基于AHP與灰色關(guān)聯(lián)分析的仿野生栽培藥用植物資源評(píng)價(jià)
——以寬甸縣長脖類林下山參為例

于淼，孫智，李佳穎，張建逵*

（遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院·遼寧大連·116600）

1 引言

隨著中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展，一些具有很高藥用價(jià)值的中藥如人參、靈芝、石斛、黃芪、細(xì)辛、赤芍等，市場(chǎng)需求量也在逐年增加，由于長期對(duì)其不合理的開發(fā)利用，如大量甚至毀滅性的采挖等，以及這些中藥自身生境狹窄、繁殖緩慢等，其野生資源已經(jīng)瀕臨衰竭。為滿足市場(chǎng)的需要，中藥的人工栽培也在逐漸發(fā)展[1-7]。但中藥不同于糧食作物，其栽培的關(guān)鍵在于，其有效成分的積累主要與次生代謝產(chǎn)物的形成有關(guān)，這對(duì)于栽培條件就有較高的要求。相關(guān)實(shí)踐已經(jīng)證明，田間栽培的這些中藥盡管產(chǎn)量有所提高，但是品質(zhì)相較于野生資源有所不同[6]。而且由于近年來環(huán)境保護(hù)方面的相關(guān)政策，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境的栽培方式不被允許，中藥的仿野生栽培成為了栽培的新模式。這對(duì)于中藥品質(zhì)提升及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意義重大。但隨著中藥仿野生栽培的興起，也出現(xiàn)了盲目跟風(fēng)、栽培技術(shù)不規(guī)范等問題，為了更好的指導(dǎo)栽培實(shí)踐，使仿野生栽培中藥規(guī)范化，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)是必不可少的環(huán)節(jié)，這對(duì)于其栽培區(qū)劃和未來的發(fā)展規(guī)劃都具有十分重要的意義。

2 研究對(duì)象

中藥人參來源于五加科植物人參（Panax ginseng C.A.Mey.）的干燥根和根莖，《中國藥典》將栽培的人參稱為園參，將播種在山林野生狀態(tài)下自然生長的人參稱為林下山參，習(xí)稱“籽?！盵8]。由于栽培園參需要?dú)Я旨按嬖谶B作忌地等問題，因此仿野生栽培的林下山參近年來發(fā)展很快。林下山參有馬牙類和長脖類兩種農(nóng)家類型，其中長脖類林下山參主產(chǎn)于遼寧省寬甸縣[9]。該縣出產(chǎn)的“石柱參”質(zhì)量優(yōu)良，是遼寧省的道地藥材，也是農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)的地理標(biāo)志產(chǎn)品。長脖類林下山參也是“石柱參”的商品規(guī)格之一，以性狀酷似野山參而聞名，有研究表明，較其它品種而言，其在人參總皂苷成分的含量和組成、遺傳水平上更接近野山參，具有很高的藥用價(jià)值[9]。本文以遼寧省寬甸縣長脖類林下山參作為研究對(duì)象,在現(xiàn)地調(diào)查和開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立基于層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)分析的綜合評(píng)價(jià)體系，對(duì)寬甸縣10個(gè)基地的長脖類林下山參資源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。10家栽培基地的情況詳見表1。

表1 10家栽培基地情況

3 評(píng)價(jià)方法

為使綜合評(píng)價(jià)體系更加客觀，盡量減少因?yàn)槿说闹饔^因素而造成的誤差，本文選取層次分析法（analytic hierarchy process,AHP），將定性指標(biāo)與定量指標(biāo)相結(jié)合；同時(shí)由于林下山參價(jià)格較高，樣品不易采集，樣本量較少，因此本文結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，該方法適用于小樣本分析，即使是小樣本非典型分布的資料也可以得到有意義的結(jié)論[10]。

