基于層次分析法的猴面包樹觀賞性狀綜合評價

張何信　許晶　韋建杏　孔焱焱

摘 要 采用層次分析法對我國南部5個省區(qū)的22株猴面包樹觀賞性狀進行綜合評價，結(jié)果表明：（1）綜合評價體系準(zhǔn)則層中以花果形態(tài)美感（B4）的權(quán)重值最大，指標(biāo)層中開花指數(shù)（C41）的總權(quán)重值最高；（2）評價結(jié)果顯示：海南地區(qū)的猴面包樹觀賞性狀整體比較高。根據(jù)評價結(jié)果將22株猴面包樹劃分為4個等級，其中Ⅰ級的有5株，其綜合性狀表現(xiàn)突出，觀賞價值高。

關(guān)鍵詞 猴面包樹 ；觀賞性狀 ；層次分析法 ；綜合評價

中圖分類號 S796 文獻標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.06.017

Comprehensive Evaluation of Ornamental Characteristics of

Adansonia digitata Based on Analytic Hierarchy Process

ZHANG Hexin XU Jing WEI Jianxin KONG Yanyan

（Hainan Research Institute of Forestry Science， Haikou， Hainan 571100）

Abstract The ornamental characteristics of 22 plants of Adansonia digitata in 5 provinces in the south of China were evaluated by using the analytic hierarchy process （AHP）. The results showed that the beauty of fruit and flower shape （B4） had the highest weight in the criterion layer of the comprehensive evaluation system， while the flowering index （C41） had the highest total weight in the indicator layer. The evaluation results showed that the ornamental characteristics of A. digitata in Hainan were relatively high. According to the results of the evaluation， 22 plants were divided into 4 grades， of which 5 plants were listed into Grade I and had an outstanding performance in comprehensive characteristics with a high ornamental value.

Keywords Adansonia digitata ； ornamental traits ； analytic hierarchy process ； comprehensive evaluation

猴面包樹（Adansonia digitata）又叫波巴布樹、猢猻木，因碩大的果實形似面包，果肉汁多味甜，是猴子和狒狒十分喜愛的食物而得名[1-2]。它是木棉科猴面包樹屬的大型落葉喬木，一般情況下樹高20 m左右，原產(chǎn)于非洲熱帶干旱地區(qū)。地中海、大西洋、印度洋諸島以及澳洲北部。猴面包樹性喜溫?zé)?，其自然分布區(qū)年平均溫度一般為20～30℃，較干旱。由于長期適應(yīng)進化，猴面包樹適應(yīng)了干燥的氣候環(huán)境，耐旱能力極強，一般在年降水量300～800 mm的地區(qū)生長較好。猴面包樹的花大而美，主干基部膨大，造型奇特且易于管理，是優(yōu)良的園林美化樹種之一，可用于草坪點綴，花壇孤植，庭院配植等[3]。在我國海南、云南、福建、廣東、廣西、臺灣等熱區(qū)有少量引種種植[1]。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人們生活水平的提高，人們對城市生態(tài)環(huán)境的要求也逐步提高，在滿足城市綠化美化的同時，還需要滿足人們對植物更高觀賞價值的追求。眾所周知，影響城市園林綠化效果最為關(guān)鍵的要素之一就是植物的觀賞價值高低。因此，篩選觀賞價值高的綠化植物對城市園林綠化建設(shè)具有重要意義。而對于猴面包樹的觀賞價值評價研究還未見報道，基于此，本研究運用層次分析法（AHP）構(gòu)建了猴面包樹觀賞性狀綜合評價體系，對我國南方各省區(qū)引種的22株猴面包樹觀賞性狀進行評價，為猴面包樹的園林綠化應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

根據(jù)猴面包樹的生活習(xí)性，于2016～2017年調(diào)查選取引種于我國海南、云南、福建、廣東、廣西等5省區(qū)的22株成型的猴面包樹作為研究對象，進行相應(yīng)的觀賞性狀調(diào)查記錄（表1），建立評價模型并進行評價分析。為剔除幼株對評價所帶來的不確定性影響，篩選的標(biāo)準(zhǔn)為胸徑20 cm以上且在當(dāng)?shù)胤N植5年以上的成株猴面包樹。

1.2 方法

1.2.1 構(gòu)建評價指標(biāo)體系

為了對猴面包樹的觀賞性狀作出更加全面、客觀、準(zhǔn)確的評價，本研究采用層次分析法，嚴(yán)格按照科學(xué)性、代表性、層次性、可操作性和可比性的原則，通過專家咨詢法[4]，從樹型形態(tài)美感、枝條形態(tài)美感、葉片形態(tài)美感、花果形態(tài)美感及其他5個方面確定猴面包樹觀賞性狀的三級評價指標(biāo)，并建立完全相關(guān)的綜合評價指標(biāo)體系[5]（圖1）。

