全 文 ：猴耳环苗木分级标准的研究
*
刘 欣1 潘超美1 郭 颖2 夏 静1
郑芳昊1 梁钻姬1 肖 斌1
(1． 广州中医药大学中药学院 广东广州 510006;2． 广州莱泰制药有限公司)
摘要 通过对 7 个月龄的猴耳环苗木分级标准的研究，采用随机抽样、逐步聚类分析等方法，对猴耳环
苗木分级标准进行了初步探讨，提出了以苗高和地径作为分级标准的质量指标，得出了以下分级标准。Ⅰ级
苗:苗高≥20． 07 cm，地径≥0． 48 cm;Ⅱ级苗:20． 07 cm ﹥苗高≥15． 13 cm，0． 48 cm ﹥地径≥0． 39 cm;Ⅲ
级苗:苗高﹤ 15． 13 cm，地径﹤ 0． 39 cm。
关键词 猴耳环 苗木分级 逐步聚类
中图分类号:S723． 4 文献标识码:A 文章编号:1006 － 4427(2011)05 － 0007 － 06
Studies on the Standards of Seedling Degree of Pithecellobium clypearia
Liu Xin1 Pan Chaomei1 Guo Yin2 Xia Jing1
Zheng Fanghao1 Liang Zuanji1 Xiao Bin1
(1． College of Pharmacy，Guangzhou University of TCM，Guangzhou，510006;
2． Guangzhou Lifetech Pharmaceutical Co． Ltd)
Abstract The classification standard of seven months seedlings of Pithecellobium clypearia Benth． was
studied by random sampling and the clustering gradually analysis． Height and diameter were proposed as the quality
indices for grading． The results showed that height ≥20． 07 cm and diameter ≥0． 48 cm as Grade Ⅰ;20． 07 cm ＞
height≥15． 13 cm and 0． 48 cm ＞ diameter ≥0． 39 cm as Grade Ⅱ;height ＜ 15． 13 cm and diameter ＜ 0． 39 cm
as Grade Ⅲ．
Key words Pithecellobium clypearia Benth．，seedling grading，gradual cluster analysis
中药材猴耳环来源于豆科含羞草亚科围涎树属植物猴耳环(Pithecellobium clypearia)的干燥幼枝及
叶［1］，猴耳环又叫围涎树、洗头木、鸡心树等，为多年生乔木。常生于海拔 150 ～ 800 m的疏林或密林中，或沟
谷山溪边缘灌丛中。我国主要分布于浙江、福建、广东、广西、云南、台湾等省区［2］。猴耳环味苦、涩;性寒，
具清热解毒、收湿敛疮功效，是治疗多种热毒症独特的南药。现代临床主要用于治疗上呼吸道感染、急性胃
肠炎、急性咽喉炎、急性扁桃体炎，亦可用于细菌性痢疾;其常见制剂有猴耳环颗粒剂、消炎片、胶囊等。
我国的猴耳环商品药材主要来源于野生资源，近年来，随着毁林开荒活动的增加，猴耳环生境受到严
重破坏;加上原料药材的短缺而过度采挖，造成猴耳环野生药材蕴藏量急剧下降。为了实现猴耳环药材资
源的可持续利用，开展猴耳环人工栽培势在必行。广州莱泰制药有限公司以广州中医药大学为技术依托，
率先在广州从化建立了猴耳环制剂原料药材规范化种植基地。为配合猴耳环规范化种植基地(GAP)建设
7广 东 林 业 科 技 2011 年第 27 卷第 5 期
* 基金 /项目:广东省科技厅社会发展引导项目:道地中药材种子种苗质量标准体系建设(2008B080701030)。
第一作者简介:刘欣 (1988-) ，女，2010 级中药学硕士研究生。E-mail:498312988@ qq． com。
通讯作者:潘超美(1956-) ，女，教授，博导，研究方向:药用植物种质资源评价与可持续利用。
的研究，本实验选择生长了 7 个月的营养袋苗为研究对象，根据检测数据，对猴耳环苗木质量的表现因子进
行研究，提出猴耳环苗木分级的标准，为猴耳环规范化、规模化种植提供理论依据。
1 试验地概况
育苗地位于从化市林业科学研究所鳌头镇苗圃，地处广州市北郊，东经 113°17 ～ 114°04，北纬23°22 ～
