基于层次分析法的杜鹃品种综合评价体系的建立*

叶 菁，晏琴梅，黄俊婷，潘爱芳，严 洪，庄莉彬

(1.福州植物园，福建 福州 350012；2.福建省林业调查规划院，福州 350003)

杜鹃(Rhododendronsimsii)是中国十大名花之一，盛开时色彩艳丽，有较高的观赏价值，也是园林绿化中不可或缺的花灌木[1]。福州市园林建设里使用的杜鹃品种很少[2-4]，这主要是因为杜鹃野外大多生长于海拔500～1 200 m的山地疏灌丛或松林下，为我国中南及西南典型的酸性土指示植物，喜湿润气候[5]，而福州处于亚热带季风气候区，夏热冬暖，年平均气温18～22 ℃，最热月7-8月平均气温33～37 ℃[6]，且夏、秋两季常出现持续的高温天气，杜鹃植株很容易出现叶片黄化、干枯的现象，因此，对引种地的生境的要求阻碍了杜鹃在福州的推广应用。鉴于此，有必要引种一批姿态优美、抗旱性强、适宜在福州地区栽培种植的杜鹃优良品种，作为园林造景应用资源素材，提升园林景观品质，并营建杜鹃优良品种采穗圃。AHP层次分析法是一种解决多目标复杂问题的定性和定量相结合进行计算决策权重的研究方法，是将整体分解成各影响景观因子，通过对因子的分析来总结整体[7]。近年来该方法在植物景观评价[8-11]、植物资源评价及筛选[12-13]、风景区的开发与利用[14]等方面应用广泛，且取得了良好的效果。为此，本研究对福州植物园从浙江金华引种栽培的50个杜鹃品种进行为期一年的观察和特征记录，运用层次分析法从花观赏特性、整体观赏性、园林应用潜力等三个方面，初步建立了福州植物园杜鹃品种观赏价值综合评价体系，旨在筛选出适合福州市园林绿地建设的优良杜鹃品种。

1 评价方法

1.1 问卷调查

本次实验共设计两份问卷。问卷一针对专家，用于对约束层和标准层中评价指标的确定和筛选，确定了约束层的3个因素：花观赏特性、整体观赏性和园林应用潜力。从标准层的花型、花丰满度、花瓣质感、花期长短、最佳观赏期、花色、花显示程度、花径、残花状况、叶色、叶形、叶片质感、叶丰满度、芳香性、株型、枝干特性、开花率、抗逆性、生境类型、繁殖特性、利用程度、引种成活率、病虫害抗性等23个因子中筛选出了14个因子，并且运用1-5标度法对筛选后的指标进行两两重要性比较。问卷二针对具有园林植物专业知识的硕士生、本科生等，用于对所选取标准层中花色、叶色等评价指标的子指标进行等级排序。

2020年7月17—7月25日向15名专家发放调查问卷，收回15份，有效问卷15份。向学生发放问卷200份，收回182份，有效问卷150份。

表1 待评价的50个杜鹃品种

1.2 性状的调查和测量

调查时间为2019年6月至2020年6月，在杜鹃的花期3月上旬至5月下旬每隔1～2 d调查一次，其余时间每隔7 d观察1次，从每个品种中挑选出10盆生长势中等的植株，对花型、花丰满度、花期长短、花色、花显示程度、花径、叶色、叶丰满度、芳香性、株型、开花率、抗逆性、引种成活率、病虫害抗性等14个性状进行测量和调查。其中发现病虫害的拍照记录然后请专家鉴定，花色按照比色卡颜色确定。花径为随机抽5朵小花测定后计算平均值[15]。

1.3 评价模型的建立

通过问卷数据以及参考相关文献[16-19]和专著[20-22]阐述的杜鹃特点，建立了分层次的结构评价模型(表2)。该模型分为目标层、约束层、标准层、最低层等四层。目标层A：福州植物园杜鹃观赏价值综合评价；约束层B：限制杜鹃观赏价值的各种因素，包括花观赏特性、整体观赏性和园林应用潜力；标准层C：具体评价指标，包括花的丰满度等14个因子；最低层D：待评估的50个杜鹃品种。

表2 福州植物园杜鹃品种观赏价值评价体系

1.4 构建判断矩阵及一致性检验

在层次分析法中，各评价因素的相对重要性信息通常是在总目标要求和专家意见的基础上做出判断。使用1-5标度法赋值并构成两两比较矩阵，通过计算判断矩阵的最大特征值Am和相应的特征向量W，计算出每一层各个因子的相对重要性权重，并对判断矩阵进行一致性检验[23]。当一致性比率CR<0.10，则通过检验，否则需要重新调整矩阵。

2 结果与分析

2.1 评价因子的权重及一致性检验结果

综合15名植物专家的意见，对杜鹃14个评价因子之间进行相对重要性程度的两两对比，构造判断矩阵(表3-表6)。各矩阵一致性比率CR<0.10，均通过一致性检验，说明本试验建立的福州植物园引种的杜鹃观赏价值评价判断矩阵合理，由此计算出各约束层和方案层的权重W。

