全 文 ：2012 年 3 月第 29 卷第 2 期
March 2012，Vol． 29，No． 2
收稿日期:2011 － 09 － 13
作者简介:潘超美 (1956 －) ，女，教授，博士研究生导师
基金项目:广东省科技厅社会发展项目 (编号:2008B080701030) ;国家科技部“十五”科技项目 (编号:2004B721A28)
药用植物土沉香种苗分级标准的研究
潘超美1， 黄崇才1， 郑芳昊1， 唐晓敏2， 刘欣1
(1． 广州中医药大学中药学院，广东广州，510006;
2． 广东药学院中药学院，广东广州，510006)
摘要:【目的】探讨土沉香种苗的分级标准。【方法】采用逐步聚类分析方法，以苗高和地径为苗木分级的质量指标，采用
欧氏距离法对初始分级结果进行修正。【结果】结合苗木生产实际，提出以苗高、地径作为土沉香种苗的分级指标。制定
出土沉香种苗的分级标准为:Ⅰ级苗:苗高≥35. 59 cm，地径≥0. 56 cm;Ⅱ级苗:21. 42 cm≤苗高 ＜ 35. 59 cm，0. 45 cm≤地
径 ＜ 0. 56 cm;Ⅲ级苗:苗高﹤ 21. 42 cm，地径﹤ 0. 45 cm。【结论】本研究结果可为土沉香药材 (国产沉香)专业化、规
模化和规范化生产和开发利用提供一定的参考依据。
关键词:土沉香 /生长和发育;种苗;分级标准;聚类分析
中图分类号:R282. 2 文献标志码:A 文章编号:1007 － 3213 (2012)02 － 0180 － 05
著名的南药沉香来源于瑞香科沉香属植物土沉
香 Aquilaria sinensis(Lour．)Spreng．带香脂的心材，
具有行气止痛，温中止呕，纳气平喘的功效，常用
于治疗胸腹胀闷疼痛，胃寒呕吐呃逆，肾虚气逆喘
急［1］。土沉香又称白木香，是国产沉香的主要来
源，也是我国特有的珍稀、濒危二级保护植物［2］。
土沉香在华南地区自然分布广，蕴藏量少，种群优
势不突出。由于其较高的药用价值，土沉香资源的
合理保护与开发利用越来越引起人们的重视。近年
来，在土沉香资源分布区域内，已多处建立土沉香
人工种植基地，土沉香种苗需求量逐年增加。但各
地土沉香的种源大多种子来源不清，种苗质量差异
较大，导致在土沉香种植生产上出现出苗率低，种
苗良莠不齐的现象。本研究根据大量调查数据，对
土沉香苗木质量的表现因子进行研究，提出土沉香
种苗出圃分级的参考标准，旨在为珍稀濒危药用植
物资源土沉香的规范化、产业化、规模化生产奠定
基础，现报道如下。
1 研究区自然概况
选择广东省茂名市电白县中部沙朗镇土沉香种
苗生产基地为试验区，该区位于广东省西南部，东
经 110°54＇～ 111°29＇，北纬 21°22＇～ 21°59＇。以亚热
带季风气候为主，年平均气温 23℃，年无霜期
362. 2 d。夏季高温多雨，秋季热带风暴及台风暴
雨频繁，雨量充沛，干湿明显。年均降水量为
1 942. 3 mm，是全国光、热、水资源最为丰富的地
区之一。
2 材料与方法
在电白县沙朗镇土沉香种苗生产基地试验区
内，选择 1 年生移植苗的苗圃地设置 10 个样方。
样方面积为 1. 0 m ×10 m，样方数量根据样方总面
积与苗圃地面积按 1∶ 100 的比例设置。从每一个样
方上，随机抽取 10 株样本苗，共 100 号样本，测
量其苗高 (h)、地径 (d)、冠幅 (C)、叶片数
(L)和主根长 (R)作为质量分级指标提取因子
的计算。采用主成分分析法对测定的地径、苗高、
冠幅、叶片数以及主根长确定该苗木质量分级的指
标，将所有样方的原始数据采用极差法标准化后，
用分层抽样方法提取分级指标数据，最后采用逐步
聚类分析方法进行苗木等级的划分［3 － 4］。
3 结果与分析
3. 1 土沉香种苗分级指标的确定
在苗木分级标准制定过程中，通常尽可能地测
定多个指标信息，以求得苗木质量的完整信息。由
于苗木各质量指标间相关极为密切，各指标信息的
表达往往是交叉重叠的，因此，实际生产操作中，
081
广州中医药大学学报
Journal of Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine
DOI:10.13359/j.cnki.gzxbtcm.2012.02.001
第 2 期
苗木出圃时很难对每株苗木的多个指标都进行测
定，特别是与根系有关的指标及生理生化指标。所
以，在制定苗木分级标准时，要选择能反映苗木质
量，便于测量，且生产上简单易用的直观因子作为
苗木的质量分级指标。为确定影响土沉香苗木质量
的主导因子，本研究采用主成分分析方法对地径、