23°56;属典型南亚热带季候风气候区。年平均气温 19． 5 ～ 21． 4℃，年平均降雨量 1 800 ～ 2 200 mm。土壤
为花岗岩母质发育而成的酸性赤红壤，质地为砂壤土。
2 研究方法
在苗圃地按畦随机划分为 10 个样方，每样方面积约为 1 m × 10 m，以 Φ10 cm × 15 cm的营养袋装土育
苗，在同一育苗点随机抽取 100 株苗龄 7 个月的猴耳环苗，测定苗高、地径、冠幅、叶片数、全株鲜重、地上部
分重量、地下部分重量、全株干重等 8 个生长量指标，经相关分析后确定质量指标，采用聚类分析进行分级。
2． 1 分级指标的确定
评定苗木质量时，由于各质量指标间相关极为密切，利用多个指标，其信息往往是重叠的，因而有必要对
苗木质量指标的共性进行研究，提取既能反映苗木质量，又易于测量、便于应用的少数较直观指标，用于进行
苗木分级［3］。
为充分说明各因子之间的相关性［4］，主要通过对猴耳环苗的 8 个生长量指标进行相关分析(表 1)。
表 1 猴耳环苗各指标间的相关矩阵
苗高 地径 冠幅 叶片数
全株
鲜重
地上部
分重量
地下部
分重量
全株
干重
苗高 1
地径 0． 7771 1
冠幅 0． 7204 0． 7044 1
叶片数 0． 3440 0． 3368 0． 2885 1
全株鲜重 0． 8388 0． 9003 0． 8229 0． 3530 1
地上部分重量 0． 8386 0． 8726 0． 8405 0． 3422 0． 9840 1
地下部分重量 0． 7209 0． 8323 0． 6145 0． 3148 0． 8112 0． 8112 1
全株干重 0． 8427 0． 8955 0． 7903 0． 3518 0． 9884 0． 9792 0． 8915 1
从表 1 中可以清楚地看出:苗木全株鲜重为相关的中心，最能体现苗木质量，由此也说明苗木积累的干
物质越多，质量就越好;因而用全株鲜重来评价苗木的质量是最好的指标。各测定指标与全株鲜重相关的紧
密程度依次为地上部分的重量、全株干重、地径、苗高、冠幅、地下部分的重量、叶片数。
苗木各指标间的相关性，一方面反映了苗木各器官之间相对均衡的生长作用，即其整体性;另一方面又
说明了评价苗木质量时可选择较少的指标［5］。
确定苗木质量的指标时，既要考虑到有足够的信息量，也要考虑生产实践中的可操作性，从表 1 可看出，
地径、苗高与全株鲜重相关性也较强，相关系数分别为 0． 900 3 和 0． 838 8，且这两个指标在生产实践中较易
实施。因此选择苗高(H)与地径(D)作为猴耳环苗木分级的指标。
2． 2 苗木分级标准的计算
按照生产实际，苗木一般分为 3 级，Ⅰ级苗和Ⅱ级苗为合格苗，可出圃移植上山，Ⅲ级苗为不合格苗，应
留圃继续培养。
2． 2． 1 聚类分级原理 聚类分析所依据的基本原则是直接比较属性中各样本反映出来的性质，将性质相近
的属性(形状、变量)分在同一类，而将差别较大的分在不同的类，以此作为区分事物性质的聚类标志。而对
于苗木分级，即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，即距离越小则其相似程度越大。本文使用欧式距离公式(1)来确定猴耳环不同级别苗
木间的差距。
8 刘 欣等: 猴耳环苗木分级标准的研究
dij = ∑
n
k = 1
(Xik － Xjk槡 ) (1)………………………………………………………………………………………
本文采用苗高(H)和地径(D)为两个分级指标，n = 2，故(1)为:
dij = (Hi － Hj)+(Di － Dj槡 ) (2)……………………………………………………………………………
2． 2． 2 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:
Zij =
Xij － Xi(min)
Xi(max)－ Xi(min)
(3)………………………………………………………………………………………
式中:Zij为标准化值，i为苗高或地径，j为所观测的苗号(1，2，3，………，100) ，Xi(max)、Xi(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如下(表 2)。
表 2 猴耳环苗的苗高及地径标准化值
苗号 苗高 地径 苗号 苗高 地径 苗号 苗高 地径 苗号 苗高 地径
1 0． 92 0． 83 26 0． 11 0 51 0． 16 0． 24 76 0． 55 0． 64
