全 文 ：2016 年第 32 卷第 4 期 53
林 业 与 环 境 科 学
Forestry and Environmental Science
百日青容器苗分级研究*
邱　琼　　钟　萍　　罗　娅　　刘际梅
杨德军　　张快富
（云南省林业科学院热带林业研究所，云南 普文 666102 ）
摘要 采用主成分分析和逐步聚类分析法，对 6月生百日青（Podocarpus neriifolius）容器苗的苗木分
级标准进行分析。结果表明，苗高和地径的累积贡献率为 84.473%，是评价苗木质量分级的主导因子，利
用苗高和地径 2个质量指标，获得苗木 3级分级标准，即Ⅰ级苗：苗高≥ 24.7 cm，地径≥ 0.31 cm；Ⅱ级
苗：24.7 cm＞苗高≥ 17.9 cm，0.31 cm>地径≥ 0.27 cm；Ⅲ级苗：苗高 <17.9 cm，地径 <0.27 cm。
关键词 百日青；容器苗；苗木分级；主成分分析；逐步聚类分析
中图分类号：S792.99　　文献标识码：A　　文章编号：2096-2053（2016）04-0053-04
Study on Container Seedling Grading of Podocarpus neriifolius
QIU Qiong　　ZHONG Ping　　LUO Ya　　LIU Jimei
YANG Dejun　　ZHANG Kuaifu
（Institute of Tropical Forestry, Yunnan Academy of Forestry, Puwen , Yunnan 666102, China）
Abstract This paper studied the standard of seedling grading of six-month-old container seedling of
Podocarpus neriifolius through the methods of principal component analysis and stepwise cluster analysis. The
results showed that cumulative contribution rate of seedling height and ground diameter was as high as 84.473%,
which was the leading factor of the evaluation of seedling quality grading. Based on the two quality indices of
seedling height and ground diameter, the container seedlings were divided into three grades: Grade Ⅰ (seedling
height ≥ 24.7 cm; ground diameter ≥ 0.31 cm), Grade Ⅱ (24.7 cm ＞ seedling height ≥ 17.9 cm; 0.31 cm>
ground diameter ≥ 0.27 cm), GradeⅢ (seedling height <17.9 cm; ground diameter <0.27 cm).
Keywords Podocarpus neriifolius; container seedling; seedling grading; principal component analysis;
stepwise cluster analysis
* 基金项目：云南省技术创新人才培养项目（2011CI069）。
第一作者：邱琼（1978— ），女，工程师，主要从事热区珍贵树种培育方面的研究，E-mail：1162737741@qq.com。
通信作者：杨德军（1975— ），男，高级工程师（教授级），主要从事热区珍贵用材人工林培育技术的研究及推广，E-mail：
823431257@qq.com。
百日青（Podocarpus neriifolius）为罗汉松科
（Podocarpaceae）罗汉松属常绿乔木树种，属于国
家重点保护植物 [1-2]，主要分布在云南的景洪、勐
海、麻栗坡等县，常见于海拔 540~1 300 m 地带
的阔叶林中 [3]。其材质优良，木材坚韧，可作乐
