1.5年生鐘萼木苗木分級標準研究

梁海濱

(大田縣石牌林業(yè)工作站，福建 三明 366100)

鐘萼木(Bretschneiderasinensis)是伯樂樹科(Bretschneideraceae)伯樂樹屬(Bretschneidera)的唯一種，零星分布于亞熱帶低山至中山地帶，被列為國家一級重點保護植物，是中國特有的、古老的單種科和殘遺種[1，2]。該種冠大蔭濃，樹干通直，材質(zhì)優(yōu)良；花于初夏盛開時滿樹粉紅如霞，格外引人注目；果實成熟時暗紅色果實掛滿枝頭，形如小仙桃，在綠葉的襯托下，十分耀眼，獨具特色，觀賞價值高；主根直伸，側(cè)根發(fā)達，為深根性樹種，抗風力強，生長較快，為中低山區(qū)的一個優(yōu)良的速生樹種，也是優(yōu)良的園林觀賞和綠化造林樹種。為了保護鐘萼木樹種，福建省三明等地區(qū)陸續(xù)建立起苗木生產(chǎn)基地和種植實驗基地。近年來，隨著多年生鐘萼木苗木市場需求增大，亟需制定相應分級標準，以對苗木進行必要的評價與分類，為苗木選擇、出圃以及種植質(zhì)量提供保證[1-2]，以適應多年生苗木生產(chǎn)要求。當前，苗木分級主要有二種方法：平均值±標準差法，將苗木按照生長平均值與標準差合理區(qū)間分類；聚類分級法，將苗木按照性質(zhì)上的親疏程度進行分類[3-9]。目前，1 a苗齡以上鐘萼木苗木分級標準空白，本文以1.5 a苗齡鐘萼木苗木的地徑、苗高調(diào)查數(shù)據(jù)采用二種方法進行分析研究，得出合理的1.5 a苗齡鐘萼木苗木分級參考標準，為規(guī)范化、規(guī)模化培育1.5 a苗齡及以上鐘萼木苗木提供參考。

1 試驗地概況

試驗地位于大田縣赤頭坂國有林場三排工區(qū)，北緯25°44′40″、東經(jīng)117°30′30″，海拔450～550 m，屬戴云山立地亞區(qū)，立地質(zhì)量Ⅰ級，暗紅壤，中亞熱帶季風氣候，年均降雨量1 040～2 435 mm，年均氣溫15.3～19.6 ℃，年無霜期230～311 d。近幾年種植實驗表明鐘萼木在該地區(qū)生長良好[3，10]。

2 育苗及苗木調(diào)查

2.1 育苗

鐘萼木育苗地為農(nóng)田，砂壤土。種子來源于永安天寶巖自然保護區(qū)。種子經(jīng)休眠催芽后，按深10 cm、間距20 cm×20 cm于2015年4月上旬點播。苗期管理按苗木常規(guī)要求進行，1.5 a生長期內(nèi)無間苗措施[3，10]。

2.2 苗木調(diào)查

采用隨機大樣本抽樣與統(tǒng)計。以苗木高生長優(yōu)勢木作為樣方參考點，每樣方500株。共設(shè)置6個樣方，共3 000株。根據(jù)測量精度要求，采用游標卡尺測量地徑，采用鋼卷尺測量苗高[3，10-11]。2016年11月1日連續(xù)逐株檢量每個樣方內(nèi)苗木的苗高(H)、地徑(D)，應用 SPSS22.0軟件，用平均值±標準差和逐步聚類二種方法，分析1.5 a苗齡鐘萼木苗木的各分級標準。

3 結(jié)果與分析

3.1 苗木分級指標確定

根據(jù)前人的研究成果，地徑和苗高是影響苗木分級的最主要指標，側(cè)枝、主根、側(cè)根等因子對苗木分級有一定影響。本研究考慮苗木調(diào)查指標與生產(chǎn)實際中的可操作性，采用地徑和苗高指標進行苗木分級，質(zhì)量精度能達到要求，也便于檢量[3-9，12]。本文在對鐘萼木苗高和地徑因子進行苗木質(zhì)量等級設(shè)定時，按照生產(chǎn)實際，均將苗木分3級，其中Ⅰ和Ⅱ級苗符合苗木生長質(zhì)量要求，為合格苗，Ⅲ級苗未達正常生長質(zhì)量，為不合格苗[3-9，12]。