2 0． 24 0． 17 27 0． 34 0． 33 52 0． 18 0． 05 77 0． 26 0． 10
3 0． 68 0． 55 28 0． 45 0． 40 53 0． 34 0． 29 78 0． 26 0． 24
4 0． 13 0． 17 29 0． 13 0． 24 54 0． 32 0． 21 79 0． 21 0． 17
5 0． 58 0． 52 30 0． 18 0． 29 55 0． 32 0． 05 80 0． 21 0． 05
6 0． 21 0． 17 31 0． 63 0． 52 56 0． 37 0． 02 81 0． 29 0． 43
7 0． 37 0． 36 32 0． 18 0． 19 57 0． 53 0． 33 82 0． 39 0． 24
8 0． 37 0． 24 33 0． 21 0． 31 58 0． 26 0 83 0． 26 0． 19
9 0． 16 0． 21 34 0． 37 0． 40 59 0． 18 0． 19 84 0． 26 0． 17
10 0． 21 0． 29 35 0． 37 0． 40 60 0． 47 0． 19 85 0． 11 0． 07
11 0． 37 0． 29 36 0． 47 0． 48 61 0． 08 0． 05 86 0． 34 0． 43
12 0． 47 0． 24 37 0． 71 0． 52 62 0． 24 0． 48 87 0． 18 0． 17
13 0． 71 0． 81 38 0． 16 0． 12 63 0． 26 0． 52 88 0． 55 0． 24
14 0． 47 0． 29 39 0． 37 0． 40 64 0． 29 0． 05 89 0． 45 0． 21
15 0． 16 0． 17 40 0． 45 0． 40 65 0． 63 0． 57 90 0． 53 0． 60
16 0． 53 0． 52 41 0． 29 0． 33 66 0． 21 0． 36 91 0． 34 0． 48
17 0． 74 0． 48 42 0． 79 0． 48 67 0． 24 0． 02 92 0． 24 0． 31
18 1 1 43 0． 37 0． 29 68 0． 11 0． 05 93 0． 61 0． 48
19 0． 11 0． 29 44 0． 26 0． 10 69 0． 47 0． 33 94 0． 34 0． 33
20 0． 76 0． 64 45 0． 34 0． 19 70 0． 16 0． 07 95 0． 37 0． 24
21 0． 29 0． 40 46 0． 21 0． 24 71 0． 32 0． 17 96 0． 18 0． 40
22 0． 50 0． 64 47 0． 21 0． 29 72 0． 18 0． 10 97 0． 47 0． 43
23 0． 58 0． 36 48 0． 29 0． 17 73 0． 18 0． 10 98 0． 24 0． 10
24 0． 24 0． 43 49 0． 37 0． 33 74 0． 29 0． 10 99 0． 31 0． 24
25 0． 74 0． 76 50 0． 58 0． 33 75 0 0． 07 100 0． 58 0． 43
3 分级结果
3． 1 初始分级
以苗高、地径值分级，苗木可按“高大—矮小”的顺序排列。一般较高大的苗木，地径也较粗，由于苗木
的分化，高而细、矮而粗的苗木是存在的，但仅为少数。常规情况下，苗高与地径成线性相关。因此对苗木质
量的聚类就是对有序样本的聚类。简单计算公式:
∑标 = H标 + D标 (4)……………………………………………………………………………………………
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(图 1) ，在小群距离较明显的地方，将
苗分为 3 级，完成苗木的初始分级(表 3)。
9广 东 林 业 科 技 2011 年第 27 卷第 5 期
图 1 猴耳环苗的坐标排序
表 3 猴耳环苗的初始和最终分级结果
分级阶段 等级 苗号
Ⅰ级 18、1、13、25、20、42、3、37、17、65、76、31、22、90、5、93、16、100
初始分级 Ⅱ级
36、23、50、97、57、28、40、91、69、88、63、34、35、39、86、14、7、62、12、81、49、21、24、27、94、11、43、60、89、
53、82、41、8、95、96、66、92、99、45、54、33、10、47、78