器、雕刻、建筑及家具用材 [4-5]；树冠优美，四季
常青，枝繁叶茂，叶色翠绿，幼叶鲜红，适于庭
园种植，常用作绿篱或行道树，是较为珍贵的庭
园绿化、生态风景林以及珍贵用材林建设的优良
树种。近几年，西双版纳州大力发展珍贵用材林，
百日青苗木得到了大量的繁育与应用，而苗木质
量的好坏直接影响造林的成效，因此苗木的分级
林 业 与 环 境 科 学　2016 年第 32 卷第 4 期54
是培育人工林的基础。国内学者对许多不同用途
的造林树种进行了苗木分级研究 [6-9]，但对百日青
苗木质量分级研究尚未见相关的报道。本文通过
主成分分析和聚类分析，在众多的苗木质量指标
因素中，找出能够真正反映容器苗质量的关键指
标，进行较为系统的苗木分级研究，旨在为培育
良种壮苗，营建高效、优质的百日青人工林提供
基础资料。
1　材料与方法
1.1　试验地概况
试验地位于西双版纳普文试验林场中心苗圃，
101°04′ ~101°06′ E，22°24′ ~22°26′ N，属热带北缘
季风气候类型，一年之中受湿润的西南季风和干
暖的西风南支急流交替控制，年平均气温 20.1 ℃，
≥ 10 ℃积温 7 459 ℃，最热月均温 23.9 ℃，最冷
月均温 13.9 ℃，极端最高气温 38.3 ℃，极端最低
温 -0.7 ℃。年降水量 1 655.3 mm，年平均相对湿
度 83%。土壤为赤红壤，呈酸性，pH 值 4.3~6.3，
有机质含量低，缺氮，尤其少磷，而钾较丰富。
1.2　试验材料
百日青种子于 2014 年 12 月 21 日采自西双版
纳普文热带树木园内，种子千粒重为 568.56 g，于
12 月 22 日进行苗床播种催芽，2015 年 2 月 17 日
小苗移栽到容器内培育，育苗容器采用 10 cm×14
cm，基质以森林土拌 1% 的复合肥。苗期管理与
常规育苗相同。8 月 24 日随机抽取 100 株容器苗，
分别调查地径、苗高、地上部分鲜质量、地下部
分鲜质量、全株鲜质量、根系长、高径比（苗高
与地径的比值）、地上部分干质量、地下部分干质
量、全株干质量等指标。
1.3　苗木分级方法
1.3.1　分级指标确定 运用 SPSS 16.0 软件，采用
主成分分析方法，从所测量的 10 个生长指标中选
出百日青苗木苗木质量分级的主要指标。
1.3.2　数据值标准化、初始分级和最终分级 为
使所选出的质量分级指标的数据值能在同一水平
上进行计算和分析比较，需对数据值进行标准化
换算。标准化公式：
(min)(max)
(min)
ii
iij
ij XX
XX
Z
−
−
= ·····························（1）
式（1）中：Zij 为标准化值；i 为苗高或地
径；j 为所观测的样苗号 (1，2，3， …，100)；Xij
为第 j 样苗号苗高或地径值，Xi(max)、Xi(min) 为所观
测的总体样本中的苗高或地径的最大值、最小值。
用 6 月龄百日青的苗高 (H 标 ) 和地径 (D 标 ) 的
标准化值之和在一维坐标上由大到小对其样苗进
行排序，在分群距离较明显的地方将样株初步划
分为 3 级，即完成苗木的初始分级。根据初始分
级的结果，对其进行修订，修订公式：
( ) ( )iijiiji DDHHd ḷḷḷḷ −+−= ··········（2）
式（2）中：di 为样株与 i 级凝聚中心的距离，
H 标 i 和 D 标 i 分别表示 i 级凝聚中心的苗高、地径
标准化值，H 标 ij 和 D 标 ij 分别为 i 级内 j 号样株的
苗高、地径标准化值，i 为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。每次修改
后，如有变化，需按新的分级重新计算凝聚中心
和距离。如此反复进行，直到完全没有变化，分
级即结束。
按照最终聚类获得的分级结果，各级苗聚集
在以该级最终凝聚中心为圆点、d 为半径的圆内。
计算公式：
22
标标 DH SKd += ···························（3）
式（3）中：K = 1， 、 分别是各级苗
高和地径的标准化值的标准差。
2　结果与分析
2.1　百日青苗木分级指标的确定
在调查苗木质量时，测量的指标越多，反映
的信息越完整，由于各质量指标间相关极为密切，
获取的多个指标，其信息往往是重叠的，有必要