3.1 AHP的評(píng)價(jià)過程

3.1.1 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

AHP可以包括多個(gè)層次的評(píng)價(jià)指標(biāo)，一個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行過程可以歸結(jié)為投入產(chǎn)出的過程，即投入資源（人力、物力、財(cái)力、信息、時(shí)間）、產(chǎn)出效益（實(shí)務(wù)和勞務(wù)的數(shù)量、質(zhì)量、價(jià)值、效率）的過程[11]。在此基礎(chǔ)上，遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、代表性的原則，評(píng)價(jià)指標(biāo)以及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是結(jié)合實(shí)地調(diào)查和相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果制定，其中每基地隨機(jī)選取生長年限為12年的林下山參6只，其人參皂苷含量測(cè)定、氨基酸含量分別按照楊懷雷等[12]、常思佳等[13]的方法測(cè)定，商品等級(jí)評(píng)價(jià)依據(jù)遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)《石柱參鑒定及分等質(zhì)量》（DB21/T3181）。生物多樣性按照孫智等的方法測(cè)定[14]。本文確定的指標(biāo)及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

病蟲害（根據(jù)取的6個(gè)人參樣本）1.6份樣品全部無病蟲害（4分）2.6份樣品中有1～2個(gè)有病蟲害（3分）3.6份樣品中有3～4個(gè)有病蟲害（2分）4.6份樣品中有5～6個(gè)病蟲害（1分）經(jīng)濟(jì)價(jià)值1.產(chǎn)地全須生曬參20000元·kg-1及以上（5分）2.產(chǎn)地全須生曬參10000～20000元·kg-1（4分）3.產(chǎn)地全須生曬參6000～10000元·kg-1（包括10000元·kg-1）（3分）4.產(chǎn)地全須生曬參2000～6000元·kg-1（包括6000元·kg-1）（2分）5.產(chǎn)地全須生曬參2000元·kg-1及以下（1分）成本回收期1.已經(jīng)有收益（5分）2.還有1～2年才能有收益（4分）3.還需3～5年才能有收益（3分）4.還需6～10年才能有收益（2分）5.還需10年以上才能有收益（1分）成本利潤率迄今為止（總產(chǎn)出-總投入）/總投入1.1200%以上（5分）2.800%～1200%（包括1200%）（4分）3.400%～800%（包括800%）（3分）4.100%～400%（包括400%）（2分）5.100%及以下（1分）提高就業(yè)1.每年雇傭人數(shù)50人以上（5分）2.每年雇傭人數(shù)10～49人（4分）3.每年雇傭人數(shù)3～9人（3分）4.每年雇傭人數(shù)2人以內(nèi)（2分）5.不雇傭工人（1分）提高利用婦女和老人的勞動(dòng)能力1.既雇傭婦女也雇傭老人（3分）2.只雇傭婦女或老人（2分）3.不雇傭婦女和老人（1分）從業(yè)人員滿意度1.對(duì)目前從事林下山參栽培工作較為滿意（3分）2.對(duì)目前從事林下山參栽培工作基本滿意（2分）3.對(duì)目前從事工林下山參栽培工作不滿意（1分）弘揚(yáng)中醫(yī)藥文化1.有店面2家及以上或形成連鎖，有相關(guān)傳統(tǒng)文化宣傳資料（3分）2.有店面1家，有相關(guān)傳統(tǒng)文化宣傳資料（2分）3.無店面或無相關(guān)傳統(tǒng)文化宣傳資料（1分）提高人員科技素質(zhì)1.有專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)（3分）2.無專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)，但農(nóng)戶具備基本的林下參栽培知識(shí)（2分）3.無專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)，農(nóng)戶也不具備基本的林下參栽培知識(shí)（1分）

