83个夏鹃品种园林应用综合评价

蔡美萍 袁媛 陈清西

摘要：【目的】建立夏鹃品种园林应用综合评价体系，为夏鹃品种的推广应用提供科学依据。【方法】采用层次分析法（AHP）计算引进83个夏鹃品种的综合评价值，运用K-means聚类分析划分其等级，建立其园林应用综合评价体系。【结果】筛选出与夏鹃花观赏性、整体观赏性和适应性密切相关的评价因子14个，并确定各评价因子的评分标准；依据综合评价值和聚类中心值，可将83个夏鹃品种划分为优、良和一般3个等级，各等级品种数所占比例分别为9.64%、57.83%和32.53%；筛选出综合性状表现优异的熏凤、石岩杜鹃和若惠比寿等8个夏鹃品种可直接应用于园林生产，天章、上总紫和都贺之春等48个夏鹃品种可作为园林应用的补充材料在栽培条件较理想的地方栽培，而朝樱、壬生之华和大杯等27个夏鹃品种不宜在园林生产中应用。【结论】采用AHP和K-means聚类分析相结合的方法可有效进行夏鹃品种综合评价和分级，并快速筛选出适应性强、观赏性状佳的优良夏鹃品种供园林生产应用。

关键词： 夏鹃；园林应用；层次分析法（AHP）；K-means聚类分析；综合评价

中图分类号： S685.21 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2018）08-1588-08

0 引言

【研究意义】夏鹃（Rhododendron pulchrum）属常绿灌木，原产于印度和日本，主要指皋月杜鹃（R. indicum）的各栽培品种，为杜鹃中开花较晚的品种，花期为5月下旬～6月（周泓，2012）。夏鹃种类繁多，花色艳丽，已广泛应用于城市园林绿化、观光园区布景、街道美化及居室装饰等，具有较高的观赏价值和经济价值。我国是杜鹃花的起源地，但栽培的夏鹃园艺品种相对较少（朱春艳等，2007）。近几年来，随着夏鹃品种引进与自主选育力度的不断加大，我国夏鹃品种的数量不断增加，迫切需要建立一套能客观、全面反映其品种特性的评估体系，为夏鹃品种的大规模推广应用提供依据。层次分析法（Analytic hierarchy process，AHP）是一種用于研究多因素问题的系统化、层次化的科学分析方法，可将定量因素与定性因素相结合，客观、有效地反映各影响因素的影响效果（Sari et al.，2008）。因此，利用AHP对夏鹃的品种特性进行综合评估，能有效筛选出品质性状优异的夏鹃品种，推动夏鹃产业不断发展。【前人研究进展】近年来，AHP已逐渐应用于观赏植物的引种、品质资源评价及景观评价（陈晓刚和罗奇，2013；吴燕燕等，2016），在观赏甘薯（王晨静等，2015）、蝴蝶兰（陈和明等，2017）、百合（宁云芬等，2017）和玉簪（张京伟等，2017）上已有相关研究报道。在杜鹃花的应用方面，徐忠和张春英（2014）研究认为，AHP可应用于筛选适宜露地栽培的杜鹃花品种和具有较大开发潜力的野生杜鹃花品种；李永金等（2015）报道，利用AHP筛选耐高温湿热杜鹃花品种已获得成功。【本研究切入点】目前，关于建立综合评价体系以筛选出适宜园林应用夏鹃品种的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】结合周年观察、市场调研及专家群体判断，采用AHP对引种的83个夏鹃品种进行综合评价，并利用K-means聚类分析对评价值进行等级划分，建立系统科学的夏鹃品种园林应用评价体系，为夏鹃品种的推广应用提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 研究区概况

研究区位于福建省宁德市卢下洋千亩花卉园区（东经119°19′48″、北纬27°7′12″），平均海拔800 m，属季风气候，雨量充足，年均气温13～17 ℃，年降水量1800～2200 mm，年均相对湿度83%。

