北京地区月季综合评价体系的建立

冯 慧

赵世伟

卜燕华

刘 引

戴思兰*

现代月季品种已经超过了4万个，如何评价某一品种的优劣，目前国内外均无统一的标准[1-2]。这种现状的存在致使我国虽然花了大量资金引进新优品种，但却不能准确筛选出适宜各地栽植的新优月季品种。国内大多采用专家评议和打分的方法，由于缺乏标准的定量分析，其评价结果往往不够全面和准确[3]。对于观赏植物品种的品质，人们的要求在不断提高：既要求其花大、色艳，又要求其姿美、有香味、耐贫瘠，定性或单一指标的评价方法已不能满足人们的需要。因此，从品种评价到优良品种选育都需要一个客观、全面、科学和定量的综合评价体系。

由于层次分析法在处理复杂决策问题上的实用性和有效性，其在农业等领域得到了广泛的应用[4]。在观赏植物方面主要应用于资源评价和新优品种的选择，如在桂花[5]、紫薇[6]、大花蕙兰[7]、菊花[8-11]和地被菊[12]等的评选中都应用到了此方法。在月季中，基于层次分析法，柴扉、武华鑫、李贝和孙霞枫分别建立了现代月季的综合评价体系[13-16]。李贝的研究侧重于切花月季[15]；武华鑫的研究目的是筛选出适合武汉地区栽培的现代月季品种[14]；柴扉建立的评价模型过分重视花部性状，同时柴扉的试验材料只有24个现代月季品种，代表性不足[13]；孙霞枫建立的月季综合评价体系中，没有结合月季在北京绿化中的实际应用方式，应用性不强[16]。

本试验以筛选适宜北京地区绿化应用的现代月季品种为目标，对4类238个月季品种的植株性状、花部性状和抗性等27个性状进行详细观测。结合月季在北京园林绿化中的应用形式，利用主成分分析方法筛选影响品种分类的主要性状，应用层次分析法确定主要性状的权重，并建立了分别针对四大月季类群的综合评价体系。

1 研究区域

北京位于东经115.7°～117.4°，北纬39.4°～41.6°，是典型的北温带半湿润大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春秋季较短。

2 分析方法

2.1 主成分分析法

应用SPSS 18.0统计软件对试验的数据进行分析，进行主成分分析前，首先根据Kaiser[17]给出的KMO度量标准，检验本试验所选取的变量间的相关系数是否适合作主成分分析。

2.2 层次分析法

根据绿化用月季各性状指标间的相互关系和隶属关系，建立3个层次的综合评价模型。第一层是目标层(A)，为北京地区优秀的绿化类月季品种；第二层是约束层(C)，包括植株性状、花部性状、和抗性；第三层是指标层(P)，包括选取的13个性状指标，并分别表述为不同分值。根据T. L. Saaty[18]1-9比率标度法，通过因素之间两两比较来构造判断矩阵。根据各评价因子对绿化类月季品质的重要程度，构建低层指标相对于上一级指标的判断矩阵。在计算出各个具体评价指标相对于所隶属性状的加权值后，再与该性状的权值加权综合，即可计算出各评价指标因素相对于总的综合评价值的权值(表1～3)。

2.3 评分标准

在对月季的植株性状和花部性状进行详细调查的基础上，根据AARS制定的月季性状的评价标准[19]，以及北京市地方标准《花卉产品等级月季》[20]，对调查得到的各性状指标赋予不同的数值，具体标准见表4。

3 结果与分析

3.1 月季品种资源的主成分分析

通过SPSS 18.0统计软件计算，选取的238个月季品种的27个性状的KMO值为0.772，根据Kaiser给出的KMO度量标准[17]，检验结果表明：本实验所选取的变量间的相关系数适合作主成分分析。本试验中，对238个月季品种的27个性状进行主成分分析，以特征值大于1为标准提取主成分，共提取到9个主成分。第1个主成分的特征值为5.276，方差贡献率是19.54%，代表了全部性状信息的19.54%，是最主要的成分；第2个主成分的特征值为2.285，方差贡献率是8.46%，代表了全部性状信息的8.46%；第3个主成分的特征值为1.632，方差贡献率是6.05%，代表了全部性状信息的6.05%。本次调查数据中，9个主成分的累计贡献率只有61.79%，说明27个性状的相关性较小，月季性状比较复杂，不能达到有效降维的目的。

表1 杂交茶香月季判断矩阵、一致性检验及标准层(P)相对于目标层(A)的总排序值(A-Pi)

表2 丰花和微型月季判断矩阵、一致性检验及标准层(P)相对于目标层(A)的总排序值(A-Pi)