提高產(chǎn)地知名度1.產(chǎn)品聲譽(yù)與社會(huì)信賴程度高（2分）2.產(chǎn)品聲譽(yù)與社會(huì)信賴程度低（1分）施肥情況1.不施肥（3分）2.一年施肥1次（2分）3.一年施肥1次以上（1分）人為干預(yù)程度1.無干預(yù)（5分）2.輕微干預(yù)：只去除少數(shù)影響林下山參生長的灌木（4分）3.中度干預(yù):去除高于60cm的灌木，未清理草本（3分）4.重度干預(yù)：去除高于40cm的灌木與部分較高草本（2分）5.嚴(yán)重干預(yù)：去除所有灌木和草本（1分）1.草本層shannon-wiener指數(shù)4.5～5.0（5分）2.草本層shannon-wiener指數(shù)4.0～4.5（包括4.5）（4分）3.草本層shannon-wiener指數(shù)3.5～4.0（包括4.0）（3分）4.草本層shannon-wiener指數(shù)3.0～3.5（包括3.5）（2分）5.草本層shannon-wiener指數(shù)2.5～3.0（包括3.0）（1分）水土流失情況生物多樣性1.無水土流失現(xiàn)象（2分）2.有水土流失現(xiàn)象（1分）農(nóng)藥使用情況1.不施藥（5分）2.一年施藥1～2次（4分）3.一年施藥3～5次（3分）4.一年施藥6～10次（2分）5.一年施藥10次以上（1分）

3.1.2 確定權(quán)重系數(shù)[15]

確定權(quán)重系數(shù)，需要建立n×n的成對(duì)比較矩陣，用第i行（i=1，2，…，n）的指標(biāo)相對(duì)于其他各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行度量，從而將每個(gè)指標(biāo)的重要程度量化。本文采取0.1～0.9標(biāo)度[16]，令aij為A的第（i,j）元素，aij=0.5表示i和j是同等重要的，aij=0.7表示i比j重要得多，aij=0.9表示i和j相比絕對(duì)重要，aij=0.3表示j比i重要得多，aij=0.1表示j和i相比絕對(duì)重要，中間值可自行對(duì)應(yīng)解釋，0.1～0.9標(biāo)度評(píng)價(jià)一致性要求：如果aij=k，則意味著aji=1-k，而1～9標(biāo)度的一致性要求：如果aij=k，則意味著因此本文采取的0.1～0.9標(biāo)度相較于1～9標(biāo)度，評(píng)分差距最大值由81倍縮小至9倍，使得結(jié)果更加的客觀合理，相應(yīng)的比較矩陣為：

A的所有對(duì)角線元素aii必須等于0.5，利用mceAHP軟件，兩兩比較列出矩陣，計(jì)算權(quán)重系數(shù)。

3.1.3 判斷矩陣一致性

一致性意味著決策者關(guān)于成對(duì)比較的判斷是一致的，但是由于矩陣建立過程中存在人的主觀判斷，會(huì)使得某種“適當(dāng)”程度的不一致性存在，為了衡量這種存在“適當(dāng)”程度的不一致的一致性，AHP利用CR值來進(jìn)行判斷，如果 ,則認(rèn)為一致性程度可以接受，如果 ，需要重新估計(jì)A的元素aij，直到使其一致性程度可以接受為止[15]。

3.2 灰色關(guān)聯(lián)分析

根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分后，將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)

化處理，設(shè)置最優(yōu)參考序列和最差參考序列，如圖1所示。根據(jù)與最優(yōu)（最差）序列的接近程度，來判斷最終結(jié)果的優(yōu)（劣）。接下來根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)的計(jì)算規(guī)則與公式[17]，分別計(jì)算每個(gè)樣品在各自評(píng)價(jià)單元中相對(duì)于最優(yōu)、最差參考序列的關(guān)聯(lián)系數(shù)、關(guān)聯(lián)度。

3.3 綜合評(píng)價(jià)

建立綜合評(píng)價(jià)模型，如圖2所示。并在AHP計(jì)算所得權(quán)重的基礎(chǔ)上，利用公式計(jì)算相對(duì)關(guān)聯(lián)度[18]，其中ri(s)是指相對(duì)最優(yōu)參考序列的關(guān)聯(lián)度，ri(t)是指相對(duì)最差參考序列的關(guān)聯(lián)度，根據(jù)公式可知ri(s)越大，ri(t)越小，則相對(duì)關(guān)聯(lián)度越大，評(píng)價(jià)結(jié)果越好，以此對(duì)長脖類林下山參進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