1. 2 试验材料

83个3年生露地栽培夏鹃品种由福建天蓝蓝生态有限公司提供。

1. 3 性状观测与统计

于2014年6月～2016年6月的初春及初夏，各品种选出长势均一、能反映该品种整体生长状况的5个单株作为观测样本，并挂牌标识，每隔1～2 d观测一次。其中，花色和叶色以英国皇家园艺协会（RHS）出版的比色卡（RHS color chart）进行比对测量；花径取花朵盛开时两个垂直方向长度的均值；花型和株型的表型性状参照LY/T 1852—2009杜鹃DUS测试指南的相关测量方法及测量部位进行测量；病虫害抗性以花期军配虫（夏鹃最主要的虫害）为害情况作为评价指标，即虫害指数=花期军配虫为害株数/总株数（张冬菊，2013）；繁殖难易程度以扦插成活率衡量，即扦插成活率（%）=扦插成活数/总扦插数×100。

1. 4 评价方法

采用AHP构建夏鹃品种综合评价模型，建立判断矩阵，并进行一致性检验。参照曹茂林（2012）的方法运用Excel 2003计算各评价因子的综合权重值，参照冯岩松（2015）的方法以SPSS 22.0对83个夏鹃品种进行聚类分析，划分其等级。

1. 4. 1 夏鹃品种综合评价结构模型构建 依据夏鹃品种各评价因子间的相互关系，建立夏鹃品种园林应用综合评价的结构模型。从图1可看出，结构模型分4层，即目标层A、约束层B、标准层C和最底层D。目标层A为夏鹃品种园林应用价值的综合评价；约束层B为影响夏鹃品种园林应用的主要因子；标准层C为具体评价指标，是隶属于主要性状（B）的主要评价因子；最底层D为待评价的83个夏鹃品种。

1. 4. 2 构建判断矩阵及进行一致性检验 根据各影响因子对夏鹃品种园林应用价值的贡献度和各影响因子的重要性，结合专家意见及生产实践经验，采用1～9比率标度法（Saaty，1990）确定各因子间的相对重要性程度，构造出A-B、B1-C、B2-C和B3-C共4个矩阵，同时计算出约束层和标准层的权重值及判断矩阵的最大特征值（λmax）和特征向量（W）（表1～表4）。

为保证所得结论的可靠性和合理性，需对判断矩阵进行一致性检验。根据定义，一致性比率CR=CI/RI，其中，CI=（λmax-n）/（n-1）为一致性指标，RI为平均随机一致性指标，当CR<0.10时，说明该矩阵具有满意的一致性，否则需对判断矩阵进行相关调整（孙明等，2011）。由表1～表4可知，4个矩阵的CR均小于0.1000，说明各矩阵均具有满意的一致性。