从因子载荷量表可以看出(表5)，第一主成分中，花径、瓣长、瓣宽系数最大，其次是顶端叶长和叶宽，花径与瓣长、瓣宽极显著相关，叶长与叶宽极显著相关，叶长与花径极显著相关，据此，后续的层次分析中剔除叶长、叶宽、瓣长和瓣宽，保留花径这一指标，花朵繁密度和花型系数较大，结合园林应用，予以保留；第二主成分中生长势、分枝性、株型系数最大，保留这3个指标；第三主成分中，皮刺和叶刺数量系数最大，保留皮刺数量这一指标；第四主成分中，花瓣数量和花蕾性状系数最大，保留花瓣数这一指标；第五主成分中，花香、花色和皮刺大小系数最大，保留花香和花色2个指标；第六主成分中，叶色、叶质和花期系数最大，结合园林应用，这3个指标对园林景观效果影响不大，在群众欣赏月季花时，关注度较低，同时花期早晚不能评价一个月季品种优劣的有效指标，园林中需要有不同花期的月季品种，据此删除这3个指标；第七主成分中，花梗挺拔度、叶形和花蕾性状系数最大，结合园林应用，保留花梗挺拔度这一指标；第八主成分中，小叶数量、茎色和花香系数最大，结合园林应用，保留花香这一指标；第九主成分中，皮刺形状和茎色系数最大，但这2个性状在园林应用中群众关注度较低，予以删除。综上所述，通过主成分分析结合园林应用，筛选获得花径、花朵繁密度、花型、株型、生长势、分枝性、皮刺数量、花瓣数、花香、花色和花梗挺拔度11个观赏指标，同时月季品种的连续开花性和抗病性2个性状尽管不在9个主成分中，对月季品种分类影响不大，但对园林景观影响较大，故添加这2个指标作为后续综合评价体系的内容。

表3 藤本月季判断矩阵、一致性检验及标准层(P)相对于目标层(A)的总排序值(A-Pi)

3.2 现代月季综合评价体系的建立

3.2.1 杂交茶香月季综合评价体系的建立

前人建立的茶香月季评价体系中参考切花月季的评价标准，花枝长度和花梗长度占较大的权重值，花枝越长，评分越高，没有花色和花量这2个园林中绿化中非常重要的指标，株型指标所占权重非常低[16]。实际园林绿化中，高大的月季的绿化效果并不一定比矮的好。北京地区茶香月季最常见的应用方式是作为花境、色块、色带等，此种应用方式中低矮紧凑的株型比长长的花枝、只有顶端着生1～3朵花的株型群体景观要好很多。据此，本研究建立的适宜北京地区绿化应用的茶香月季评价体系中，加入花色和花量，提高株型权重，去掉花枝长度和花梗长度2个指标。新评价体系中，花色(权重13.97%)和花量(权重13.97%)所占权重最高，其次是株型，连续开花性和花径、花型和花瓣数3个花部性状。这与茶香月季在北京绿化中多用作色块、色带，群众观赏注重的是花色、花量、株型、连续开花性是一致的。本评价体系筛选出的优秀茶香月季品种适宜在北京地区优先推广和应用。

3.2.2 丰花和微型月季综合评价体系的建立

前人建立的丰花月季评价体系中，虽然强调了花量和盛花期持续时间，但花部观赏性状所占比重较高，同时株高和枝粗也占有一定权重[16]。实际园林应用中，丰花月季多用于色块色带，此种应用方式中低矮紧凑的株型、较强的分枝能力和生长势更能够达到理想的绿化效果。据此，优化的评价体系中，在注重花量和盛花期持续时间的同时，提高了株型、分枝能力和生长势的权重，加入了花色，去掉株高和枝粗。新评价体系中，株型(权重15.16%)、连续开花能力(权重13.33%)和花量(权重10.36%)、花色(权重10.36%)占较高的权重，其次是分枝性(权重9.04%)、生长势(权重9.04%)和抗病虫害能力(权重6.67%)3个指标。这与丰花月季在园林应用时，重视整体绿化效果，群众更关注株型整齐、花量大、能够连续开花等性状是一致的。应用这一评价体系选出的优秀丰花和微型月季品种适宜在北京地区优先推广应用。

3.2.3 藤本月季综合评价体系的建立

前人建立的藤本月季评价体系中[16]，蔓性所占权重较高，但并未指明如何测量藤本月季的蔓性。藤本月季分直立性藤本和攀缘性藤本，按照字面理解“蔓性”指的是攀缘性藤本月季，“蔓性强”指植株茎枝匍匐生长性强。实际北京园林绿化中应用藤本月季，多栽植于环路分车带，此种应用方式下，直立性藤本月季应用效果与攀缘性藤本是一样的，例如北京环路应用最广的一个藤本月季品种‘光谱’就是直立性藤本月季。同时旧的评价体系中抗性所占权重过大，生长势、分枝性所占权重过低。据此，新的评价指标中，加入株型指标，去掉蔓性这一指标，提高株型、生长势和分枝性所占比例。新的评价体系中，株型、花量和花色所占权重较高，分别为16.24%、11.10%和11.10%；其次是生长势、分枝性、连续开花能力和抗病虫害能力，分别为16.24%、11.10%和11.10%。这与藤本月季在北京园林实际应用中，在强调株型、生长势、分枝性3个植株性状的同时，也注重花色、花量、连续开花能力和抗病虫害能力是一致的，运用这一评价体系筛选出的优秀品种适宜在北京地区优先推广应用。