对苗木质量指标的共性进行研究 [12-13]。在制定苗
木分级标准时，既要考虑到所选的指标既能反映
苗木的质量，又能在生产实践中具有可操作性。6
月生百日青容器苗 10 项生长质量指标主成分分析
结果见表 1。从表 1 可以明显看出，苗高的贡献率
最大，为 73.715%，其次是地径，为 10.758%，两
个指标的累积贡献率达 84.473%。因此选择苗高和
地径生长指标作为百日青容器苗木分级的指标。
2.2　百日青苗木分级结果
通过百日青容器苗初始分级得到百日青Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ级的最终凝聚中心分别为 : XⅠ (0.76，0.80 )、
X Ⅱ ( 0.54，0.46)、X Ⅲ (0.26，0.18)。通过公式（3）
计算得出Ⅰ、Ⅱ级苗的最终聚类半径，d Ⅰ = 0.21，
55邱　琼等：百日青容器苗分级研究
d Ⅱ = 0.19，在方格纸上绘出，由于过大的苗木在
Ⅰ级苗的上方，过小的苗木则在Ⅱ级苗的下方，
从方格中可读出Ⅰ、Ⅱ级苗木分级的苗高标准化
值下限分别为 0.62 和 0.40，地径标准化值下限分
别为 0. 65 和 0.34（见图 1），将这些值代回公式
（1） 即得出百日青容器苗的分级下限值为：Ⅰ级 :
H ≥ 24.7 cm，D ≥ 0.31 cm; Ⅱ级 : 17.9 cm ≤ H
＜ 24.7 cm，0.27 cm ≤ D ＜ 0.31 cm。
地
径
/c
m
树高 /cm
图 1　6个月生百日青苗木临界值确定
100 株样苗的最终分级结果见表 2。凡苗高和
地径均达到表 2 的标准，即为百日青容器合格苗，
其中一项不达标者，则降低一级。
3　结论
3.1　通过对百日青容器苗的地径、苗高、全株鲜
质量、地上部分鲜质量、地下部分鲜质量、全株
干质量、地上干质量、地下干质量、根系长、高
径比等 10 项生长质量指标进行主成分分析，结果
表明苗高和地径的累积贡献率高达 84.473%，是评
价苗木质量的主导因子，而且在生产实际中易于
测量，是百日青苗木分级的理想指标。
3.2　以苗高和地径作为主要的分级指标，采用
逐步聚类分析的方法，将 6 个月生百日青苗木分
为 3 级，即Ⅰ级苗：苗高≥ 24.7 cm，地径≥ 0.31
cm； Ⅱ 级 苗：24.7 cm ＞ 苗 高 ≥ 17.9 cm，0.31
cm> 地径≥ 0.27 cm；Ⅲ级苗：苗高 <17.9 cm，地
径 <0.27 cm。Ⅰ、Ⅱ级苗为合格苗，达到出圃的
要求，可以上山造林；Ⅲ级苗为不合格苗，应留
在苗圃进一步培育，直到达标。
3.3　在生产上培育苗木进行出圃时，除了采用苗
高和地径形态指标进行苗木分级外，通常还用肉
眼进行挑选，主要看苗木是否具备顶芽饱满、苗
木通直、木质化程度高、色泽正常、枝叶繁茂、
无病虫害、主根不穿透容器等综合表型指标 [14-18]，
由于各地的立地条件不同，苗木质量存在差异，
可根据当地的具体情况确定苗木分级标准，本研
究作为 6 月生百日青容器苗的分级标准，仅供各
表 1　6个月生百日青容器苗主成分的特征根与方差贡献率
因子 特征值 可解释的方差百分比 /% 累积方差贡献率 /%
苗高
地径
全株鲜质量
地上鲜质量
地下鲜质量
全株干质量
地上干质量
地下干质量
根系长
高径比
7.371
1.076
0.733
0.581
0.149
0.063
0.023
0.003
0.002
0.000
73.715
10.758
7.329
5.807
1.487
0.633
0.226
0.027
0.018
0.000
73.715
84.473
91.802
97.609
99.096
99.729
99.955
99.982
100
100
表 2　百日青苗木分级结果
苗木分级 苗高 /cm 地径 /cm 株数 占总株数百分比 /%
Ⅰ级苗
Ⅱ级苗
Ⅲ级苗
H ≥ 24.7
17.9 ≤ H ＜ 24.7
H ＜ 17.9
D ≥ 0.31
0.27 ≤ D ＜ 0.31
D ＜ 0.27
42
40
18
42
40
18
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地在进行百日青的育苗、造林时作为参考。
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