1. 4. 3 计算综合权重值 计算各评价指标的综合权重值，即计算各指标B对目标层A的权向量。

1. 5 确定评分标准

观测记录各品种的14个评价指标，结合相关文献和专家意见，拟定各评价指标的评分标准（表5）。

2 结果与分析

2. 1 各评价指标层次的单排序

根据A-B层的评价结果（表1）可知，约束层3个评价因子的权重值B1（花观赏性）、B2（整体观赏性）和B3（适应性）分别为0.3196、0.1220和0.5584，其中B3所占权重最大，达55.84%。说明适应性为综合评价夏鹃品种园林应用价值的最重要因子，在园林绿化中主要依据其适应性来筛选适宜品种，再次是考虑夏鹃品种花的观赏性，最后是夏鹃品种的整体观赏性。根据B1-C层的评价结果（表2）可知，在B1-C层（花观赏性评价因子）中，各综合评价指标的权重值排序为花期长短C4（0.2952）>花期迟早C5（0.2009）>花色C1（0.1827）>花豐富度C6（0.1603）>残花状况C7（0.0763）>花型C2（0.0514）>花径C3（0.0332），说明花期长短、迟早和花色、花丰富度是评价夏鹃花观赏性的主要指标；在B2-C层（整体观赏性评价因子）中，株型C8所占权重值最大，其次为叶色C10，叶形C9最小，各权重值分别为0.6483、0.2297和0.1220（表3），说明株型是评价夏鹃整体观赏性的主要指标；在B3-C层（适应性评价因子）中，各评价指标的权重值排序为抗逆性C14（0.3972）>病虫害抗性C13（0.3340）>繁殖难易程度C11（0.1621）>生长势C12（0.1067）（表4），说明抗逆性和病虫害抗性是评价夏鹃适应性的主要指标。综上所述，夏鹃品种各评价指标层次的单排序结果与实际园林应用表现具有较高的一致性，说明本研究所建立的夏鹃品种园林应用综合评价模型及所采用的评价方法具有一定可信度和较佳适合度。

2. 2 各评价指标层次的总排序

由表6可知，抗逆性C14、病虫害抗性C13、花期长短C4和繁殖难易程度C11 4个评价指标所占总排序权值较大，合计占总排序权值总和的59.32%，其中总排序权值最大的是抗逆性C14，为0.2218，其次是病虫害抗性C13，为0.1865，花期长短C4和繁殖难易程度C11分别为0.0944和0.0905；株型C8、花期迟早C5、生长势C12、花色C1、花丰富度C6、叶色C10及残花状况C7等总排序权值占总排序权值总和的36.49%，其中株型C8为0.0791、花期迟早C5为0.0642、生长势C12为0.0596、花色C1为0.0584、花丰富度C6为0.0512、叶色C10为0.0280、残花状况C7为0.0244；花型C2、叶型C9和花径C3等总排序权值占总排序权值总和的比例最小，分别为0.0164、0.0149和0.0106，合计占总排序权值总和的4.19%。说明夏鹃品种的抗逆性、病虫害抗性、花期长短及繁殖难易程度4个因子为夏鹃品种园林应用综合评价的决定性因素，株型、花期迟早、生长势、花色、花丰富度、叶色及残花状况7个因子为夏鹃品种园林应用综合评价的重要因素，而花型、叶型和花径3个因子为夏鹃品种园林应用综合评价的一般评价因素。

2. 3 夏鹃品种园林应用综合评价分值的确定及其等级划分

根据拟定的14个夏鹃品种园林应用综合评价指标的评分标准（表5）对83个夏鹃品种逐一打分，进而依据所得的14项评价指标的总排序权值（表6）计算出各夏鹃品种的综合评分值。用K-means聚类分析对各夏鹃品种的综合评分值进行聚类分析，并运用最小距离法划分其等级，最终可将83个夏鹃品种划分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级，分别代表夏鹃品种的园林应用综合品质为优、良和一般，所对应的聚类中心值分别为4.3205、3.3257和2.7844，不同等级的代表品种见图2。各夏鹃品种园林应用综合性状的评分值详见表7。

2. 4 夏鹃品种综合评价结果的分析和验证

由表7可知，综合品质优（Ⅰ级）、良（Ⅱ级）和一般（Ⅲ级）3个等级的夏鹃品种分别占供试夏鹃品种总数的9.64%、57.83%和32.53%。其中，熏凤、石岩杜鹃、若惠比寿和紫辰殿（图2-Ⅰ）等8个Ⅰ级夏鹃品种的园林应用综合评分值较高，其花型饱满、花色艳丽、着花量大、株型紧凑、病虫害抗性及抗逆性强，综合品质最佳，具有广阔的园林应用前景，可直接应用于营造园林景观；天章、上总紫（图2-Ⅱ）、都贺之春和荣冠等48个Ⅱ级夏鹃品种的园林应用综合评分值居中，在综合评价中表现为某些方面的指标值较高，其他指标值较低，但总体综合性状良好，可作为园林应用的补充材料，在栽培条件较理想的地方栽培；朝樱、壬生之华、大杯和星之辉（图2-Ⅲ）等27个Ⅲ级夏鹃品种的园林应用综合评分值较低，这些品种一般是某些性状存在较大缺陷，有的适应性弱，繁殖能力差，或观赏性差，生长较缓慢，或植株松散，叶片色泽晦暗等，不适宜园林景观应用，但可作为种质资源进行保存。

