基于層次分析法的杜鵑品種綜合評(píng)價(jià)體系的建立*

葉 菁，晏琴梅，黃俊婷，潘愛(ài)芳，嚴(yán) 洪，莊莉彬

(1.福州植物園，福建 福州 350012；2.福建省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，福州 350003)

杜鵑(Rhododendronsimsii)是中國(guó)十大名花之一，盛開時(shí)色彩艷麗，有較高的觀賞價(jià)值，也是園林綠化中不可或缺的花灌木[1]。福州市園林建設(shè)里使用的杜鵑品種很少[2-4]，這主要是因?yàn)槎霹N野外大多生長(zhǎng)于海拔500～1 200 m的山地疏灌叢或松林下，為我國(guó)中南及西南典型的酸性土指示植物，喜濕潤(rùn)氣候[5]，而福州處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏熱冬暖，年平均氣溫18～22 ℃，最熱月7-8月平均氣溫33～37 ℃[6]，且夏、秋兩季常出現(xiàn)持續(xù)的高溫天氣，杜鵑植株很容易出現(xiàn)葉片黃化、干枯的現(xiàn)象，因此，對(duì)引種地的生境的要求阻礙了杜鵑在福州的推廣應(yīng)用。鑒于此，有必要引種一批姿態(tài)優(yōu)美、抗旱性強(qiáng)、適宜在福州地區(qū)栽培種植的杜鵑優(yōu)良品種，作為園林造景應(yīng)用資源素材，提升園林景觀品質(zhì)，并營(yíng)建杜鵑優(yōu)良品種采穗圃。AHP層次分析法是一種解決多目標(biāo)復(fù)雜問(wèn)題的定性和定量相結(jié)合進(jìn)行計(jì)算決策權(quán)重的研究方法，是將整體分解成各影響景觀因子，通過(guò)對(duì)因子的分析來(lái)總結(jié)整體[7]。近年來(lái)該方法在植物景觀評(píng)價(jià)[8-11]、植物資源評(píng)價(jià)及篩選[12-13]、風(fēng)景區(qū)的開發(fā)與利用[14]等方面應(yīng)用廣泛，且取得了良好的效果。為此，本研究對(duì)福州植物園從浙江金華引種栽培的50個(gè)杜鵑品種進(jìn)行為期一年的觀察和特征記錄，運(yùn)用層次分析法從花觀賞特性、整體觀賞性、園林應(yīng)用潛力等三個(gè)方面，初步建立了福州植物園杜鵑品種觀賞價(jià)值綜合評(píng)價(jià)體系，旨在篩選出適合福州市園林綠地建設(shè)的優(yōu)良杜鵑品種。

1 評(píng)價(jià)方法

1.1 問(wèn)卷調(diào)查

本次實(shí)驗(yàn)共設(shè)計(jì)兩份問(wèn)卷。問(wèn)卷一針對(duì)專家，用于對(duì)約束層和標(biāo)準(zhǔn)層中評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定和篩選，確定了約束層的3個(gè)因素：花觀賞特性、整體觀賞性和園林應(yīng)用潛力。從標(biāo)準(zhǔn)層的花型、花豐滿度、花瓣質(zhì)感、花期長(zhǎng)短、最佳觀賞期、花色、花顯示程度、花徑、殘花狀況、葉色、葉形、葉片質(zhì)感、葉豐滿度、芳香性、株型、枝干特性、開花率、抗逆性、生境類型、繁殖特性、利用程度、引種成活率、病蟲害抗性等23個(gè)因子中篩選出了14個(gè)因子，并且運(yùn)用1-5標(biāo)度法對(duì)篩選后的指標(biāo)進(jìn)行兩兩重要性比較。問(wèn)卷二針對(duì)具有園林植物專業(yè)知識(shí)的碩士生、本科生等，用于對(duì)所選取標(biāo)準(zhǔn)層中花色、葉色等評(píng)價(jià)指標(biāo)的子指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)排序。

2020年7月17—7月25日向15名專家發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，收回15份，有效問(wèn)卷15份。向?qū)W生發(fā)放問(wèn)卷200份，收回182份，有效問(wèn)卷150份。

表1 待評(píng)價(jià)的50個(gè)杜鵑品種

1.2 性狀的調(diào)查和測(cè)量

調(diào)查時(shí)間為2019年6月至2020年6月，在杜鵑的花期3月上旬至5月下旬每隔1～2 d調(diào)查一次，其余時(shí)間每隔7 d觀察1次，從每個(gè)品種中挑選出10盆生長(zhǎng)勢(shì)中等的植株，對(duì)花型、花豐滿度、花期長(zhǎng)短、花色、花顯示程度、花徑、葉色、葉豐滿度、芳香性、株型、開花率、抗逆性、引種成活率、病蟲害抗性等14個(gè)性狀進(jìn)行測(cè)量和調(diào)查。其中發(fā)現(xiàn)病蟲害的拍照記錄然后請(qǐng)專家鑒定，花色按照比色卡顏色確定。花徑為隨機(jī)抽5朵小花測(cè)定后計(jì)算平均值[15]。

