基于蜜源面積的海南省蜂蜜產量灰色關聯分析

趙珊 陳歆 李盈 高景林 鐘義海 王釋婕

（1. 中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所 海南海口 571101；2. 保亭黎族苗族自治縣畜牧漁業服務中心 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，經充分釀造而成的天然甜物質[1]。蜂蜜是中國傳統農產品，目前國內蜂群數量約920萬群[2]。2017年中國蜂蜜生產量居亞洲之首[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]。前人研究發現，決定蜂蜜產量的因素可以分為：蜜源植物、蜂群、氣候和蜂農飼養水平[4-6]。其中，蜜源植物是蜜蜂賴以生存、繁殖和發展的生活資料[7]。徐祖蔭等[8]提出并建立了蜜源植物豐富度的評價指標及評價體系，認為影響蜜源豐富度的主要原因是蜜源植物的種類、數量、主要蜜源的流蜜量、主要商品蜜的品質以及氣候配合度。然而，受限于區域性，蜜源植物豐富度的評價體系目前尚無統一。加之大量基礎數據的缺乏，蜜源植物與蜂蜜產量互作關系的研究并不深入，因而借助灰色關聯分析，試圖從容易獲得的植物面積數據入手，初步探討海南蜜源植物對蜂蜜產量的影響。

海南島屬熱帶海洋性季風氣候，自然環境適宜，一年四季都可以繁殖蜂群。相比于中國其他省份，海南省具有發展養蜂業的資源優勢[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年海南省統計年鑒數據，基于灰色關聯理論，研究海南省蜂蜜產量與主要蜜源植物面積的灰色關聯度，篩選出影響海南蜂蜜產量的主要植物，深入挖掘其對蜂蜜產量的影響機理，并結合海南省種植業的現狀進行探討，以期為海南省蜂產業發展提供科學依據，對于促進海南省蜂業健康快速發展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

數據來源于《2010—2018年海南省統計年鑒》，選取海南省及海南省轄內18個市縣2010—2018年的蜂蜜產量、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）的年末面積等數據。

1.2 方法

1.2.1 關聯分析 采用描述性統計分析法研究不同時期海南省各市縣蜂蜜產量、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年蜜蜂產量及各個蜜源作物的產量、面積等數據。首先，將數據整理為可比序列。方法如下：參考序列通常表示為X0=(X0(1),X0(2),…X0(k))，其中X0(1)是該序列第一時刻的值，X0(2)是該序列第二時刻的值，X0(k)是該序列第k時刻的值。類似于參考序列的表達，可比序列可以表達為：Xi=(Xi(1),Xi(2),…Xi(k))，i=1,2,…n。

然后，將可比序列進行量綱化處理。因原始數據在單位和數量級上存在顯著差異，在進行灰色關聯度分析前，首先需要對各數列進行無量綱處理，以達到相同的量綱，使其具有可比性。本研究利用標準化、初始化和均衡化方法使原始序列無量綱化，并利用公式（1）對原始序列數據進行初始化。

最后，根據灰色關聯系數計算公式（2）進行計算：

1.2.2 數據處理 使用Excel 2010進行數據描述性統計分析和灰色關聯分析，使用ArcGIS 10.2對2010—2018年蜂蜜產量進行空間數據分析，采用Origin 2021作圖。

2 結果與分析

2.1 蜂蜜產量的變化情況

如圖1所示，在2010—2018年間，海南省蜂蜜總產量呈上升趨勢。海南省的蜂蜜總產量在2017年產值最大，達到1.302 kt，與2012年相比，產量增長95.20%。

圖1 2010—2018年海南省蜂蜜產量變化情況

根據空間數據分析發現，2010—2018年海南省的蜂蜜產量主要產于中、北部地區，南部產量相對較小（圖2）。瓊中、海口市、儋州市是海南省蜂蜜的主要產區。瓊中是海南省蜂蜜產量最大的地區，并且在2010—2018年，其產量逐步增長，由2010年的717 t增加到2018年的1 127 t，增加了1.57倍。相對海南省其他市縣，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個市縣的蜂蜜產量不高，尤其是萬寧市、東方市和陵水的蜂蜜產量每年均低于1 t（圖2）。