3 讨论

本研究中，夏鹃品种的适应性占综合评价体系权重最大，表明在夏鹃品种的栽培实践中，植株的抗性和繁殖难易程度等是评价其是否适宜推广应用的首要因子，与翟丽丽等（2012）、吴燕燕等（2016）、倪建忠等（2017）的研究结果一致，但与徐忠和张春英（2014）在上海露地栽培杜鹃、李永金等（2015）在青海栽培野生杜鹃品种及其他研究者在盆栽三色堇（杜晓华，2012）、多头小菊（王青等，2012）、切花菊（张冬菊，2013）和芍药（吴婷等，2014）等观赏植物研究中得出观赏性是首要评价因子的观点不一致，可能与夏鹃品种主要在夏季开花，虽为喜阳植物，但忌夏日暴晒（倪建忠等，2017）等属性有关。福建地区夏季高温等环境因子制约了夏鹃的生长和发育，也使得在园林中应用的夏鹃苗木管理难以达到预期的景观效果，而处于气候条件相对适宜或作盆景栽培夏鹃品种的观赏性权重高于适应性权重。此外，本研究将供试的83个夏鹃品种划分为3个等级，与王青等（2012）、翟丽丽等（2012）、倪建忠等（2017）的分级方法相似，说明K-means聚类分析也可有效地对评估品种进行合理的聚类分析。本研究优选出熏凤、石岩杜鹃和若惠比寿等8个适应性强、观赏性高、具有最佳园林应用前景的Ⅰ级夏鹃品种，说明此次评价及分级结果与实际生产基本相符，表明应用层次分析法可较好地反映评估对象的综合性状，所建立的夏鹃品种园林应用综合评价模型可用于夏鹃优良品种筛选。

层次分析法的评价因子既有数量性状又有质量性状，能较客观反映夏鹃品种的综合应用价值，但也存在一定局限性，如在综合评价不同品种过程中由于涉及相当一部分非定量因素，且不同因素间的重要性不尽相同，因此在对各因素的重要性进行评议时较难保持评判的全面性、准确性和一致性，使得评估结果存在一定偏差。因此，在后续的综合评价研究中应尽可能多地选取数量性状指标，将主观评价因素进行量化处理，亦可对评价指标的选取和相应评价标准的制定进行深入探讨，以期形成科学统一的综合评价标准，为优良夏鹃品种的快速筛选提供坚实的理论基础。本研究构建的夏鹃品种园林应用综合评价体系选用的评价因子基本能反映夏鹃品种的品质特性，不仅综合评估了夏鹃品种的园林应用观赏价值，还考量了不同品种间的适应性，能较客观、全面地反映夏鹃品种的综合应用价值。此外，由于不同气候环境及栽培条件等因素对夏鹃品种综合性状的充分展现存在一定影响，因此，在参考使用本研究所建立的综合评价体系时，应同时考虑不同气候条件、栽培环境及引种栽培时间长短等因素对评价结果的影响，从而更全面、更准确地评价待评估品种的综合品质。

4 结论

采用AHP和K-means聚类分析相结合的方法可有效进行夏鹃品种综合评价和分级，并快速筛选出适应性强、观赏性状佳的优良夏鹃品种。其中，筛选出的熏凤、石岩杜鹃和若惠比寿等8个品种适应性和观赏性强，综合性状优异，可直接应用于园林生产；天章、上总紫和都贺之春等48个夏鹃品种可作为园林应用的补充材料在栽培条件较理想的地方栽培；而朝樱、壬生之华和大杯等27个夏鹃品种不适宜在园林生产中应用。

参考文献：

曹茂林. 2012. 层次分析法确定评价指标权重及Excel计算[J]. 江苏科技信息，（2）：39-40. [Cao M L. 2012. Use analytic hierarchy process method to determine the evalua-ting factors and its calculation via Excel[J]. Jiangsu Science & Technology Information，（2）：39-40.]

