1.5年生钟萼木苗木分级标准研究

梁海滨

(大田县石牌林业工作站，福建 三明 366100)

钟萼木(Bretschneiderasinensis)是伯乐树科(Bretschneideraceae)伯乐树属(Bretschneidera)的唯一种，零星分布于亚热带低山至中山地带，被列为国家一级重点保护植物，是中国特有的、古老的单种科和残遗种[1，2]。该种冠大荫浓，树干通直，材质优良；花于初夏盛开时满树粉红如霞，格外引人注目；果实成熟时暗红色果实挂满枝头，形如小仙桃，在绿叶的衬托下，十分耀眼，独具特色，观赏价值高；主根直伸，侧根发达，为深根性树种，抗风力强，生长较快，为中低山区的一个优良的速生树种，也是优良的园林观赏和绿化造林树种。为了保护钟萼木树种，福建省三明等地区陆续建立起苗木生产基地和种植实验基地。近年来，随着多年生钟萼木苗木市场需求增大，亟需制定相应分级标准，以对苗木进行必要的评价与分类，为苗木选择、出圃以及种植质量提供保证[1-2]，以适应多年生苗木生产要求。当前，苗木分级主要有二种方法：平均值±标准差法，将苗木按照生长平均值与标准差合理区间分类；聚类分级法，将苗木按照性质上的亲疏程度进行分类[3-9]。目前，1 a苗龄以上钟萼木苗木分级标准空白，本文以1.5 a苗龄钟萼木苗木的地径、苗高调查数据采用二种方法进行分析研究，得出合理的1.5 a苗龄钟萼木苗木分级参考标准，为规范化、规模化培育1.5 a苗龄及以上钟萼木苗木提供参考。

1 试验地概况

试验地位于大田县赤头坂国有林场三排工区，北纬25°44′40″、东经117°30′30″，海拔450～550 m，属戴云山立地亚区，立地质量Ⅰ级，暗红壤，中亚热带季风气候，年均降雨量1 040～2 435 mm，年均气温15.3～19.6 ℃，年无霜期230～311 d。近几年种植实验表明钟萼木在该地区生长良好[3，10]。

2 育苗及苗木调查

2.1 育苗

钟萼木育苗地为农田，砂壤土。种子来源于永安天宝岩自然保护区。种子经休眠催芽后，按深10 cm、间距20 cm×20 cm于2015年4月上旬点播。苗期管理按苗木常规要求进行，1.5 a生长期内无间苗措施[3，10]。

2.2 苗木调查

采用随机大样本抽样与统计。以苗木高生长优势木作为样方参考点，每样方500株。共设置6个样方，共3 000株。根据测量精度要求，采用游标卡尺测量地径，采用钢卷尺测量苗高[3，10-11]。2016年11月1日连续逐株检量每个样方内苗木的苗高(H)、地径(D)，应用 SPSS22.0软件，用平均值±标准差和逐步聚类二种方法，分析1.5 a苗龄钟萼木苗木的各分级标准。

3 结果与分析

3.1 苗木分级指标确定

根据前人的研究成果，地径和苗高是影响苗木分级的最主要指标，侧枝、主根、侧根等因子对苗木分级有一定影响。本研究考虑苗木调查指标与生产实际中的可操作性，采用地径和苗高指标进行苗木分级，质量精度能达到要求，也便于检量[3-9，12]。本文在对钟萼木苗高和地径因子进行苗木质量等级设定时，按照生产实际，均将苗木分3级，其中Ⅰ和Ⅱ级苗符合苗木生长质量要求，为合格苗，Ⅲ级苗未达正常生长质量，为不合格苗[3-9，12]。