Ⅲ级
71、30、48、46、83、84、2、19、51、56、74、6、79、9、55、59、29、32、77、44、87、64、98、15、4、38、72、73、58、67、
80、52、70、85、68、61、26、75
Ⅰ级 18、1、13、25、20、42、3、37、17、65、76、31、22、90、5、93、16、100
最终分级 Ⅱ级
36、23、50、97、57、28、40、91、69、88、63、34、35、39、86、14、7、62、12、81、49、21、24、27、94、11、43、60、89、
53、82、41、8、95、96、66、92、99、45、54、33、10、47、
Ⅲ级
78、71、30、48、46、83、84、2、19、51、56、74、6、79、9、55、59、29、32、77、44、87、64、98、15、4、38、72、73、58、
67、80、52、70、85、68、61、26、75
3． 2 修改分级
由于初始分级是人为的，避免不了错误;因此利用最短距离法进一步分级。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，即归为这一级。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，分级结束。
第一次修改时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级的凝聚中心分别为 XⅠ
1(0． 68，0． 61) ，XⅡ
1(0． 36，0． 33) ，XⅢ
1(0． 20，0． 13) ;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两级的
凝聚中心的距离，再比较两者大小。通过计算得到Ⅰ级苗没有变化，原分为Ⅱ级苗中的 78 号应归为Ⅲ级苗。
第二次修改后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级的凝聚中心分别为 XⅠ
2(0． 68，0． 61) ，XⅡ
2(0． 36，0． 34) ，XⅢ
2(0． 20，0． 13) ;
再次计算各级临界线处样苗与相应两级凝聚中心的距离。计算得出各级苗均没有发生变化，即第二次修改
为最终分级结果(表 3)。
3． 3 临界值的确定
逐步聚类分级的结果是各级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，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。将最终修改分级的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
(图 2)。
01 刘 欣等: 猴耳环苗木分级标准的研究
图 2 临界值确定
半径 d的公式为:d = KS2H标 + S
2
D槡 标，式中 K = 1，S2H标、S2D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 =
∑
n
i = 1
(Xi － X)
2
n － 1 ，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。
经分级得到的猴耳环苗Ⅰ、Ⅱ级苗的最终凝聚中心分别是 XⅠ
2(0． 68，0． 61)、XⅡ
2(0． 36，0． 34) ，经计算
dⅠ = 0． 20，dⅡ = 0． 13，在方格纸中可读出Ⅰ、Ⅱ级苗的分级界限分别为Ⅰ1(0． 53，0． 48)、Ⅱ1(0． 27，0． 25) ，即
两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，得出猴耳环苗木各级苗的下限值为:
Ⅰ级:H≥20． 07 cm，D≥0． 48 cm;Ⅱ级:H≥15． 13 cm，D≥0． 39 cm。
经以上分析，猴耳环 100 号苗的最终分级结果见表 4。
表 4 猴耳环苗的分级结果 单位:cm
Ⅰ级苗
苗号 苗高 地径
Ⅱ级苗
苗号 苗高 地径
Ⅲ级苗
苗号 苗高 地径
18 29． 0 0． 70 36 19． 0 0． 48 78 15． 0 0． 38
1 27． 5 0． 63 23 21． 0 0． 43 71 16． 0 0． 35
13 23． 5 0． 62 50 21． 0 0． 42 30 13． 5 0． 40
25 24． 0 0． 60 97 19． 0 0． 46 48 15． 5 0． 35
