灰色多層次綜合評判與系統(tǒng)聚類法在烤煙品質(zhì)區(qū)劃中的應(yīng)用研究

　　摘 要：應(yīng)用灰色多層次綜合評判和系統(tǒng)聚類法，對2011年重慶市17個(gè)產(chǎn)煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)的煙葉品質(zhì)及品質(zhì)區(qū)劃進(jìn)行了分析，根據(jù)煙葉外觀質(zhì)量、物理特性、化學(xué)成分及感官質(zhì)量評價(jià)的結(jié)果，得到了17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煙葉綜合質(zhì)量評價(jià)結(jié)果及優(yōu)劣順序。聚類分析結(jié)果表明：當(dāng)?shù)乜蓜澐譃?級品質(zhì)區(qū)域，其中1級品質(zhì)區(qū)域煙葉綜合質(zhì)量得分最高，2級次之，3級最低，各級品質(zhì)區(qū)域間煙葉各項(xiàng)得分通過檢驗(yàn)絕大多數(shù)達(dá)到了顯著或極顯著差異，實(shí)現(xiàn)了區(qū)分不同地域煙葉的目標(biāo)，該方法在煙葉品質(zhì)評價(jià)及品質(zhì)區(qū)劃中的應(yīng)用具有合理性。
　　關(guān)鍵詞：灰色多層次綜合評判；煙葉；系統(tǒng)聚類；品質(zhì)；區(qū)劃
　　中圖分類號：S572 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A 文章編號：1006-060X（2014）07-0077-04
　　品質(zhì)區(qū)劃是煙葉發(fā)展的基礎(chǔ)，它有利于合理開發(fā)利用生態(tài)資源，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)揮特色優(yōu)勢，提升質(zhì)量水平。以往對品質(zhì)區(qū)劃的研究，多集中于小麥、大豆、棉花等農(nóng)作物[1-5]，目前烤煙區(qū)劃研究大多是基于生態(tài)條件評價(jià)的種植區(qū)劃[6-8]�？緹熎焚|(zhì)區(qū)劃是在科學(xué)評價(jià)煙葉品質(zhì)的基礎(chǔ)上，依據(jù)煙葉的品質(zhì)優(yōu)劣進(jìn)行歸類的過程�；疑�多層次綜合評判方法已在工農(nóng)商領(lǐng)域評價(jià)工作中得到了很好的應(yīng)用[9-11]，但運(yùn)用該方法對煙葉品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行聚類分析以確定烤煙品質(zhì)區(qū)劃的研究較少。
　　1 材料與方法
　　1.1 供試材料
　　2011年采集重慶市煙區(qū)17個(gè)產(chǎn)煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)具有代表性的烤后煙葉樣品51份，每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均為3份樣品，等級為煙草中上等煙葉中橘三：C3F（C代表中部煙葉；3代表等級；F代表橘黃色）。樣品經(jīng)專職人員按照《烤煙》（GB2635-92）分級。
　　1.2 測定項(xiàng)目及方法
　　1.2.1 外觀質(zhì)量 以我國現(xiàn)行的42級國標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，對煙葉的顏色或色度、成熟度、油分、身份、結(jié)構(gòu)等指標(biāo)進(jìn)行感官評價(jià)。
　　1.2.2 物理特性 包括厚度、填充值、葉面密度、拉力、含梗率、平衡水分[12]。
　　1.2.3 化學(xué)成分 參見《煙草化學(xué)》[13]，測定項(xiàng)目包括水溶性總糖、還原糖、總氮、煙堿、鉀、氯的含量等。
　　1.2.4 感官質(zhì)量評定 對烤煙樣品單料煙進(jìn)行香氣質(zhì)、香氣量、雜氣、刺激性、余味、甜度等9項(xiàng)指標(biāo)的評定，方法參見《YC/T138-1998煙草及煙草制品》。
　　1.3 數(shù)據(jù)處理與分析
　　1.3.1 指標(biāo)賦值方法及權(quán)重[14-15] 外觀指標(biāo)賦值范圍為0～10，化學(xué)、物理指標(biāo)為0～100，各指標(biāo)若在適宜的范圍則評分高，高于或低于此范圍則評分稍低，依次類推。