圖2 2010—2018年海南省各市縣蜂蜜產量變化情況

2.2 熱帶作物產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個市縣主要熱帶作物總產量的變化發現，2010—2018年，全省橡膠最低總產量為34.64萬t（2010年），椰子最低總產量是22 186萬個（2016年），咖啡最低總產量為157 t（2010年）（圖3）。其中，橡膠和椰子的總產量從2013年開始減少，咖啡總產量逐年增加，并于2017年開始穩定在406 t/a。進一步分析其年末面積變化情況（圖4）發現，2010—2018年全省橡膠年末面積在9年里年均增長幅度為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個市縣的熱帶作物產量和面積發現，橡膠和椰子在18個市縣都有種植，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），但年平均總產量最高的市縣為瓊海市（5 999萬個）。咖啡產量最大的地區是澄邁縣，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量變化情況

2.3 熱帶水果產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

對比2010—2018年海南省各市縣主要熱帶水果總產量和年末面積（圖5、6）發現，荔枝和龍眼的年末面積呈緩慢減少趨勢，但龍眼總產量呈上升趨勢并于2017年達最高，為5.60萬t，荔枝總產量波動較明顯，且于2018年達到歷年最高，為18.94萬t。荔枝主產區在海口市，年平均總產量和種植面積分別為3.30萬t和0.59萬hm2；龍眼主產區在樂東，年平均總產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量變化情況

2.4 南藥產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量最高為3.79萬t/a，萬寧市平均產量位居第二位，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，全省益智總產量最高，為15.52 kt，較2018年總產量有所增加。益智年平均種植面積最大的市縣是瓊中，為0.31萬hm2，但益智年平均總產量最高的地區是五指山市，總產量為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，其中樂東貢獻最高，歷年平均產量為603.22 t。

圖7 2010—2018年海南省各市縣主要南藥總產量變化情況

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量的灰色關聯分析

灰色關聯分析是灰色系統理論中的關鍵內容之一，它指的是事物之間的不確定關聯。其采用灰色關聯度來量化系統內各評價因素的相互聯系、相互影響與相互作用，若因子參數序列構成的空間幾何曲線越接近，則關聯度越大[11]。

將蜂蜜產量與各面積的絕對差值中的最小差值0.000 4和最大差值0.572 2（表1）作為Δi(k)對應的絕對差值，代入公式中可求得關聯系數的值（表2）。

表1 蜂蜜產量與各面積的絕對差值

表2 各因素與海南省蜂蜜產量的關聯度

8個影響因素與海南省蜂蜜產量的關聯度即為關聯度系數的算術平均值（表3），關聯度大小順序依次為：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 討論與結論

我國主要蜜源植物有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]。研究發現，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，同時海南省的蜂蜜產量也增長了1.57倍。結合空間數據分析發現，海南省蜜源植物的面積分布與蜂蜜主產區分布略有差異。海南省的蜂蜜主產區集中在海南的中、北部地區，南部產量相對較小。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，研究認為，蜜源植物的面積與蜂蜜產量存在一定的關系，但不直接決定蜂蜜的產量。蜜源植物的面積越大，能為蜜蜂提供花蜜和花粉的機會越大。

灰色關聯分析的本質是因素分析。通過分析各因素在時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聯性大小[11]。根據灰色關聯度分析原理，系統中各因子的重要性可以用關聯度表示，關聯度越大，則表示該因子越重要，即與參考數列的關系越密切；反之，關聯度越小的因子與參考數列的關系越疏遠[12-13]。本研究中，海南省的蜂蜜產量與檳榔、益智、橡膠、咖啡、荔枝、椰子、龍眼和砂仁的年末面積關聯度都超過了0.8，尤其是與檳榔、益智、橡膠、咖啡的年末面積關聯度都大于0.88。占全島種植面積最大的橡膠與蜂蜜產量的關聯度只排在第3。研究再次表明，蜜源植物面積與蜂蜜產量并非呈現相關性，而是具有關聯度。結合海南蜂蜜市場供貨情況分析發現，龍眼蜜和荔枝蜜產量最多，其次是百花蜜和土蜂蜜[14]。從關聯度上看，與海南省蜂蜜產量關聯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，蜜源植物的面積對蜂蜜產量的影響還受制于蜜源情況以及共生的傳粉者數量[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量關聯度看，海南省具備開發熱帶特色蜜的蜜源條件。因此，建議海南省蜂業遵循熱帶特色作物生長規律，加大對檳榔、益智、橡膠、咖啡等蜜源植物的開花物候研究，結合各市縣自身資源優勢，合理進行蜂業資源布局，大力開發特色蜂蜜，促進地區蜂業發展[15-16]。