120个有髯鸢尾品种的园林应用综合评价

朱 莹

宋 华

刘恒星

王雪芹

邓 莲

有髯鸢尾(Bearded iris)是对垂瓣上有须毛状附属物的鸢尾属植物的统称，现多指鸢尾属须毛状附属物亚属之间的杂交品种群。有髯鸢尾是近代观赏花卉中发展最迅速、花朵变化最惊人、品种增加最多的一类鸢尾[1]。有髯鸢尾品种繁多，花色丰富，花型奇特，具有较高的观赏价值。在北京地区，有髯鸢尾花期为4月中旬—5月中旬，正值“五一”节日期间，较好地弥补了这一时期开花植物较少的问题。有髯鸢尾不同品种的适应性有一定差异，有的品种适应性强，抗寒冷和干旱瘠薄，在北京地区具有良好的应用前景，但也有一些品种适应性较差，不能满足园林绿化的要求。目前，北京地区有髯鸢尾品种均从国外引种，人们对不同品种的观赏特性及适应性都不甚了解，从而增加了园林中新品种应用的风险。为此，对北京植物园从国外引进的120个有髯鸢尾品种进行了观赏特性和适应性的观测和记录，并应用层次分析法(AHP)对其进行综合评价，运用K-means聚类分析对评价值进行等级划分，建立系统科学的有髯鸢尾品种园林应用评价体系，为有髯鸢尾品种在北京地区园林推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于北京市海淀区门头村苗圃(东经116°22′28″、北纬39°97′81″)，海拔60.9m，属暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候，年平均气温为11.6℃，年平均降水量为600mm左右，大部分集中于7、8月。

1.2 试验材料

120个有髯鸢尾品种于2012年秋天从捷克布拉格植物园引进，分别为高生品种33个，中生品种82个，矮生品种5个。每个品种5株，先盆栽缓苗，2014年春天种植于试验地，采用高垄种植。2015年开始进行观测，常规养护管理。

1.3 评价方法

参考国际上对有髯鸢尾品种及园林应用的评价标准[2-3]，结合有髯鸢尾在北京地区露地栽植的观赏特性及适应性，邀请园林专家现场打分，并运用层次分析法[4]确定评价指标，建立评价模型。采用1～9比率标度法[4]比较指标的相对重要性，量化各项指标，计算各因素权重。

制定评价标准，根据对有髯鸢尾品种为期3年的观察记录，按照评价标准进行打分，并计算它们在北京地区园林中应用的综合评价分值，进行评价等级划分。

1.3.1 评价体系模型的构建

结合专家打分，构建了4个层次的有髯鸢尾品种园林应用价值的综合评价结构模型(图1)。该模型包含目标层(A)、准则层(B)、因子层(C)和最底层(D)。目标层A为有髯鸢尾品种园林应用价值的综合评价；准则层B为影响有髯鸢尾品种园林应用的主要因子，分别为单花观赏特性(B1)、整体观赏特性(B2)及适应性(B3)；因子层C为14个具体评价指标，是隶属于主要性状(B)的主要评价因子，由花期迟早、花繁密度、抗病虫害能力等14个指标组成；最底层D为待评价的120个有髯鸢尾品种。

图1 有髯鸢尾品种园林应用的综合评价模型(作者绘)

1.3.2 权重的计算

采用1～9标度法，邀请专家分别对准则层、因子层间各因子的相对重要度进行两两比较以构造判断矩阵，计算准则层权重、因子层权重(表1)及总排序权值(表2)并进行一致性检验(CR＜0.100 0，说明该矩阵具有满意的一致性)。

表1 判断矩阵及一致性检验

1.3.3 各评价指标性状的记录及评价标准的制定

以120个有髯鸢尾品种为调查对象，自2015年开始，连续3年进行物候、观赏特性、适应性的观察、记录及测定。

开花期间记录花期、单葶花朵数量及分蘖数。5%花朵初开至95%花朵凋谢的间隔日期为群体花期。单葶花期为1个花葶上第一朵花开放到最后一朵花凋谢的时间。单葶花朵数为每个花葶上的花朵数量。花径用直尺测量，单葶花期、单葶花朵数、分蘖数和花径取3次重复。花繁密度、花色、花型、花瓣质地、花葶比例、株形、生长势及抗病虫害能力用目测的方式进行。