　　1.3.2 灰色多層次綜合評價(jià)構(gòu)建方法 （1）設(shè)Cik（i=1，2…n；k=1，2…m）為所研究區(qū)域內(nèi)第i個(gè)定級單元中第k個(gè)指標(biāo)的實(shí)際狀態(tài)值，實(shí)際狀態(tài)數(shù)值以矩陣表示為C=（Cik）mxn，即第n行m列矩陣；設(shè)C*為第k個(gè)定級指標(biāo)在評價(jià)區(qū)域內(nèi)所有煙葉評價(jià)單元中的最優(yōu)值（高優(yōu)指標(biāo)取最大值，低優(yōu)指標(biāo)取最小值），所以C*={C1*，C2*，C3*，…，Cm*}為該區(qū)域內(nèi)最優(yōu)指標(biāo)集。
　�。�2）將最優(yōu)指標(biāo)集C*作為參考數(shù)據(jù)列，將Cik={Ci1，Ci2，Ci3，…，Cm}（i=1，2，…，n）作為被比較數(shù)據(jù)列，用下列公式：
　�。�1），
　　將實(shí)際狀態(tài)數(shù)值即矩陣C轉(zhuǎn)化為取消量綱后的評判矩陣E，其中ρ為常數(shù)，一般取ρ=0.5。
　�。�3）設(shè)W=（w1，w2，w3，…，wm）為m個(gè)定級指標(biāo)的權(quán)重分配矩陣，其中wk（K=1，2，…，m），則綜合評判矩陣模型為R=W×ET=（R1，R2，…，Rn），其中Rn為關(guān)聯(lián)度， ，ET為E的轉(zhuǎn)置矩陣，模型中R=（R1，R2，…，Rn）為n個(gè)煙葉評價(jià)區(qū)域的結(jié)果矩陣，若關(guān)聯(lián)度Ri最大，則說明第i個(gè)煙葉評價(jià)區(qū)域優(yōu)于其他評價(jià)區(qū)域。
　　1.3.3 聚類分析采用系統(tǒng)聚類《DPS教程》 煙葉品質(zhì)區(qū)域的劃分是先將每一類別中綜合指標(biāo)值最大的煙葉指標(biāo)找出，然后對這些評價(jià)指標(biāo)值按綜合指標(biāo)值從大到小的順序排列。由于綜合指標(biāo)值的大小與煙葉品質(zhì)的高低同方向，所以將綜合指標(biāo)值最大的區(qū)域所在的類別歸為一級品質(zhì)區(qū)域，其次的歸為二級品質(zhì)區(qū)域，依此類推，從而實(shí)現(xiàn)煙葉品質(zhì)區(qū)域的劃分。
　　2 結(jié)果與分析
　　2.1 不同區(qū)域煙葉質(zhì)量綜合評價(jià)
　　2.1.1 外觀質(zhì)量評價(jià) 第一層綜合評價(jià)為煙葉外觀質(zhì)量的擇優(yōu)評判。將重慶市17個(gè)產(chǎn)煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別命名為S1、S2…S17，并對煙葉外觀質(zhì)量指標(biāo)賦值賦予權(quán)重，結(jié)果如表1所示。
　　將表1的實(shí)際狀態(tài)數(shù)值以矩陣表示為C1，由表1確定最優(yōu)指標(biāo)集C1*=（9.86，9.32，9.01，9.66，9.14，8.99）；將最優(yōu)指標(biāo)集C1*作為參考數(shù)據(jù)列，Cik={Ci1，Ci2，…，Ci6}（i=1，2，…，6）作為被比較數(shù)據(jù)列，用（1）式將矩陣C1轉(zhuǎn)化為取消量綱后的評判矩陣E1：評價(jià)煙葉外觀質(zhì)量的6個(gè)指標(biāo)權(quán)重W=（0.15，0.20，0.20，0.20，0.10，0.15），則煙葉外觀質(zhì)量綜合評價(jià)矩陣R1=W1×ET=（0.745 9，0.615 8，0.627 6，0.734 5，0.729 5，0.828 7，0.667 0，0.786 4，0.814 4，0.774 6，0.748 6，0.752 6，0.619 9，0.678 2，0.725 5，0.655 7，0.700 5）。則煙葉外觀質(zhì)量綜合評價(jià)結(jié)果為：S6>S9>S8>S10>S12>S11>S1>S4>S5>S15>S17>S14>S7>S16 >S3>S13>S2。
　　2.1.2 物理特性評價(jià) 對煙葉物理特性質(zhì)量指標(biāo)賦值和賦予權(quán)重，結(jié)果如表2所示。
　　同煙葉外觀質(zhì)量評價(jià)的方法，可得煙葉物理特性指標(biāo)評價(jià)矩陣E2，進(jìn)一步得到煙葉物理特性綜合評價(jià)矩陣：R2=W2×ET=（0.679 9，0.563 6，0.599 2，0.666 1，0.594 2，0.851 7，0.598 5，0.796 7，0.915 6，0.800 4，0.707 4，0.743 8，0.588 3，0.732 8，0.614 1，0.678 4，0.652 1）。則煙葉物理特性綜合評價(jià)結(jié)果為：S9>S6>S10>S8>S12>S14>S11>S1>S16>S4>S17>S15>S3>S7>S5>S13>S2。

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