在约束层中，花观赏特性的权重值为0.648，所占权重超过50%；其次为园林应用潜力，权重值为0.230；再次为整体观赏性，权重值为0.122(表3)。

在花观赏特性中，权重值最高的为花期长短，为0.350 9，其次为花径，接着为花色、花显示程度、花丰满度和花型(表4)。

在整体观赏性中，权重值最高的为叶丰满度，为0.4。其余叶色、芳香性和株型权重值一致，均为0.2(表5)。

在园林应用潜力中，开花率的权重值最低，为0.1，其余的性状因子均一致，即抗逆性、引种成活率、病虫害抗性的权重值均为0.3(表6)。

由表3-表6构建的判断矩阵，可以获得标准层对目标层的总排序值(表7)。花期长短是评价杜鹃品种观赏价值的最重要因子(W>0.2)。权重值排名前三的为C3花期长短、C6花径和C4花色，共占据总权重46.72%，说明这三个评价指标是福州植物园杜鹃品种评价指标中的决定性因素。花显示程度也占据相对重要的位置(W>0.08)，而花型、叶色、芳香性、株型和开花率对于杜鹃品种的观赏价值影响较小(W<0.03)。

表3 A-Bi判断矩阵与一次性检验

表4 B1-Ci判断矩阵与一次性检验

表5 B2-Ci 判断矩阵与一次性检验

表6 B3-Ci 判断矩阵与一次性检验

表7 标准层对目标层的总排序值

2.2 50个杜鹃品种观赏价值的评价结果

本试验中，由各评价因子的权重值(表3-表6)和杜鹃具体评价指标的评分标准(表8)计算可以得到每个杜鹃品种的观赏价值评价得分(表9)。观赏价值综合得分最高的品种是‘红阳’，得分4.902 4，其品种特征为花期3月14日—4月5日，长达10 d以上，花色为玫红鲜艳花色，花径7～8 cm。观赏价值综合得分最低的是‘白香玉’，得分2.623 8，品种特征为花型单瓣，花期3月11—3月15日，仅4～5 d、花色灰白、花径5～6 cm。大部分品种的分值集中在3.0～3.6。

表8 杜鹃具体评价指标的评分标准

依据分值的分布情况，将50个待评价的杜鹃品种划分为4个等级。I级：得分>4.7，观赏价值高，包含了‘红阳’、‘红苹果’、‘大吉祥’、‘丹顶’、‘霸王红’、‘常春3号’，这6个品种花期均较长；Ⅱ级：4.0<得分≤4.7，观赏价值较高，有‘状元红’、‘御带之荣’等14个品种；Ⅲ级：3.0<得分≤4.0，观赏价值良好，该级共有‘紫秀’、‘红宝石’等26个品种；Ⅳ级：得分≤3.0，观赏价值较低，分别是‘雪晴’、‘喜鹊登枝’、‘麂角叮’、‘白香玉’等4个品种。

表9 50个杜鹃品种观赏价值综合评估结果

3 讨论与结论

本研究的评价指标不仅根据专家意见和相关文献，并且通过发放问卷的形式，让打分者将部分指标的子选项根据所对应的图片，按照自己的中意程度进行评定，最后根据排序结果里集中的数值来确定每个子选项的分值。定性和定量相结合的方法加上人的主观判断量化表达和处理，有助于提高评价的客观性和有效性，最大程度上避免主观实验误差。层次分析法在杜鹃资源评价方面运用广泛。周媛等[9]根据杜鹃的观赏特点，选定了杜鹃属植物评价的15个评价指标，为武汉市林业果树科学研究所引进的56个杜鹃园艺种与野生种的良种筛选与园林绿化应用提供一定的理论与实践参考。徐忠等[18]运用层次分析法对上海露地栽培的22个杜鹃花品种进行了综合评价，为上海地区杜鹃品种的选择应用提供了科学依据。李仁娜等[19]采用层次分析法从花、叶与适应性三个方面选定了杜鹃评价的花色、花型、花径、花丰满度、花期长短、残花状况、适应性、株型、叶丰满度、叶色等10个评价指标，对西安地区栽培的30个杜鹃品种进行综合评价，但评价指标中的残花状况可以通过园林管理养护对残花进行及时摘除，达到促使新枝花芽分化及减少养分流失的效果[24]。

本文通过杜鹃观赏价值综合评价体系发现，权重值排名前三的为花期长短、花色和花径，共占据总权重53.61%。因此，对于杜鹃品种的培育和杂交亲本的选取，可从如何延长花期、提升花色质量和单花直径方向进行。郑颖[2]在福州城区的西湖公园、闽江公园、茶亭公园、金山公园、琴亭湖公园、清凉山公园等6个公园的调查中发现杜鹃在公园绿化中品种较为单一，提出需要加大引进新品种力度和注重抗逆性和适应性评价的建议。本文评价等级I级的有红阳、大吉祥、丹顶、霸王红、红苹果、常春3号等，这6个杜鹃品种的花期相对于其他品种的较长，单花花径均≥7 cm，且抗逆性和适应性均较强，可为福州各公园选取栽培杜鹃提供参考依据。