1.2.2 權(quán)重計算

邀請20名相關(guān)領(lǐng)域測試者（其中景觀專業(yè)的教師和學(xué)生各4名、群眾以及園林工作者各6名），采用1～9比例標(biāo)度法（表2），通過兩兩對比建立判斷矩陣[6]。一致性檢驗的比率CR=CI/RI需小于0.10，則通過檢驗，否則需要進行調(diào)整，直到滿意為止[7]。采用YaAHP層次分析法軟件V6.0計算權(quán)重。

按比較的結(jié)果構(gòu)成的矩陣A=（aij）作為判斷矩陣。其中aij>0，aij=1且aij=1/aji。

（1）權(quán)重的確定和一致性檢驗

第一步：λmax和ω的根法計算；

第二步：對判斷矩陣進行一致性檢驗；

一致性檢驗公式為：

CI=■=■

其中，λmax為判斷矩陣A的最大特征根；ω為特征向量；對ω進行歸一化，即為B層相應(yīng)元素對于上一層次A層某一因素相對重要性的權(quán)重向量；n為判斷矩陣階數(shù)。

如果CR=CI/RI<0.10，則檢驗通過，否則需要再次進行評分。RI的隨機一致性指標(biāo)尺見表3。

（2）指標(biāo)權(quán)重計算

按照指標(biāo)權(quán)重的計算原理公式

Wi=■

i，j，k=1，2，3，……，n

進行指標(biāo)權(quán)重的計算，即得到各指標(biāo)的權(quán)重值[8]。

1.2.3 綜合評價

定性指標(biāo)通過征詢專家意見，采用10分制，依據(jù)實際情況，分別對其進行客觀評定；定量指標(biāo)分值直接來源于調(diào)查數(shù)據(jù)。因為各指標(biāo)的取值區(qū)間不一致，把各個指標(biāo)綜合為指數(shù)，必須進行歸一化處理，使之的取值區(qū)間統(tǒng)一在[0，10]的范圍內(nèi)。最終建立評價矩陣數(shù)學(xué)模型，并逐級進行綜合評價結(jié)果的運算[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 權(quán)重值分析

經(jīng)判斷矩陣A—B，B1—C，B2—C，B3—C，B4—C，B5—C一致性檢驗，得到各層比率CR值均小于0.10，通過檢驗。由此計算得出猴面包樹觀賞性狀評價指標(biāo)權(quán)重表（表4）。

權(quán)重值的大小反映了該指標(biāo)對評價結(jié)果的貢獻大小程度。由表4可知，在準(zhǔn)則層中，指標(biāo)權(quán)重值大小排序為：花果形態(tài)美感（B4）>樹型形態(tài)美感（B1）=其他（B5）>枝條形態(tài)美感（B2）>葉片形態(tài)美感（B3），表明猴面包樹花果的觀賞價值在整體觀賞性中占有關(guān)鍵的地位，對評價結(jié)果的影響也是最大的；其次為樹型形態(tài)美感（B1）和其他（B5），兩者的權(quán)重一致，這說明兩個指標(biāo)對評價結(jié)果的影響也比較大，是觀賞性狀的主要體現(xiàn)部分；權(quán)重值最低的為葉片形態(tài)美感（B3），反映了該指標(biāo)對評價結(jié)果的影響比較小，這也說明葉片形態(tài)不是猴面包樹觀賞性狀的主要部位，僅作為觀賞價值評價的輔助因子[9]。

在指標(biāo)層中，評價因子總權(quán)重值最大的是開花指數(shù)（C41），達0.244 9，這反映了猴面包樹的花是觀賞價值中最為關(guān)鍵的部分。猴面包樹花大而美麗，造型奇特，權(quán)重值大小與人們的心理衡量尺度相一致。其次為生長勢（C52），這說明猴面包樹的生長健康狀況也是影響評價結(jié)果的重要指標(biāo)，一株健壯、無病害的猴面包樹能夠以完美的株型、正常的物候狀態(tài)展現(xiàn)在人們的面前，表現(xiàn)出優(yōu)良的觀賞價值[10]。

2.2 綜合評價結(jié)果

根據(jù)猴面包樹觀賞性狀綜合評價的分值（表5），可將其分為4個等級（圖2）：Ⅰ級（W≥6），觀賞價值高，共有5株；Ⅱ級（4≤W<6），觀賞價值較高，共有9株；Ⅲ級（2≤W<4），觀賞價值中等，共有7株；Ⅳ級（W<2），觀賞價值低，僅有1株[11]。