苗高、冠幅、叶片数和主根长 5 个指标进行了相关
分析，结果见表 1。
表 1 土沉香 1 年生播种苗木各指标间的相关矩阵
Table 1 Correlation matrix between the indexes of annual Aquilaria sinensis seedling
指标 h d C L R
苗高 1
地径 0. 917359 1
冠幅 0. 757718 0. 810236
叶片数 0. 703364 0. 670678 0. 713569
主根长 0. 109746 0. 071770 0. 093430 0. 162079 1
表 1 相关矩阵显示:地径、苗高是影响全苗质
量的主导因子，并与其他各项指标的相关性都很
强，1 年生移植土沉香种苗的苗高和地径 2 个主成
分的累计方差贡献率分别达到 91. 74%和 81. 02%，
可以很好地对土沉香苗木质量进行表达。选择苗高
和地径作为苗木分级指标较直观，有利于土沉香种
苗生产的实际操作。
3. 2 土沉香种苗分级标准的计算
苗木分级是利用质量指标来划分苗木个体的相
似程度。苗木个体间的相似程度在统计学上是以它
们之间的距离来确定的，即距离越小则其相似程度
越大。本研究采用欧氏距离公式来确定土沉香不同
级别苗木间的差距。
欧式距离公式:① dij = ∑
n
K = 1
(X ik － X jk槡 ) ;本
研究采用苗高 (h)和地径 (d)为 2 个分级指标，
n = 2，故①为:② dij = hi － h( )j + di － d( )槡 j ，通
过逐步聚类法计算。
3. 2. 1 数据标准化
为使计算分析在同一水平上进行，对所有原始
观测数据进行标准化，标准化公式:③ Z ij =
X ij － X i(min)
X i(max)－ X i(min)
，式中:Z ij为标准化值，i 为苗高或
地径，j为所观测的苗木样品 (1，2，3，………，
100) ，X i(max)、X i(min)为所观测的总体样本中苗高或
地径的最大值、最小值。利用③式计算求得苗高及
地径的标准化值 (见表 2)。
表 2 土沉香苗木样株的苗高及地径标准化值
Table 2 Standardized values of seedling height and ground diameter of Aquilaria sinensis seedling samples
苗号 h d 苗号 h d 苗号 h d 苗号 h d
1 0. 05 0. 06 26 0. 42 0. 68 51 0. 15 0. 11 76 0. 69 0. 73
2 0. 00 0. 02 27 0. 38 0. 58 52 0. 12 0. 12 77 0. 72 0. 72
3 0. 02 0. 08 28 0. 27 0. 48 53 0. 15 0. 13 78 0. 72 0. 70
4 0. 31 0. 22 29 0. 26 0. 47 54 0. 17 0. 12 79 0. 71 0. 69
5 0. 35 0. 22 30 0. 30 0. 49 55 0. 04 0. 00 80 0. 74 0. 73
6 0. 33 0. 17 31 0. 34 0. 50 56 0. 11 0. 02 81 0. 62 0. 61
7 0. 37 0. 22 32 0. 35 0. 55 57 0. 15 0. 11 82 0. 66 0. 63
8 0. 38 0. 22 33 0. 33 0. 50 58 0. 23 0. 44 83 0. 72 0. 69
9 0. 42 0. 27 34 0. 37 0. 51 59 0. 30 0. 47 84 0. 79 0. 74
10 0. 28 0. 19 35 0. 41 0. 70 60 0. 34 0. 59 85 0. 75 0. 73
11 0. 36 0. 70 36 0. 20 0. 42 61 0. 48 0. 61 86 0. 65 0. 61
12 0. 36 0. 70 37 0. 22 0. 30 62 0. 66 0. 70 87 0. 65 0. 61
13 0. 42 0. 54 38 0. 24 0. 43 63 0. 69 0. 70 88 0. 67 0. 63
14 0. 39 0. 54 39 0. 02 0. 00 64 0. 72 0. 72 89 0. 72 0. 69
15 0. 45 0. 61 40 0. 05 0. 00 65 0. 72 0. 72 90 0. 61 0. 55