根据连续3年对有髯鸢尾品种的观察记录数据，并结合专家意见，制定因子层各评价指标的评分标准。本标准采取5分制，将因子层5个评价指标性状分别划分为5个等级，并赋予相应的分值(表3)。

1.3.4 综合评价值的计算及分级

将每个品种的14个评价指标得分值分别与各指标的权重相乘后求和，即得出各品种的综合评分值。用K-means聚类分析对综合评分制进行聚类分析，并运用最小距离法划分为4个等级。

1.4 数据分析

用yaahp V 10.0进行模型构建、权重计算和一致性检验，用Excel 2007进行综合评价分值的计算，用SPSS 21.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 综合评价体系及指标层排序

如表1所示，准则层3个评价因子的权重值B1(单花观赏特性)、B2(整体观赏特性)和B3(适应性)分别为0.197 6、0.490 5和0.311 9，其中B2所占权重最大，其次为B3。说明有髯鸢尾在园林应用中，整体观赏特性为最重要的因子，其次为适应性。在总权重值中(表2)，抗病虫害能力C14的权重值最高，为0.194 4，其次排在前几位的顺序为群体花期C6＞花瓣质地C4＞花葶比例C10＞花繁密度C8＞分蘖能力C13，总权重值在0.074 7～0.146 6之间。其余评价因子的总权重值在0.016 9～0.051 0之间。

表2 各评价指标层的权重及总排序权值

北京地区夏天高温高湿易导致有髯鸢尾病虫害的发生，严重时能直接导致植株死亡，因此相对于其他性状指标，抗病虫害能力是决定有髯鸢尾在北京地区能否大量应用的关键因素。有髯鸢尾的园林应用中，影响观赏性的因素主要有花期长短、花繁密度、花瓣质地及花葶比例等。有髯鸢尾花朵较大，花瓣质地应厚实、硬度大，才能使花型得到很好的保持，不出现起皱、破裂、下垂、水渍状及边缘极薄等缩短花期、降低观赏质量的现象；花葶应直立、健壮，才能充分支撑花朵的重量，不使花葶出现倒伏现象；花葶高度与株高的比例要恰当，才使花朵能充分显现出来，不藏在叶丛里。有髯鸢尾品种不能用种子繁殖，分株繁殖是简便易行又能保持品种优良性状的常用手段，因此分蘖能力的强弱也是园林应用中应该考虑的一个重要因子。其余因子如花型、花色等权重较小。说明在本评价体系中，抗病虫害能力是主要因素，群体花期、花瓣质地和花繁密度等5个因子为次要因素，而生长势、花径、株形等8个因子为一般评价因素。

2.2 有髯鸢尾的综合得分值及评价等级

根据表3的赋分标准，对120个鸢尾品种的14个指标进行逐一打分，进而依据所得的14项评价指标的总排序权值计算出各品种的综合评价值(表4)。结果显示，120个品种得分差距较大，最高分为4.873 2分，最低分仅为1.963 1分。聚类分析表明，120个鸢尾品种可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级。Ⅰ级包括‘Prince of Burgundy’‘Ledovel’及‘Flourish’等30个品种，占总数的25.0%。这些品种具有抗病虫害能力强、花期长、花瓣质地厚实、花葶比例适当、着花量大、分蘖能力强等优势，在北京地区具有很强的适应性和较高的观赏性，特别适宜大规模推广应用。Ⅱ级包括‘Anagram’‘Fiedday’及‘Jewel Tone’等24个品种，占总数的20.0%。这些品种在部分或个别性状上有一定缺陷，综合品质较I级品种稍差，但整体性状良好，在北京地区具有一定的推广应用价值，可在适度范围内推广应用。Ⅲ级包括‘Erect’‘Ledova Socha’‘Vamp’等35个品种，这些品种在多个性状上存在缺陷，适应性或者观赏性大为降低，很难满足园林应用的要求，在北京地区特定环境或特定要求下小范围应用，不宜进行大面积推广。Ⅳ级包括‘Jarni Sen’‘Snow Fleck’‘Live Music’等31个品种，这些品种在多个性状上存在严重缺陷，适应性和观赏性不能满足园林应用的要求，不宜在北京地区推广应用，但可作为种质资源进行收集保存或在特定环境下应用，如‘Jarni Sen’的花色为少有的浅粉色，可作为培育粉红色品种的种质资源；又如‘Oriental Baby’的株形极为矮小，花色也较为艳丽，适宜栽植于岩石园内。