3.2 苗木分級

3.2.1 平均值±標準差法

利用SPSS 22.0的描述性分析功能得出3 000株樣苗地徑、苗高的平均值和標準差，將平均值+1/2標準差作為Ⅰ級苗的下限值、平均值-1/2標準差作為Ⅱ級苗的下限值[3-4，7-8]。經(jīng)計算，鐘萼木地徑平均值為1.65 cm，標準差0.32；苗高平均值51.39 cm，標準差11.68，由此可得理論上的鐘萼木Ⅰ級苗木：地徑≥1.81 cm、苗高≥57.23 cm；Ⅱ級苗木：1.49 cm≤地徑<1.81 cm、45.55 cm≤苗高<57.23 cm；Ⅲ級苗木：地徑<1.49 cm、苗高<45.55 cm。實踐經(jīng)驗表明，苗木生長區(qū)間主要集中在平均值±5/2標準差區(qū)間，按一個標準差值細化生長類型區(qū)間，更能合理分類，本次劃分為平均值±1/2標準差-2標準差、平均值±1/2標準差-標準差、平均值±1/2標準差、平均值±1/2標準差+標準差、平均值±1/2標準差+2標準差五個生長區(qū)間[3]，并以地徑為第一標準，苗高為第二標準，合理歸類Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級苗木，對小于平均值-5/2標準差的極弱小株和地徑、苗高相互間差兩個等級以上生長嚴重失調(diào)的不計等級，對大于平均值+3/2標準差的優(yōu)質(zhì)苗以上列入Ⅰ級苗范圍[6]。統(tǒng)計匯總表明，采用平均值±標準差法，本次調(diào)查的1.5 a苗齡的鐘萼木中，Ⅰ級苗860株，占28.7%；Ⅱ級苗722株，占24.1%；Ⅲ級苗1 155株，占38.5%，合格苗的比率為52.8%(表1)。

表1 苗木分級與差異顯著性

3.2.2 逐步聚類法

本試驗采用歐式距離公式逐步聚類分類。為使地徑、苗高在統(tǒng)一分析水平[5-8]，利用SPSS 22.0軟件采用極差法對地徑、苗高進行標準化處理，用K-平均值聚類功能分析標準化后的地徑、苗高數(shù)據(jù)，聚類3類，迭代次數(shù)、收斂性標準雙重檢驗，有一項達到則終止迭代，形成最終分類。本次收斂性標準設(shè)置0；迭代次數(shù)盡量滿足收斂性檢驗，本次設(shè)置25[13]。聚類結(jié)果表明，1.5 a苗齡鐘萼木標準化地徑、苗高：Ⅰ級最終聚類中心為(0.59、0.38)，含苗木757株，占總樣本數(shù)的25.2%；Ⅱ級最終聚類中心(0.40、0.27)，含苗木1 302株，占總樣本數(shù)的43.4%；Ⅲ級最終聚類中心為(0.24、0.19)，含苗木941株，占總樣本數(shù)的31.4%；合格苗的比例為68.6%。各級苗木聚在以該級最終凝聚中心為圓心、該級地徑標準差+苗高標準差的和的算術(shù)平方根為半徑的圓內(nèi)。以極坐標計算Ⅰ、Ⅱ級苗木生長標準化值生長下限，極差公式倒算Ⅰ、Ⅱ級苗木實際下限值，得出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級苗木分級標準[5-8]。經(jīng)計算，Ⅰ、Ⅱ級苗木標準化值聚類半徑分別為0.13、0.1，Ⅰ、Ⅱ級苗木標準化值生長下限分別為(0.48、0.31)、(0.32、0.21)，得出分級標準為Ⅰ級苗木：地徑≥1.83 cm、苗高≥55.79 cm；Ⅱ級苗木：1.48 cm≤地徑<1.83 cm、44.89 cm≤苗高<55.79 cm；Ⅲ級苗木：地徑<1.48 cm、苗高<44.89 cm(表1)。

3.3 二種方法苗木分級標準比較

3.3.1 苗木分布率

平均值±標準差法統(tǒng)計所得的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級苗木共占調(diào)查苗木總數(shù)的91.3%，有8.7%的苗木被摒棄在等級之外。逐步聚類法Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級苗木合計比例為100%。實際情況，苗木在同一生產(chǎn)水平下，不合格苗是總體的一部分，從樣本上分析，平均值±標準差法將8.7%的樣本排除符合實際，但增大了不合格苗比例，而逐步聚類綜合全樣本數(shù)值，全面考慮生長存在情況，更接近實驗實際情況。