181潘超美，等． 药用植物土沉香种苗分级标准的研究
2012 年第 29 卷
(续表 2)
苗号 h d 苗号 h d 苗号 h d 苗号 h d
16 0. 46 0. 61 41 0. 00 0. 00 66 0. 93 0. 97 91 0. 58 0. 57
17 0. 21 0. 12 42 0. 02 0. 00 67 1. 00 1. 00 92 0. 61 0. 56
18 0. 20 0. 10 43 0. 07 0. 00 68 0. 99 1. 00 93 0. 45 0. 49
19 0. 20 0. 11 44 0. 05 0. 00 69 0. 97 0. 97 94 0. 47 0. 49
20 0. 23 0. 22 45 0. 05 0. 00 70 0. 96 0. 95 95 0. 67 0. 70
21 0. 26 0. 46 46 0. 10 0. 00 71 0. 95 0. 95 96 0. 71 0. 70
22 0. 29 0. 49 47 0. 02 0. 00 72 0. 87 0. 85 97 0. 73 0. 73
23 0. 29 0. 51 48 0. 05 0. 00 73 0. 74 0. 73 98 0. 88 0. 94
24 0. 34 0. 51 49 0. 06 0. 02 74 0. 77 0. 74 99 0. 81 0. 75
25 0. 46 0. 83 50 0. 10 0. 06 75 0. 79 0. 74 100 0. 74 0. 74
3. 2. 2 初始分级 利用公式:④∑标 = h标 + d标，
即∑标为苗高和地径标准化值的和。样苗可按∑标
由大到小排列 (见图 1) ，在小群距离较明显地方，
将苗分为 3 级，完成苗木初始分级 (见表 3)。
图 1 土沉香样品苗坐标排序图
Figure 1 Coordinate scheduling of Aquilaria sinensis seedling
表 3 初始分级结果
Table 3 The initial grading results of Aquilaria sinensis seedling
Ⅰ级苗号 Ⅱ级苗号 Ⅲ级苗号
67、68、69、66、70、 27、13、94、93、60、 6、10、20、17、19、
71、98、72、99、75、 14、32、34、24、31、 18、54、53、57、51、
84、74、100、85、80、 33、23、30、59、22、 52、50、56、1、3、
73、97、65、64、77、 28、29、21、9、38、 46、43、49、40、48、
78、76、96、89、83、 58、36、8、7、5、 44、45、55、39、2、
79、63、95、62、88、 4、37 42、47、41
82、25、87、86、81、
92、90、91、35、26、
61、12、11、16、15
281 广州中医药大学学报
第 2 期
3. 3 修改分级
由于初始分级是人为评定的，免不了有一定误
差，因此，利用最短距离法进一步分级，使分级标
准更趋合理。原理是按照初始分级结果，分别计算
各级苗高、地径标准化值的平均数，以此平均数作
为该级的凝聚中心，计算各样苗与相邻凝聚中心的距
离 d，苗距离最近的凝聚中心，即划归为相应级别［5］。
每次修改后，如有变化，按新的分级结果重新计算。
反复进行，直到完全没有变化时，分级即可结束。
第 1 次修改后Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级的凝聚中心分别为
X1Ⅰ (0. 70， 0. 73 ) ，X
1
Ⅱ (0. 33， 0. 44 ) ，X
1
Ⅲ
(0. 11，0. 06) ;括号内的数据为该级的苗高、地
径标准化值的平均值。从初始分级的临界线开始，
逐次计算样苗与相应 2 级凝聚中心的距离，再比较
两者大小。通过计算得到Ⅲ级苗没有变化，原分为
Ⅰ级苗中的 35、26、61、12、11、16、15 号应归
为Ⅱ级苗。
第 2 次修改后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级的凝聚中心分别
为 X2Ⅰ (0. 75，0. 74) ，X
2
Ⅱ (0. 35，0. 49) ，X
2
Ⅲ
(0. 11，0. 06) ;再次计算各级临界线处样苗与相
应 2 级凝聚中心的距离。计算得出各级苗均没有发
生变化，即第 2 次修改为最终分级结果 (见表 4)。
表 4 最终分级结果