20 24． 5 0． 55 57 21． 0 0． 42 46 14． 0 0． 38
42 25． 0 0． 48 28 18． 5 0． 45 83 15． 0 0． 36
3 23． 0 0． 51 40 18． 5 0． 45 84 15． 0 0． 35
37 23． 5 0． 50 91 16． 5 0． 48 2 14． 5 0． 35
17 24． 0 0． 48 69 19． 0 0． 42 19 12． 0 0． 40
65 22． 0 0． 52 88 20． 5 0． 38 51 13． 0 0． 38
76 20． 5 0． 55 63 15． 0 0． 50 56 17． 0 0． 29
31 22． 0 0． 50 34 17． 0 0． 45 74 15． 5 0． 32
22 19． 5 0． 55 35 17． 0 0． 45 6 14． 0 0． 35
90 20． 0 0． 53 39 17． 0 0． 45 79 14． 0 0． 35
5 21． 0 0． 50 86 16． 5 0． 46 9 13． 0 0． 37
93 21． 5 0． 48 14 19． 0 0． 40 55 16． 0 0． 30
16 20． 0 0． 50 7 17． 0 0． 43 59 13． 5 0． 36
100 21． 0 0． 46 62 14． 5 0． 48 29 12． 5 0． 38
12 19． 0 0． 38 32 13． 5 0． 36
81 15． 5 0． 46 77 15． 0 0． 32
49 17． 0 0． 42 44 15． 0 0． 32
11广 东 林 业 科 技 2011 年第 27 卷第 5 期
21 15． 5 0． 45 87 13． 5 0． 35
24 14． 5 0． 46 64 15． 5 0． 30
27 16． 5 0． 42 98 14． 5 0． 32
94 16． 5 0． 42 15 13． 0 0． 35
11 17． 0 0． 40 4 12． 5 0． 35
43 17． 0 0． 40 38 13． 0 0． 33
60 19． 0 0． 36 72 13． 5 0． 32
89 18． 5 0． 37 73 13． 5 0． 32
53 16． 5 0． 40 58 15． 0 0． 28
82 17． 5 0． 38 67 14． 5 0． 29
41 15． 5 0． 42 80 14． 0 0． 30
8 17． 0 0． 38 52 13． 5 0． 30
95 17． 0 0． 38 70 13． 0 0． 31
96 13． 5 0． 45 85 12． 0 0． 31
66 14． 0 0． 43 68 12． 0 0． 30
92 14． 5 0． 41 61 11． 5 0． 32
99 16． 0 0． 38 26 12． 0 0． 28
45 16． 5 0． 36 75 10． 0 0． 31
54 16． 0 0． 37
33 14． 0 0． 41
10 14． 0 0． 40
47 14． 0 0． 40
4 讨论与结论
4． 1 通过对猴耳环苗高、地径、冠幅、叶片数、全株鲜重、地上部分重量、地下部分重量、全株干重等 8 个指标
的主成分分析表明，地径和苗高可作为猴耳环苗木分级的主要指标，这两个指标对苗木质量的表达性好，
便于测量，且与生产习惯相符。
4． 2 通过逐步聚类分析，可将猴耳环苗木分为 3 级:Ⅰ级苗:H≥20． 07 cm，D≥0． 48 cm;Ⅱ级苗:20． 07 cm
﹥ H≥15． 13 cm，0． 48 cm﹥ D≥0． 39 cm;Ⅲ级苗:H﹤ 15． 13 cm，D﹤ 0． 39 cm。各级聚类中心与相对应等
级苗木的平均数数值基本一致，表明聚类分析结果与实际检测情况相符。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。
4． 3 苗木出圃时，除了上述苗木分级标准外，成熟出圃的种苗还应考虑生长良好、顶芽饱满、枝叶繁茂、色泽
正常、木质化程度高、根系发达、无病虫害、无机械损伤等指标。
4． 4 苗木的产量和质量与苗木栽培密度密切相关，不同播种密度对猴耳环苗木质量和分级的影响，以及筛
选猴耳环树苗期最适群体结构密度，实现苗木优质丰产还需进一步研究。
参考文献
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21 刘 欣等: 猴耳环苗木分级标准的研究