4 評(píng)價(jià)結(jié)果

AHP確定的權(quán)重系數(shù)以及判斷矩陣一致性結(jié)果如表3所示，約束層各個(gè)子系統(tǒng)最終得分情況如圖3所示，相對(duì)關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表3 長脖類林下山參評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重及判斷矩陣一致性

表4 相對(duì)關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果及總排名

5 討論

5.1 長脖類林下山參資源評(píng)價(jià)

在數(shù)量評(píng)價(jià)方面，基地4和基地9排名前列，這與其栽培面積較大、栽培密度較為合理有關(guān)。栽培面積越大、栽培密度越合理，對(duì)林下山參的產(chǎn)量就越有利。栽培密度過低，林地得不到有效地利用；栽培密度過高，林下山參種間競(jìng)爭(zhēng)激烈，會(huì)影響個(gè)體發(fā)育，造成藥材品質(zhì)和產(chǎn)量下降。自然環(huán)境下，林下山參的發(fā)芽率較低，應(yīng)視出苗情況及時(shí)的補(bǔ)種，有利于保證栽培密度的合理。

在質(zhì)量評(píng)價(jià)方面，基地2和基地4排名靠前，一方面，是因?yàn)榛亟ㄔO(shè)時(shí)間較長，高參齡林下山參所占比例較大，有研究表明，林下山參的人參皂苷含量隨著生長年限的增加而增加[19]。另一方面，與基地的管理較好有關(guān)。在林下山參的栽培過程中，良好的管理十分重要，應(yīng)在封山看護(hù)、病蟲鼠害防治、郁閉度調(diào)整等方面加強(qiáng)管理[20]。此外，這兩個(gè)基地均十分重視種質(zhì)選育工作，其生產(chǎn)的長脖類林下山參人參皂苷含量高、長勢(shì)好，產(chǎn)量適中。

在經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)和社會(huì)效益評(píng)價(jià)方面，排名靠前的基地，一方面是因?yàn)槠淞窒律絽⑺幉钠焚|(zhì)優(yōu)良，另一方面是因?yàn)榛氐慕ㄔO(shè)投入及后期的商業(yè)運(yùn)營較好。這兩個(gè)方面都與基地的規(guī)模有關(guān)，通常規(guī)模大的基地才有實(shí)力在拓展?fàn)I銷渠道、基地建設(shè)、人員培訓(xùn)等方面加大投入，才有能力創(chuàng)造更多的就業(yè)崗位，實(shí)現(xiàn)較好的社會(huì)效益。根據(jù)實(shí)地調(diào)查來看，目前當(dāng)?shù)亓窒律絽⒃耘嗷囟酁楹献魃缁騻€(gè)人經(jīng)營，規(guī)模普遍不大，缺乏有實(shí)力的公司的資本介入。建議有關(guān)部門應(yīng)加大對(duì)林下山參栽培戶的扶植力度和宣傳力度，拓展銷售渠道，提高品牌知名度，從而增加產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。在生態(tài)效益評(píng)價(jià)方面，《中國藥典》2020年版[8]中，要求林下山參不應(yīng)該施肥，施肥過多會(huì)造成林下山參藥材性狀的改變，但調(diào)查中發(fā)現(xiàn)確有基地進(jìn)行了施肥，還有個(gè)別基地濫用農(nóng)藥，這些對(duì)于保證林下山參的品質(zhì)都是不利的。目前各基地普遍存在著去除林下灌木和高大草本，造成了林下草本物種多樣性降低，從長遠(yuǎn)來看，這不利于森林群落的正向演替和植被恢復(fù)。

在綜合評(píng)價(jià)方面，基地2總排名第1，表明該基地林下山參資源現(xiàn)狀最好，并且具有較好的發(fā)展前景。但是基地2并不是每個(gè)子系統(tǒng)評(píng)價(jià)得分都高，高分的主要貢獻(xiàn)來自于質(zhì)量評(píng)價(jià)和經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)，尤其是經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方面與其它基地差距較大，這與其投入的資金較多、規(guī)模較大、有專業(yè)的銷售團(tuán)隊(duì)運(yùn)作有關(guān)，這說明在現(xiàn)有林下山參品質(zhì)相差并不大的情況下，通過加大對(duì)基地各方面的投入，使其形成規(guī)模的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于基地的健康發(fā)展十分有利。