Table 4 The final grading results of Aquilaria sinensis seedling
Ⅰ级苗号 Ⅱ级苗号 Ⅲ级苗号
67、68、69、66、70、 35、26、61、12、11、 6、10、20、17、19、
71、98、72、99、75、 16、15、27、13、94、 18、54、53、57、51、
84、74、100、85、80、 93、60、14、32、34、 52、50、56、1、3、
73、97、65、64、77、 24、31、33、23、30、 46、43、49、40、48、
78、76、96、89、83、 59、22、28、29、21、 44、45、55、39、2、
79、63、95、62、88、 9、38、58、36、8、 42、47、41
82、25、87、86、81、 7、5、4、37
92、90、91
3. 4 临界值的确定
逐步聚类分级的结果是各级种苗聚集在以该级
最终凝聚中心为圆心，距离 d为半径的圆内。过大
的苗在Ⅰ级苗的上方，过小的苗则在Ⅱ级苗的下
方［5］，因此只要求出Ⅰ、Ⅱ级苗的下限，就可准
确地确定各级别的界限。计算方法:将最终修改分
图 2 各级苗木样品临界值确定图
Figure 2 Determination of critical value for seedling grading
级的Ⅰ、Ⅱ级的凝聚中心绘在方格纸上，求出半径
d，在图上即可读出Ⅰ、Ⅱ级苗的下限值 (见图
2)。半径 d 的计算公式为:d = KS2H标 + S
2
D槡 标，式
中 K =1，S2H标、S
2
D标分别是各级苗高和地径的标准
化值的标准差。标准差公式为:S2i标 =
∑ Xi －( )X
n － 1
2
，
式中 i为苗高或地径，Xi 为苗高或地径标准化值，
X为苗高或地径标准化值的平均数，n 为苗高或地
径的个数。
经分级得到Ⅰ、Ⅱ级苗的最终凝聚中心分别是
X2Ⅰ (0. 75，0. 74)、X
2
Ⅱ (0. 35，0. 49) ，经计算
dⅠ = 0. 18，dⅡ = 0. 16，在方格纸中可读出Ⅰ、Ⅱ
级苗的分级界限分别为Ⅰ1 (0. 62，0. 62)、Ⅱ1
(0. 26，0. 36) ，即 2 级间临界处相应的苗高、地径
标准化值。将Ⅰ1、Ⅱ1 代回公式③中，得出各级苗
的下限值为:Ⅰ级:h苗≥35. 59 cm，d地≥0. 56 cm;
Ⅱ级:35. 59 cm ＞ h苗≥21. 42 cm，0. 56 cm ＞ d地≥
0. 45 cm;所有小于Ⅱ级下限的样品则为Ⅲ级苗:
h苗 ＜ 21. 42 cm，d地 ＜ 0. 45 cm。
4 讨论
优质的种苗是实现中药材规范化生产的物质基
381潘超美，等． 药用植物土沉香种苗分级标准的研究
2012 年第 29 卷
础和源头，也是确保土沉香资源可持续发展和产业
化的前提。中药材种子、种苗的生产贯穿于中药材
生产的全过程，是中药材产量和品质形成的重要前
提和基础。实行中药材种苗标准化有利于中药材种
子的优化筛选，为中药材生产提供高质量的种子种
苗，从而提高中药材的产量和质量。为此，土沉香
种苗出圃时应进行质量分级，提出土沉香的苗木质
量参数标准，使土沉香中药材的生产更加规范化。
以往苗木分级研究中，大多选用随机抽样的方
法取得分级数据，这种方法存在一定的弊端，选取
样本时主观性较强，所取样本不能代表苗木的实际
情况。聚类分析法所依据的基本原则是直接比较样
品属性中各样品反映出来的性质，将性质相近的属
性 (性状、变量)分在同一类，而将差别较大的
分在不同的类，以此作为区分样品性质的聚类标
志。目前，我国对中药材苗木质量的分级还没有一
个明确的界定标准，相关的研究报道较少。方碧
江［6］、蒋水元等［7］分别对降香黄檀和两面针药材
的苗木分级标准进行了研究，主要是借鉴了林业苗
木分级标准方法进行划分。本研究采用同样的方法
对土沉香药苗进行质量分级的确定是可行的，调
查、计算与分析的结果显示:苗高和地径是反映土
沉香苗木质量最直观的指标。利用苗高和地径指标
对土沉香苗龄为 1 年的苗木进行聚类分级，该苗龄
下所获的最终分级标准为:Ⅰ级苗:h苗≥35. 59
cm，d地 ≥ 0. 56 cm;Ⅱ级苗:21. 42 cm≤ h苗 ＜
35. 59 cm，0. 45 cm≤d地 ＜ 0. 56 cm;Ⅲ级苗:h苗
＜21. 42 cm，d地 ＜ 0. 45 cm。Ⅰ、Ⅱ级苗为合格苗，
达到出圃的要求;Ⅲ级苗为不合格苗，应进一步移
植培育，直到达标。除此以外，合格土沉香苗木还
应考虑苗木长势、色泽、地径的粗细、木质化程
度、苗木的质量、有无感染病虫害和机械损伤等综