1.3 評(píng)價(jià)模型的建立

通過(guò)問(wèn)卷數(shù)據(jù)以及參考相關(guān)文獻(xiàn)[16-19]和專著[20-22]闡述的杜鵑特點(diǎn)，建立了分層次的結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)模型(表2)。該模型分為目標(biāo)層、約束層、標(biāo)準(zhǔn)層、最低層等四層。目標(biāo)層A：福州植物園杜鵑觀賞價(jià)值綜合評(píng)價(jià)；約束層B：限制杜鵑觀賞價(jià)值的各種因素，包括花觀賞特性、整體觀賞性和園林應(yīng)用潛力；標(biāo)準(zhǔn)層C：具體評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括花的豐滿度等14個(gè)因子；最低層D：待評(píng)估的50個(gè)杜鵑品種。

表2 福州植物園杜鵑品種觀賞價(jià)值評(píng)價(jià)體系

1.4 構(gòu)建判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

在層次分析法中，各評(píng)價(jià)因素的相對(duì)重要性信息通常是在總目標(biāo)要求和專家意見的基礎(chǔ)上做出判斷。使用1-5標(biāo)度法賦值并構(gòu)成兩兩比較矩陣，通過(guò)計(jì)算判斷矩陣的最大特征值A(chǔ)m和相應(yīng)的特征向量W，計(jì)算出每一層各個(gè)因子的相對(duì)重要性權(quán)重，并對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[23]。當(dāng)一致性比率CR<0.10，則通過(guò)檢驗(yàn)，否則需要重新調(diào)整矩陣。

2 結(jié)果與分析

2.1 評(píng)價(jià)因子的權(quán)重及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

綜合15名植物專家的意見，對(duì)杜鵑14個(gè)評(píng)價(jià)因子之間進(jìn)行相對(duì)重要性程度的兩兩對(duì)比，構(gòu)造判斷矩陣(表3-表6)。各矩陣一致性比率CR<0.10，均通過(guò)一致性檢驗(yàn)，說(shuō)明本試驗(yàn)建立的福州植物園引種的杜鵑觀賞價(jià)值評(píng)價(jià)判斷矩陣合理，由此計(jì)算出各約束層和方案層的權(quán)重W。

在約束層中，花觀賞特性的權(quán)重值為0.648，所占權(quán)重超過(guò)50%；其次為園林應(yīng)用潛力，權(quán)重值為0.230；再次為整體觀賞性，權(quán)重值為0.122(表3)。

在花觀賞特性中，權(quán)重值最高的為花期長(zhǎng)短，為0.350 9，其次為花徑，接著為花色、花顯示程度、花豐滿度和花型(表4)。

在整體觀賞性中，權(quán)重值最高的為葉豐滿度，為0.4。其余葉色、芳香性和株型權(quán)重值一致，均為0.2(表5)。

在園林應(yīng)用潛力中，開花率的權(quán)重值最低，為0.1，其余的性狀因子均一致，即抗逆性、引種成活率、病蟲害抗性的權(quán)重值均為0.3(表6)。

由表3-表6構(gòu)建的判斷矩陣，可以獲得標(biāo)準(zhǔn)層對(duì)目標(biāo)層的總排序值(表7)?；ㄆ陂L(zhǎng)短是評(píng)價(jià)杜鵑品種觀賞價(jià)值的最重要因子(W>0.2)。權(quán)重值排名前三的為C3花期長(zhǎng)短、C6花徑和C4花色，共占據(jù)總權(quán)重46.72%，說(shuō)明這三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)是福州植物園杜鵑品種評(píng)價(jià)指標(biāo)中的決定性因素?；@示程度也占據(jù)相對(duì)重要的位置(W>0.08)，而花型、葉色、芳香性、株型和開花率對(duì)于杜鵑品種的觀賞價(jià)值影響較小(W<0.03)。

表3 A-Bi判斷矩陣與一次性檢驗(yàn)

表4 B1-Ci判斷矩陣與一次性檢驗(yàn)

表5 B2-Ci 判斷矩陣與一次性檢驗(yàn)

表6 B3-Ci 判斷矩陣與一次性檢驗(yàn)