陈和明，吕复兵，李佐，肖文芳，朱根发. 2017. 蝴蝶兰品质性状综合评价体系的构建[J]. 中国农业大学学报，22（8）：83-94. [Chen H M，Lü F B，Li Z，Xiao W F，Zhu G F. 2017. Establishment of comprehensive evaluation system on quality traits in Phalaenopsis[J]. Journal of China Agricultural University，22（8）：83-94.]

陈晓刚，罗奇. 2013. 城市住宅区园林植物景观评价[J]. 南方农业学报，44（6）：999-1003. [Chen X G，Luo Q. 2013. Method of evaluating plant landscape in urban residential area[J]. Journal of Southern Agriculture，44（6）：999-1003.]

杜晓华，刘会超，张风娟. 2012. 层次分析法在三色堇观赏性评价中的应用[J]. 东北农业大学学报，43（10）：166-171. [Du X H，Liu H C，Zhang F J. 2012. Analytic hierarchy process on pansy ornamental evaluation[J]. Journal of Northeast Agricultural University，43（10）：166-171.]

冯岩松. 2015. SPSS 22.0统计分析应用教程[M]. 北京：清华大学出版社. [Feng Y S. 2015. SPSS 22.0 Statistical Analysis Application Course[M]. Beijing：Tsinghua University Press.]

李永金，张东杰，田广庆. 2015. 15种青海杜鹃花的观赏价值分析及评价[J]. 林业科技通讯，10（6）：12-15. [Li Y J，Zhang D J，Tian G Q. 2015. Analysis and evaluation of the ornamental value of 15 Qinghai wild azalea varieties[J]. Forest Science and Technology，10（6）：12-15.]

倪建中，李許文，刘文，王伟，郁书君，代色平. 2017. 广州地区引种杜鹃花品种园林开发综合评价[J]. 热带作物学报，20（8）：1404-1410. [Ni J Z，Li X W，Liu W，Wang W，Yu S J，Dai S P. 2017. Comprehensive evaluation of landscape exploitation and application of Azaleas imported cultivars in Guangzhou[J]. Chinese Journal of Tropical Crops，20（8）：1404-1410.]

宁云芬，贾蕊，荣涛，汪勐炜. 2017. 基于层次分析法的盆栽东方百合品种综合评价体系构建[J]. 南方农业学报，48（4）：669-674. [Ning Y F，Jia R，Rong T，Wang M W. 2017. Establishing comprehensive evaluation system for potted Oriental lily cultivars based on analytic hierarchy process[J]. Journal of Southern Agriculture，48（4）：669-674.]

孙明，李萍，张启翔. 2011. 基于层次分析法的地被菊品系综合评价研究[J]. 西北林学院学报，26（3）：177-181. [Sun M，Li P，Zhang Q X. 2011. Comprehensive evaluation of the ground-cover chrysanthemum morifolium cultivars by analytic hierarchy process（AHP）[J]. Journal of Northwest Forestry University，26（3）：177-181.]

王晨靜，陆国权，赵习武，郭迪. 2015. 观赏甘薯的观赏性综合评价[J]. 江苏农业科学，43（2）：176-178. [Wang C J，Lu G Q，Zhao X W，Guo D. 2015. Comprehensive evaluation of the ornamental characteristic of Ipomoea batatas（L.） Lam[J]. Jiangsu Agricultural Sciences，43（2）：176-178.]