3.2 苗木分级

3.2.1 平均值±标准差法

利用SPSS 22.0的描述性分析功能得出3 000株样苗地径、苗高的平均值和标准差，将平均值+1/2标准差作为Ⅰ级苗的下限值、平均值-1/2标准差作为Ⅱ级苗的下限值[3-4，7-8]。经计算，钟萼木地径平均值为1.65 cm，标准差0.32；苗高平均值51.39 cm，标准差11.68，由此可得理论上的钟萼木Ⅰ级苗木：地径≥1.81 cm、苗高≥57.23 cm；Ⅱ级苗木：1.49 cm≤地径<1.81 cm、45.55 cm≤苗高<57.23 cm；Ⅲ级苗木：地径<1.49 cm、苗高<45.55 cm。实践经验表明，苗木生长区间主要集中在平均值±5/2标准差区间，按一个标准差值细化生长类型区间，更能合理分类，本次划分为平均值±1/2标准差-2标准差、平均值±1/2标准差-标准差、平均值±1/2标准差、平均值±1/2标准差+标准差、平均值±1/2标准差+2标准差五个生长区间[3]，并以地径为第一标准，苗高为第二标准，合理归类Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级苗木，对小于平均值-5/2标准差的极弱小株和地径、苗高相互间差两个等级以上生长严重失调的不计等级，对大于平均值+3/2标准差的优质苗以上列入Ⅰ级苗范围[6]。统计汇总表明，采用平均值±标准差法，本次调查的1.5 a苗龄的钟萼木中，Ⅰ级苗860株，占28.7%；Ⅱ级苗722株，占24.1%；Ⅲ级苗1 155株，占38.5%，合格苗的比率为52.8%(表1)。

表1 苗木分级与差异显著性

3.2.2 逐步聚类法

本试验采用欧式距离公式逐步聚类分类。为使地径、苗高在统一分析水平[5-8]，利用SPSS 22.0软件采用极差法对地径、苗高进行标准化处理，用K-平均值聚类功能分析标准化后的地径、苗高数据，聚类3类，迭代次数、收敛性标准双重检验，有一项达到则终止迭代，形成最终分类。本次收敛性标准设置0；迭代次数尽量满足收敛性检验，本次设置25[13]。聚类结果表明，1.5 a苗龄钟萼木标准化地径、苗高：Ⅰ级最终聚类中心为(0.59、0.38)，含苗木757株，占总样本数的25.2%；Ⅱ级最终聚类中心(0.40、0.27)，含苗木1 302株，占总样本数的43.4%；Ⅲ级最终聚类中心为(0.24、0.19)，含苗木941株，占总样本数的31.4%；合格苗的比例为68.6%。各级苗木聚在以该级最终凝聚中心为圆心、该级地径标准差+苗高标准差的和的算术平方根为半径的圆内。以极坐标计算Ⅰ、Ⅱ级苗木生长标准化值生长下限，极差公式倒算Ⅰ、Ⅱ级苗木实际下限值，得出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级苗木分级标准[5-8]。经计算，Ⅰ、Ⅱ级苗木标准化值聚类半径分别为0.13、0.1，Ⅰ、Ⅱ级苗木标准化值生长下限分别为(0.48、0.31)、(0.32、0.21)，得出分级标准为Ⅰ级苗木：地径≥1.83 cm、苗高≥55.79 cm；Ⅱ级苗木：1.48 cm≤地径<1.83 cm、44.89 cm≤苗高<55.79 cm；Ⅲ级苗木：地径<1.48 cm、苗高<44.89 cm(表1)。

3.3 二种方法苗木分级标准比较

3.3.1 苗木分布率

平均值±标准差法统计所得的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级苗木共占调查苗木总数的91.3%，有8.7%的苗木被摒弃在等级之外。逐步聚类法Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级苗木合计比例为100%。实际情况，苗木在同一生产水平下，不合格苗是总体的一部分，从样本上分析，平均值±标准差法将8.7%的样本排除符合实际，但增大了不合格苗比例，而逐步聚类综合全样本数值，全面考虑生长存在情况，更接近实验实际情况。