5.2 評(píng)價(jià)方法合理性

權(quán)重方面，排名為經(jīng)濟(jì)效益＞生態(tài)效益＞質(zhì)量＞數(shù)量＞社會(huì)效益，排序與評(píng)價(jià)的目的有關(guān)，中藥資源栽培的首要目的一般都是為了獲利，因此經(jīng)濟(jì)效益的權(quán)重較高，但是又考慮到國家近年來的環(huán)境保護(hù)政策，所以經(jīng)濟(jì)效益權(quán)重與生態(tài)效益權(quán)重差距很小。至于質(zhì)量和數(shù)量方面，有研究認(rèn)為珍稀食用菌產(chǎn)業(yè)中技術(shù)比規(guī)模重要[21]，技術(shù)可以類比為質(zhì)量；而栗蘑產(chǎn)業(yè)認(rèn)為產(chǎn)業(yè)規(guī)模大于質(zhì)量[22]，可認(rèn)為質(zhì)量的重要程度與該行業(yè)質(zhì)量或技術(shù)的差距有關(guān)，如果流水線成熟或者產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，質(zhì)量相比于重量就沒有那么重要，從仿野生栽培的藥用植物資源的現(xiàn)狀來看，質(zhì)量差距仍存在，質(zhì)量不均一仍是亟待解決的問題，因此認(rèn)為質(zhì)量權(quán)重＞數(shù)量權(quán)重。社會(huì)效益方面，發(fā)現(xiàn)除非是和國家出臺(tái)的重大政策相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，如扶貧產(chǎn)業(yè)或者一些地方的旅游產(chǎn)業(yè)[23-24]，否則社會(huì)效益所占權(quán)重不是很高，因此，經(jīng)濟(jì)效益＞生態(tài)效益＞質(zhì)量＞數(shù)量＞社會(huì)效益這種權(quán)重設(shè)置排序合理。根據(jù)圖3可知，除經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)整體較高外，其余4個(gè)子系統(tǒng)評(píng)價(jià)的整體差距并不明顯，這表明評(píng)價(jià)結(jié)果不是完全由某一權(quán)重的排序所左右，權(quán)重設(shè)定對(duì)評(píng)價(jià)體系的影響不是孤立的，而是綜合的。

綜合評(píng)價(jià)方面，基地2綜合評(píng)價(jià)得分最高，盡管主要貢獻(xiàn)來自于經(jīng)濟(jì)效益，但是該基地其他方面得分也較好，沒有出現(xiàn)某個(gè)方面評(píng)價(jià)極低的情況。而基地4、5、7、8經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)得分較高且相差不大，但是排名相差較多，尤其是基地7綜合評(píng)價(jià)總排名位于倒數(shù)第3，這表明雖然經(jīng)濟(jì)效益所占比重大，但這并不能絕對(duì)的影響結(jié)果，如果其它方面評(píng)價(jià)得分不高甚至極低，最終的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果也不會(huì)很好，即評(píng)價(jià)結(jié)果具有客觀性和綜合性。只有當(dāng)基地盈利，且數(shù)量、質(zhì)量與環(huán)境、人文達(dá)到一種協(xié)調(diào)的狀態(tài)時(shí)，才是真正的良性循環(huán)發(fā)展，它們彼此是互相補(bǔ)充、互相促進(jìn)的。綜上所述，評(píng)價(jià)結(jié)果客觀合理，符合實(shí)際。

6 結(jié)論

在確定評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，利用AHP，選擇0.1～0.9標(biāo)度，計(jì)算權(quán)重系數(shù)，滿足CR≤0.1的條件后，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析計(jì)算相對(duì)關(guān)聯(lián)度，從而對(duì)仿野生栽培藥用植物資源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果給出相應(yīng)的建議，以此為仿野生栽培藥用植物資源的發(fā)展規(guī)劃提供參考。