王青，戴思兰，何晶，季玉山，王朔. 2012. 灰色关联法和层次分析法在盆栽多头小菊株系选择中的应用[J]. 中国农业科学，45（17）：3653-3660. [Wang Q，Dai S L，He J，Ji Y S，Wang S. 2012. Application of grey correlation analysis and AHP method in selection of potted chrysanthemum[J]. Scientia Agricultura Sinica，45（17）：3653-3660.]

吴婷，高健洲，赵志琴，刘燕，张嘉. 2014. 芍药设施栽培品种筛选[J]. 西北林学院学报，29（3）：145-150. [Wu T，Gao J Z，Zhao Z Q，Liu Y，Zhang J. 2014. Selection of Herbaceous peony cultivars under protected cultivation condition[J]. Journal of Northwest Forestry University，29（3）：145-150.]

吴燕燕，白岳峰，林夏斌，吴莎莎，翟俊文，陈凌艳，彭东辉. 2016. 武夷山地区观赏荷花品种引种价值综合评价[J]. 西南林业大学学报，36（1）：106-113. [Wu Y Y，Bai Y F，Lin X B，Wu S S，Zhai J W，Chen L Y，Peng D H. 2016. Evaluation of the introduction value of ornamental lotus varieties in Wuyishan[J]. Journal of Southwest Forestry University，36（1）：106-113.]

徐忠，张春英. 2014. 层次分析法在上海露地栽培杜鹃花品种综合评价中的应用[J]. 上海农业学报，30（3）：52-55. [Xu Z，Zhang C Y. 2014. Application in the comprehensive evaluation on cultivation rhododendron varieties by analytic hierarchy process（AHP） in Shanghai[J]. Acta Agriculturae Shanghai，30（3）：52-55.]

翟丽丽，房伟民，陈发棣，陈素梅，滕年军，管志勇，韩勇. 2012. 国庆小菊观赏性和耐旱、涝性的综合评价[J]. 中国农业科学，45（4）：734-742. [Zhai L L，Fang W M，Chen F D，Chen S M，Teng N J，Guan Z Y，Han Y. 2012. Comprehensive appraisal of the ornamental value and drought and flooding resistance of Guoqing Chrysanthemum with small inflorescences[J]. Scientia Agricultura Sinica，45（4）：734-742.]

张冬菊. 2013. 切花菊品种遗传多样性研究与杂交育种[D]. 武汉：华中农业大学. [Zhang D J. 2013. Genetic diversity and cross breeding for cultivars of cut Chrysanthemum[D]. Wuhan：Huazhong Agricultural University.]

张京伟，孙纪霞，张英杰，胡胜云，郭文娇，初美静，刘学庆. 2017. 基于AHP的玉簪品种适应性分析与评价[J]. 河南农业科学，46（9）：110-113. [Zhang J W，Sun J X，Zhang Y J，Hu S Y，Guo W J，Chu M J，Liu X Q. 2017. Adaptibility analysis and evaluation of Hosta species with the method of AHP[J]. Journal of Henan Agricultural Scien-ces，46（9）：110-113.]

周泓. 2012. 杜鹃花品种资源多样性研究及品种分类体系构建[D]. 杭州：浙江大学. [Zhou H. 2012. Analysis of azalea cultivar diversity and establishment of cultivar classification system[D]. Hangzhou：Zhejiang University.]

朱春艳，李志炎，鲍淳松，徐芸茜. 2007. 我国杜鹃花资源的保护与开发利用[J]. 中国野生植物资源，26（2）：28-31. [Zhu C Y，Li Z Y，Bao C S，Xu Y Q. 2007. Conservation and utilization of rich Rhododendron germplasm resources in China[J]. Chinese Wild Plant Resources，26（2）：28-31.]

Saaty T L. 1990. How to make a decision：The analytic hierarchy process[J]. European Journal of Operational Research，48：9-26.

Sari B，Sen T，Kilic S E. 2008. Ahp model for the selection of partner companies in virtual enterprises[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology，38（3-4）：367-376.

（责任编辑 思利华）