3.3.2 合格苗占比

平均值±標準差法中Ⅰ級苗占比較Ⅱ級高4.7%，與實際出入較大，總合格率也偏少；逐步聚類法Ⅱ級苗占比較Ⅰ級高18.2%，即Ⅱ級苗占多數(shù)，與實際基本一致，總合格率也與實際基本相符(表2)。平均值±標準差法先是第一指標地徑分析，而后第二指標苗高分析，Ⅰ級苗標準地徑較小，Ⅱ級苗地徑分級區(qū)間較窄。逐步聚類同步考慮二項指標，分析更全面，其Ⅱ級苗地徑上限比平均值±標準差法大0.02 cm，下限小0.01 cm，地徑分級區(qū)間更寬。平均值±標準差法Ⅰ、Ⅱ級苗苗高標準偏高，作為第二指標的苗高，除自身等級外，還影響著Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級苗木樣本量，即在地徑分級基礎(chǔ)上，苗高樣本會在Ⅰ、Ⅱ級苗木間轉(zhuǎn)換，苗高Ⅲ級納入Ⅲ級苗木，部分樣本地徑Ⅰ、Ⅱ級也會歸到Ⅲ級苗，其Ⅱ級苗高標準45.55 cm≤H<57.23 cm比逐步聚類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徑、苗高區(qū)間影響分級標準的合理性，不管是用什么方法分析，合理分級區(qū)間才能對生產(chǎn)產(chǎn)生指導意義。本次試驗中逐步聚類法分級區(qū)間與實際吻合較好，分級標準較合理。

3.3.3 分級區(qū)間顯著性

用SPSS 22.0進行方差分析以及多重比較(表2)。苗高、地徑不同等級差異極顯著性(p<0.01)，表明分級區(qū)間可作為相應分析方法的不同等級標準。

表2 不同等級苗木生長相關(guān)統(tǒng)計值

3.3.4 苗木生長相關(guān)統(tǒng)計值

采用平均值±標準差法分級的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級苗木平均值(地徑、苗高)分別為(1.97 cm、63.07 cm)、(1.65 cm、51.39 cm)、(1.33 cm、41.04 cm)，實際的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級苗木平均值分別為(2.04 cm、61.06 cm)、(1.63 cm、54.95 cm)、(1.47 cm、45.46 cm)，中位數(shù)分別為(2 cm、60 cm)、(1.64 cm、53 cm)、(1.44 cm、44 cm)，分級標準與實際出入較大，且在實際平均值 95% 置信區(qū)間外，表明本次的分級區(qū)間不合理。逐步聚類法Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級最終聚類中心(地徑、苗高)分別為(2.07 cm、63.42 cm)、(1.65 cm、51.43 cm)、(1.30 cm、42.71 cm)，實際的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級苗木平均值分別為(2.06 cm、62.92 cm)、(1.66 cm、51.02 cm)、(1.31 cm、42.64 cm)，中位數(shù)分別為(2.01 cm、61 cm)、(1.64 cm、51 cm)、(1.34 cm、42 cm)，分級標準與實際基本一致，均在平均值 95% 置信區(qū)間內(nèi)，表明聚類分析結(jié)果與苗木生產(chǎn)實際相吻合，分級區(qū)間與分級標準更合理。

4 結(jié)論

本次試驗中，平均值±標準差法分析結(jié)果合格苗占比與實際苗木情況有較大出入。采用逐步聚類法，1.5 a苗齡鐘萼木苗木Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級最終聚類中心分別為(2.07 cm、63.42 cm)、(1.65 cm、51.43 cm)、(1.30 cm、42.71 cm)，各級聚類中心與相對應等級苗木地徑和苗高的平均數(shù)、中位數(shù)數(shù)值基本一致，均在平均值 95% 置信區(qū)間內(nèi)，同時聚類分析結(jié)果與實際苗木生長情況相符。采用逐步聚類法獲得的最終的苗木分級標準為：Ⅰ級苗木：地徑≥1.83 cm、苗高≥55.79 cm；Ⅱ級苗木：1.48 cm≤地徑<1.83 cm、44.89 cm≤苗高<55.79 cm；Ⅲ級苗木：地徑<1.48 cm、苗高<44.89 cm。

在苗木出圃前，首先通過感官指標判斷苗木合格性，再依據(jù)上述苗木分級標準進一步細化分級[9]，同時，還要根據(jù)育苗地、育苗技術(shù)等具體情況具體分析。本次逐步聚類法分級標準可為規(guī)范化、規(guī)?；嘤?.5 a及以上苗齡的鐘萼木苗木提供參考。