表4 月季性状赋值标准

3.3 现代月季品种综合评价结果

首先记录、整理现代月季各性状实地观测的数值，根据杂种茶香月季、丰花月季、微型月季和藤本月季的各性状评分标准，得出每个月季品种的各性状特征分值。依据杂种茶香月季、丰花月季、微型月季和藤本月季各自性状特征的相对权重值，计算出4类月季每个品种的最后分值，即综合评价值(表6)。

4 讨论

4.1 主成分分析方法在月季品种评价中的应用

主成分分析是将多个性状指标化为少数指标的一种统计方法，能从众多性状因素中找出主要的综合性状因素，尽可能多地反映原始数据资料的信息，简化数据，揭示变量之间的关系。多位学者利用主成分分析法对月季性状进行分析，贾元义[21]对150个月季品种的39个形态性状进行主成分分析，前10个主成分累计贡献率达到 81.91%；罗丹[22]的研究以国际月季试验站中的72个月季品种为供试材料，前8个主成分的累计贡献率达80.558%，代表了原始性状的大部分信息，李保忠[23]对110个月季品种的36个形态性状进行主成分分析，前8个主成分的贡献率达80.558%。本次调查数据中，9个主成分的累计贡献率只有61.79%，与上述学者的结果不一致，可能与本试验调查的样本量更大、覆盖的月季品种类型更加丰富、性状变异范围更大有关。

4.2 月季品种筛选中性状的选择

本次调查中，应用主成分分析结合园林应用，筛选获得花径、花朵繁密度、花型、株型、生长势、分枝性、皮刺数量、花瓣数、花香、花色和花梗挺拔度11个观赏指标，同时增加月季品种的连续开花性和抗病性2个对月季观赏性影响较大的性状，总计筛选出13个指标作为后续层次分析法综合评价体系的内容。本研究中删除茎色、皮刺大小、皮刺形状、叶刺数量、顶端叶长、顶端叶宽、小叶数量、叶形、叶色、叶质、花期、花蕾形状、瓣长和瓣宽共14个主成分分析中对月季品种分类影响不大的指标，与前述多位学者的研究基本一致[21-23]。

表5 因子载荷量表

4.3 基于层次分析法建立的月季品种综合评价体系

在月季中，多位学者基于层次分析法分别建立了现代月季的综合评价体系[13-16]。李贝的研究侧重于切花月季[15]；武华鑫的研究目的是筛选出适合武汉地区栽培的现代月季品种[14]；柴扉的研究是筛选和合理选择适宜北京地区种植的现代月季品种，但其建立的评价模型过分重视花部性状，而对生长势、生长量、株型、耐贫瘠能力和全年的观赏效果等缺乏考虑，而在月季的实际应用中这些都是非常重要的因素[13]。同时柴扉的试验材料只有24个现代月季品种，相对于庞大的现代月季品种，代表性不足。孙霞枫建立的三大类群月季综合评价体系中，没有结合茶香月季在北京绿化中的应用方式，茶香月季评价体系中参考切花月季的评价标准，花枝越长，评分越高，而在实际园林应用中，低矮紧凑的株型和漂亮的花朵观赏价值更高；丰花月季评价体系中，虽然强调了花量和盛花期持续时间，但花部观赏性状所占比重较高，株型所占比例过低；藤本月季评价体系中，蔓性所占权重较高[16]。

本试验以筛选适宜北京地区绿化应用的现代月季品种为目标，在对238个月季品种的植株性状、花部性状和抗性进行详细观测、分析的基础上，创造性地结合不同类型的月季在北京园林绿化中的应用形式进行综合评价，建立了月季四大品种群的综合评价体系。应用该评价体系，从185个茶香月季、24个丰花月季、12个藤本月季和17个微型月季品种中筛选出综合性状优秀的杂交茶香月季品种20个、丰花月季品种11个、藤本本月季品种3个、微型月季品种8个。经本评价体系筛选出的月季品种，在北京综合表现优异，非常适宜在北京大量推广应用。本评价体系建立在大样本调查的基础上，更加简便、客观。同时，本评价体系还可为育种者合理选择亲本，以及客观评判杂种苗的品质、合理选种提供理论依据。

表6 月季综合评价值与等级