從各省區(qū)猴面包樹綜合評價結(jié)果來看，海南地區(qū)的猴面包樹觀賞性狀比較高，其次為云南、福建和廣東，廣西地區(qū)的猴面包樹較其他地區(qū)稍差。其中編號1與21的2株猴面包樹觀賞性狀最為突出，可以作為優(yōu)良單株進行品種收集和擴繁。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

層次分析法是一種簡便、靈活且實用的多準(zhǔn)則決策方法，可對一些復(fù)雜、模糊的問題作出決策評判[12]，被廣泛應(yīng)用于各種類型的評價中。本研究通過專家咨詢方法，從樹型形態(tài)美感、枝條形態(tài)美感、葉片形態(tài)美感、花果形態(tài)美感和其他5個方面16個三級評價指標(biāo)建立綜合評價指標(biāo)體系，較好地兼顧了猴面包樹觀賞性狀的各個方面。但也存在一定的不足，權(quán)重值的確定采用專家評判建立判斷矩陣，主觀隨意性比較大，對評價結(jié)果有一定影響[13]。因此，在各種綜合評價中，研究者多采用熵技術(shù)對層次分析法的權(quán)重系數(shù)進行修正處理，修正后的權(quán)重信息量大大增加，可信度有所提高，評價結(jié)果更加符合實際情況[14]。

但是，根據(jù)作者對猴面包樹觀賞性狀的主成分分析結(jié)果（待發(fā)表數(shù)據(jù)）與本文研究結(jié)果相比較（表5），兩種方法的綜合評價分值排序高度一致，前5位排序完全一致，也反映出采用層次分析法構(gòu)建的猴面包樹觀賞性狀綜合評價模型的科學(xué)性、適用性與可靠性[15]，其評價結(jié)果完全可以作為優(yōu)良單株選育及園林推廣應(yīng)用的重要參考。

3.2 結(jié)論

本研究通過構(gòu)建猴面包樹觀賞性狀綜合評價模型對我國南部5省區(qū)的22株猴面包樹進行評價分析，海南地區(qū)的猴面包樹觀賞性狀價值整體比較高。根據(jù)評價結(jié)果劃分為4個等級，其中觀賞價值高的Ⅰ級猴面包樹有5株，性狀表現(xiàn)突出，可以作為優(yōu)良單株進行品種收集和擴繁，為猴面包樹園林綠化應(yīng)用提供依據(jù)。

參考文獻

[1] 魏 靜，段瓊芬，張燕平. 猴面包樹引種栽培及其應(yīng)用前景[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，31（7）：16-21.

[2] 蒙桂萍. 猴面包樹栽培[J]. 中國花卉園藝，2016，18：46-47.

[3] 楊曉玲. 一個奇特的熱帶樹種：猴面包樹[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科技，2013，36（2）：41-42.

[4] 劉瑞雪，彭媛媛. 基于層次分析法的城市濱海綠地植物景觀評價[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報，2017，32（04）：288-293.

[5] 雷金睿，王 影，何榮曉，等. ?？诘貐^(qū)高爾夫球場植物景觀綜合評價[J]. 草業(yè)科學(xué)，2015，32（01）：41-47.

[6] 秦壽康. TOPSIS價值函數(shù)模型[J]. 系統(tǒng)工程學(xué)報，2003（01）：37-42.

[7] 雷金睿，辛 欣，宋希強，等. 基于AHP的?？谑泄珗@綠地植物群落景觀評價與結(jié)構(gòu)分析[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報. 2016（03）：262-268.

[8] 劉維斯，顏玉娟，都曉璐. 城市公園植物景觀評價指標(biāo)體系建立方法研究[J]. 山西建筑，2009，35（14）：343-344.

[9] 關(guān)玉梅，謝 云，金錫勤，等. 浙江紅山茶觀賞性狀的主成分分析[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，25（02）：252-258.

[10] 王文元，史國旭，周文強，等. 熵AHP法對鳶尾宿根花卉的綜合評價[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2012，28（16）：292-298.

[11] 李 欣，姜紅衛(wèi)，李靜會，等. 蘇州地區(qū)荷花資源觀賞性初步評價[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，24（12）：49-52.

[12] 張冬生，謝金蘭，葉雪蘭，等. 基于層次分析法與熵技術(shù)法的野生刨花潤楠觀賞性評價[J]. 林業(yè)與環(huán)境科學(xué)，2016，32（1）：23-30.

[13] 楊善云. 春色葉樹種資源的觀賞性狀綜合評價與應(yīng)用研究[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報，2014，29（03）：231-235.

[14] 劉 毅. 陜西主要栽培銀杏的觀賞性狀評價研究[D]. 西安：西北農(nóng)林科技大學(xué)， 2007.

[15] 杜曉華，劉會超，姚連芳. 三色堇觀賞性狀的主成分分析[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，20（6）：136-140.