3.3.2 合格苗占比

平均值±标准差法中Ⅰ级苗占比较Ⅱ级高4.7%，与实际出入较大，总合格率也偏少；逐步聚类法Ⅱ级苗占比较Ⅰ级高18.2%，即Ⅱ级苗占多数，与实际基本一致，总合格率也与实际基本相符(表2)。平均值±标准差法先是第一指标地径分析，而后第二指标苗高分析，Ⅰ级苗标准地径较小，Ⅱ级苗地径分级区间较窄。逐步聚类同步考虑二项指标，分析更全面，其Ⅱ级苗地径上限比平均值±标准差法大0.02 cm，下限小0.01 cm，地径分级区间更宽。平均值±标准差法Ⅰ、Ⅱ级苗苗高标准偏高，作为第二指标的苗高，除自身等级外，还影响着Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级苗木样本量，即在地径分级基础上，苗高样本会在Ⅰ、Ⅱ级苗木间转换，苗高Ⅲ级纳入Ⅲ级苗木，部分样本地径Ⅰ、Ⅱ级也会归到Ⅲ级苗，其Ⅱ级苗高标准45.55 cm≤H<57.23 cm比逐步聚类44.89 cm≤H<55.79 cm苗高上限高1.44 cm，下限高0.66 cm。不同分析方法得到的地径、苗高区间影响分级标准的合理性，不管是用什么方法分析，合理分级区间才能对生产产生指导意义。本次试验中逐步聚类法分级区间与实际吻合较好，分级标准较合理。

3.3.3 分级区间显著性

用SPSS 22.0进行方差分析以及多重比较(表2)。苗高、地径不同等级差异极显著性(p<0.01)，表明分级区间可作为相应分析方法的不同等级标准。

表2 不同等级苗木生长相关统计值

3.3.4 苗木生长相关统计值

采用平均值±标准差法分级的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级苗木平均值(地径、苗高)分别为(1.97 cm、63.07 cm)、(1.65 cm、51.39 cm)、(1.33 cm、41.04 cm)，实际的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级苗木平均值分别为(2.04 cm、61.06 cm)、(1.63 cm、54.95 cm)、(1.47 cm、45.46 cm)，中位数分别为(2 cm、60 cm)、(1.64 cm、53 cm)、(1.44 cm、44 cm)，分级标准与实际出入较大，且在实际平均值 95% 置信区间外，表明本次的分级区间不合理。逐步聚类法Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级最终聚类中心(地径、苗高)分别为(2.07 cm、63.42 cm)、(1.65 cm、51.43 cm)、(1.30 cm、42.71 cm)，实际的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级苗木平均值分别为(2.06 cm、62.92 cm)、(1.66 cm、51.02 cm)、(1.31 cm、42.64 cm)，中位数分别为(2.01 cm、61 cm)、(1.64 cm、51 cm)、(1.34 cm、42 cm)，分级标准与实际基本一致，均在平均值 95% 置信区间内，表明聚类分析结果与苗木生产实际相吻合，分级区间与分级标准更合理。

4 结论

本次试验中，平均值±标准差法分析结果合格苗占比与实际苗木情况有较大出入。采用逐步聚类法，1.5 a苗龄钟萼木苗木Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级最终聚类中心分别为(2.07 cm、63.42 cm)、(1.65 cm、51.43 cm)、(1.30 cm、42.71 cm)，各级聚类中心与相对应等级苗木地径和苗高的平均数、中位数数值基本一致，均在平均值 95% 置信区间内，同时聚类分析结果与实际苗木生长情况相符。采用逐步聚类法获得的最终的苗木分级标准为：Ⅰ级苗木：地径≥1.83 cm、苗高≥55.79 cm；Ⅱ级苗木：1.48 cm≤地径<1.83 cm、44.89 cm≤苗高<55.79 cm；Ⅲ级苗木：地径<1.48 cm、苗高<44.89 cm。

在苗木出圃前，首先通过感官指标判断苗木合格性，再依据上述苗木分级标准进一步细化分级[9]，同时，还要根据育苗地、育苗技术等具体情况具体分析。本次逐步聚类法分级标准可为规范化、规模化培育1.5 a及以上苗龄的钟萼木苗木提供参考。