表7 標(biāo)準(zhǔn)層對(duì)目標(biāo)層的總排序值

2.2 50個(gè)杜鵑品種觀賞價(jià)值的評(píng)價(jià)結(jié)果

本試驗(yàn)中，由各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值(表3-表6)和杜鵑具體評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(表8)計(jì)算可以得到每個(gè)杜鵑品種的觀賞價(jià)值評(píng)價(jià)得分(表9)。觀賞價(jià)值綜合得分最高的品種是‘紅陽(yáng)’，得分4.902 4，其品種特征為花期3月14日—4月5日，長(zhǎng)達(dá)10 d以上，花色為玫紅鮮艷花色，花徑7～8 cm。觀賞價(jià)值綜合得分最低的是‘白香玉’，得分2.623 8，品種特征為花型單瓣，花期3月11—3月15日，僅4～5 d、花色灰白、花徑5～6 cm。大部分品種的分值集中在3.0～3.6。

表8 杜鵑具體評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)分值的分布情況，將50個(gè)待評(píng)價(jià)的杜鵑品種劃分為4個(gè)等級(jí)。I級(jí)：得分>4.7，觀賞價(jià)值高，包含了‘紅陽(yáng)’、‘紅蘋果’、‘大吉祥’、‘丹頂’、‘霸王紅’、‘常春3號(hào)’，這6個(gè)品種花期均較長(zhǎng)；Ⅱ級(jí)：4.0<得分≤4.7，觀賞價(jià)值較高，有‘狀元紅’、‘御帶之榮’等14個(gè)品種；Ⅲ級(jí)：3.0<得分≤4.0，觀賞價(jià)值良好，該級(jí)共有‘紫秀’、‘紅寶石’等26個(gè)品種；Ⅳ級(jí)：得分≤3.0，觀賞價(jià)值較低，分別是‘雪晴’、‘喜鵲登枝’、‘麂角叮’、‘白香玉’等4個(gè)品種。

表9 50個(gè)杜鵑品種觀賞價(jià)值綜合評(píng)估結(jié)果

3 討論與結(jié)論

本研究的評(píng)價(jià)指標(biāo)不僅根據(jù)專家意見和相關(guān)文獻(xiàn)，并且通過(guò)發(fā)放問(wèn)卷的形式，讓打分者將部分指標(biāo)的子選項(xiàng)根據(jù)所對(duì)應(yīng)的圖片，按照自己的中意程度進(jìn)行評(píng)定，最后根據(jù)排序結(jié)果里集中的數(shù)值來(lái)確定每個(gè)子選項(xiàng)的分值。定性和定量相結(jié)合的方法加上人的主觀判斷量化表達(dá)和處理，有助于提高評(píng)價(jià)的客觀性和有效性，最大程度上避免主觀實(shí)驗(yàn)誤差。層次分析法在杜鵑資源評(píng)價(jià)方面運(yùn)用廣泛。周媛等[9]根據(jù)杜鵑的觀賞特點(diǎn)，選定了杜鵑屬植物評(píng)價(jià)的15個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，為武漢市林業(yè)果樹科學(xué)研究所引進(jìn)的56個(gè)杜鵑園藝種與野生種的良種篩選與園林綠化應(yīng)用提供一定的理論與實(shí)踐參考。徐忠等[18]運(yùn)用層次分析法對(duì)上海露地栽培的22個(gè)杜鵑花品種進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，為上海地區(qū)杜鵑品種的選擇應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。李仁娜等[19]采用層次分析法從花、葉與適應(yīng)性三個(gè)方面選定了杜鵑評(píng)價(jià)的花色、花型、花徑、花豐滿度、花期長(zhǎng)短、殘花狀況、適應(yīng)性、株型、葉豐滿度、葉色等10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)西安地區(qū)栽培的30個(gè)杜鵑品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，但評(píng)價(jià)指標(biāo)中的殘花狀況可以通過(guò)園林管理養(yǎng)護(hù)對(duì)殘花進(jìn)行及時(shí)摘除，達(dá)到促使新枝花芽分化及減少養(yǎng)分流失的效果[24]。

本文通過(guò)杜鵑觀賞價(jià)值綜合評(píng)價(jià)體系發(fā)現(xiàn)，權(quán)重值排名前三的為花期長(zhǎng)短、花色和花徑，共占據(jù)總權(quán)重53.61%。因此，對(duì)于杜鵑品種的培育和雜交親本的選取，可從如何延長(zhǎng)花期、提升花色質(zhì)量和單花直徑方向進(jìn)行。鄭穎[2]在福州城區(qū)的西湖公園、閩江公園、茶亭公園、金山公園、琴亭湖公園、清涼山公園等6個(gè)公園的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)杜鵑在公園綠化中品種較為單一，提出需要加大引進(jìn)新品種力度和注重抗逆性和適應(yīng)性評(píng)價(jià)的建議。本文評(píng)價(jià)等級(jí)I級(jí)的有紅陽(yáng)、大吉祥、丹頂、霸王紅、紅蘋果、常春3號(hào)等，這6個(gè)杜鵑品種的花期相對(duì)于其他品種的較長(zhǎng)，單花花徑均≥7 cm，且抗逆性和適應(yīng)性均較強(qiáng)，可為福州各公園選取栽培杜鵑提供參考依據(jù)。