表3 有髯鸢尾品种园林应用的评价指标及评分标准

表4 有髯鸢尾品种园林应用综合评分值及其等级

3 讨论

层次分析法是一种定性和定量相结合、系统性、层次化的多目标决策分析方法，其核心是将决策者的经验判断定量化，增强了决策依据的准确性，在目标结构较为复杂且缺乏统计数据的情况下更为实用[4]。层次分析法既包含了主观的逻辑判断和分析，又发挥了定量分析的优势，构造两两比较的判断矩阵来确定不同性状对综合性状的影响权重，消除了由偶然因素造成的认识上的差异，使加权值更客观合理[5]。近年来，层次分析法广泛应用于城市景观评价[6-7]、野生植物资源评价[8-9]及观赏品种综合评价[10-13]等诸多领域，为生产实践中的筛选评价提供了一种客观可靠的分析方法。

本研究在多年的栽培观测下，广泛征求专家的意见，再参考国际上对有髯鸢尾品种的综合评价标准，结合北京地区园林绿化的具体需求，构建了北京地区有髯鸢尾品种综合评价模型。3个准则层指标的权重为：整体观赏特性B2>适应性B3>单花观赏特性B1。观赏性权重高符合人们对园林植物品种观赏性状的较高要求，这与叶康[14]对芍药品种、邱胤晖等[15]对三角梅品种、王玲玲等[16]对桂花品种的评价结果一致。在因子层C的14个评价指标中，抗病虫害能力C14总排序权值最高(0.194 4)，这与王清萍等[17]对山东栽培高型有髯鸢尾的评价结果一致。这也说明抗病虫害能力是有髯鸢尾在北京地区园林应用综合评价中的主要因素。据笔者观察，有髯鸢尾抗寒性较强，在北京地区露地栽植可以顺利越冬，但夏天的高温高湿易导致病虫害的发生，尤其根部积水极易导致根腐病的发生，因此有髯鸢尾在园林应用中要注意栽植地的选择，宜栽植于地势较高的地方。同时，要筛选抗病虫害能力强的品种，使其更好地在园林中推广应用。

K-means聚类分析可有效地对评估品种进行合理的聚类分析[18]，本研究将供试的120个品种的得分结果用K-means聚类分析法分为4个等级，可相对应为园林应用中的优、良、中和差4个等级：表现优秀的I级品种30个，观赏性好，适应性强，在北京地区可广泛用于花境、岩石园或专类园中；表现良好的Ⅱ级品种24个，观赏性和适应性较Ⅰ级品种稍差，但综合性状尚为良好，也可根据品种特性在适度范围内用于花境、岩石园或专类园中；表现中等的Ⅲ级品种35个，适应性或观赏性大为降低，只能在特定环境或特定要求下小范围应用；表现较差的Ⅳ级品种31个，适应性和观赏性不能满足园林应用的要求，仅推荐作为种质资源进行收集保存或特定环境下应用。得分结果与120个品种在实际栽培中的表现高度相符。这充分表明，在北京地区，本研究构建的有髯鸢尾品种园林应用综合评价体系选用的评价因子综合考量了各品种的观赏特性和适应性，基本能反映有髯鸢尾品种的品质特性及园林应用中对优秀品种的要求，评价方法具有一定的可信度和较佳的适合度，可在北京地区用于对有髯鸢尾品种进行园林应用的评价和优选。

4 结论

建立的综合评价模型可供北京地区有髯鸢尾品种园林应用的评价和优选。14个评价指标中，抗病虫害能力是有髯鸢尾品种在园林应用综合评价中的主要因素，群体花期、花瓣质地、花繁密度、花葶比例和分蘖能力5个因子为次要因素。‘Ledovel’‘Prince of Burgundy’‘Flourish’等30个品种适宜在北京地区大规模推广应用，‘Anagram’‘Fiedday’‘Jewel Tone’等24个品种可适度推广应用。