合因素，才能保证药苗的质量。以上分级标准可作
为广东土沉香中药材种苗生产 GAP 的组成部分，
并可为制定通用标准时提供参考。
参考文献:
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［M］． 北京:化学工业出版社，2010:172．
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物名录 (第 1 批) ［S］． 1999．
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［J］． 西部林业科学，2004，33 (1) :32．
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2009，34 (4) :30．
［7］蒋水元，李虹，黄夕洋，等． 两面针苗木分级标准的研究
［J］． 福建林业科技，2010，37 (4) :87．
Study on Grading Standard of Aquilaria sinensis Seedlings
PAN Chaomei1， HUANG Chongcai1， ZHENG Fanghao1， TANG Xiaomin2， LIU Xin1
(1． School of Chinese Herbal Medicine，Guangzhou University of Chinese Medicine，Guangzhou 510006 Guangdong，China;
2． Dept． of Chinese Herbal Medicine，Guangdong Pharmaceutical College，Guangzhou 510006 Guangdong，China)
Abstract:Objective To explore the grading standard of Aquilaria sinensis (Lour．) Spreng． seedlings．
Methods By using the methods of gradual clustering analysis，seedling height and ground diameter were used as
the quality indexes of seedling classification． And then the initial grading results were corrected by Euclidean
distance method． Results With reference to production practice，the seedling height and ground diameter were
proposed as the quality index for Aquilaria sinensis grading of seedlings． The established grading standard was:
Grade I seedlings with height over 35. 59 cm and ground diameter over 0. 56 cm，Grade Ⅱ seedlings with the
height of 21. 42 － 35. 59 cm and ground diameter of 0. 45 － 0. 56 cm，Grade Ⅲ seedlings with height less than
21. 42 cm and ground diameter less than 0. 45 cm． Conclusion The established grading standard of Aquilaria
sinensis seedlings can provide references for the specialization，standardization，mass-production，and exploitation
and utilization of domestic medicinal material of Aquilaria sinensis．
Key words:AQUILARIA SINENSIS (LOUR．) SPRENG． /growth ＆ development;SEEDLING;GRADING
STANDARD;CLUSTER ANALYSIS
481 广州中医药大学学报