）│，绝对差的最小值和最大值分别为△min＝min△0i（t），△max＝max△0i（t）。得出绝对差值，如表3所示。

由表 3 可知，△min＝0，△max＝0.781 8。

表3 绝对差

关联系数的求解方程为：

式中，k的取值范围为0～1，这里取k值为0.5，计算求出关联系数列于表4。

表4 关联系数

用公式（1）求出关联系数并且由此可求出关联度，用n代表年数，关联度计算公式为：

根据表4的关联系数用公式（2）求解出关联度（表5），从而得到本研究所要的结果。

表5 春茶产量与气象因子的关联度

用上述同样方法计算，得出中高档春茶产量与气象因子的关联度（表6）。

表6 中高档春茶产量与气象因子的关联度

3 结果与分析

3个气象因子关联度的计算结果如图1，2所示。关联度直接反映各个比较序列对参考序列的影响大小[10]，即各气象因子对春茶产量变化的影响大小。

从图1，2可以看出，春茶产量与气象因子关联度大小依次为：3月空气相对湿度＞4月中旬平均气温＞2—3月降雨量。对春茶来说，3月空气相对湿度和4月平均气温对春茶产量的影响较大，所以，这2个因子是影响春茶产量的关键因子。根据潜山县的地理位置与气象条件来看，3月份降雨有时来的早有时来的晚，波动相对大一些；4月份随着梅雨季节到来，会下降，降温的大小可能相对来说不稳定。因此，这2个因素对春茶产量的影响较大。2—3月气温回转，降水是相对稳定的，所以对春茶产量的影响较小。为了提高春茶的产量，我们可以增加3月份空气湿度和4月份空中云量，从而增强大气逆辐射，起到保温作用，这样可以提高春茶产量。

中高档春茶产量与气象因子的关联度大小依次为2—3月降水量＞3月空气相对湿度＞4月中旬平均气温。可见，对中高档春茶产量影响的关键气象因子为2—3月降水量和3月空气相对湿度。2—3月足够多的降水对中高质量春茶产量的影响是至关重要的，因此，在降水量少的时候以灌溉来弥补降水的不足。3月份气温开始回升，地面水汽蒸发量增大，如果空气相对比较干燥，应及时采取相关措施增加空气湿度。4月份平均气温相对来说比较稳定，对中高质量茶产量影响较小。

4 讨论

本研究对茶的产量与气象因子进行了灰色关联分析，与春茶产量相关性最大的气象因子为3月空气相对湿度，而与中高档春茶产量相关性最大的为2—3月降雨量。因此，潜山县在茶叶种植管理中，应在相应的时间段人工弥补这2个因子的不足，这样既可以提高春茶的产量，又可以提高春茶的品质（即中高档春茶的产量），从而为当地茶农带来较高的经济收益。

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