25个锦带花属品种园林应用价值的综合评价

陈伯祥，胡永红，秦 俊，蔡云鹏，孙少舫，杨 君，叶 康

（上海辰山植物园，上海 201602）

锦带花属（Weigela Thunb）隶属于忍冬科（Caprifoliaceae），属内约10个种，主要分布于东亚和美洲东北部地区，我国有锦带花［Weigela florida （Bunge）A.DC］和海仙花（Weigela coraeensis Thunb）2个种［1］。锦带花属植物是优良的园林绿化花灌木，但不同的种及品种有不同的形态特征、环境适应性和适合应用的园林景观搭配，因此建立一个综合评价体系对锦带花属植物在不同园林环境中的应用具有重要意义。目前，我国锦带花属的研究主要集中在药化［2-6］、抗性研究［7-12］、繁殖技术及品种选育［13-24］这几个方面。关于锦带花属综合评价相关的研究较少，陈嫣嫣［11］运用模糊数学隶属函数值法对锦带花和大花六道木这2种植物的抗旱性进行了综合评价；海小霞［12］运用主成分分析、聚类分析的方法对4种锦带花品种的抗旱性进行了综合评价。主成分分析法和聚类分析法为研究植物品种选育及对其进行综合评价提供了科学方法，陈家龙等［25-30］在园林植物、段卞慧等［31-35］在农业作物等综合评价及利用上广泛应用该方法。本研究以25个锦带花属品种为实验材料，通过测定叶色、花量、花色、花径、花冠筒长、单花期、生长势和适应性这8个与园林应用价值相关的指标，采用5分制的评分标准进行打分，使用主成分分析法和聚类分析法对数据进行分析，并建立了锦带花属的品种园林应用价值综合评价体系和筛选出优质锦带花属品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为25个锦带花属品种（表1），每个品种3株，均为9年生苗，栽培于上海辰山植物园苗圃，常规养护。试验于2021年4～6月进行。

表1 25个锦带花属品种及其学名

1.2 研究方法

采用主成分分析法与聚类分析法相结合的方法进行综合分析研究。

1.2.1 评价指标的选择及测定 根据观赏植物资源的筛选要素和资源评价目的，参考国内外同类评价的指标体系，结合实验目的，以问卷形式向园林从业人员、园林专业学生、非园林专业学生及其他社会人员四大类人群展开调查，综合参考他们的意见确定评价指标，共回收有效问卷100份，最终选择叶色、花量（单个短枝）、花色、花径、花冠筒长、单花期、生长势和适应性这8个性状作为具体评价指标。为了减少试验测试的误差，测定工作由同一人完成。

1.2.2 主成分分析法计算主成分得分与权重 使用SPSS 25.0软件对25个品种的8个指标进行主成分分析，得到主成分提取分析表、旋转成分矩阵、公因子方差；然后使用Excel 2019软件将主成分分析表和旋转成分矩阵的数据进行处理，得到各个指标的权重。构建锦带花属的综合评价模型计算25个品种园林应用价值的综合评价分值，计算公式为：

式（1）中，I表示综合评价值，Wi表示第i项指标的权重，Yj表示第j项指标的分值［36］。

1.2.3 聚类分析法划分等级 以25个品种的综合得分为指标，以欧式距离的平方为相似尺度和组间连接的方法进行聚类分析，并对25个品种进行园林应用价值等级划分。

1.2.4 评价指标的评分标准与评价指标数据 对25个品种的8个评价指标拟定评分标准（表2）；评分标准为5分制，并分别对每个锦带花属品种的8个指标进行打分（表3）。

表2 25个锦带花属品种园林应用价值综合评价指标的评分标准

表3 25个锦带花属品种各项评价指标的得分 分

2 结果与分析

2.1 25个锦带花属的主成分分析结果

2.1.1 25个锦带花属品种的方差分解主成分提取结果 对选取的叶色、花量和花色等8个评价指标进行主成分分析。通过方差分解，提取出3个主成分：叶色、花量、花色，即m=3。其中，第一主成分叶色的方差贡献率为35.187%，第二主成分花量的方差贡献率为21.853%，第三主成分花色的方差贡献率为15.031%，3个主成分的累计贡献率达72.071%。说明用这3个主成分作为综合评价指标来反映和评价锦带花属品种园林应用价值的信息可靠性在72%以上（表4）。

2.1.2 综合评价体系 旋转成分矩阵结果如表5所示。将经主成分分析得到解释的总方差（表4）和旋转成分矩阵数据进行归一化分析，可得到各指标的权重（表6）。根据主成分分析得到各指标的权重；其中生长势的权重值最高，其次是花径、花量和花冠筒长，花色的权重值在8个指标中最低。主成分综合得分计算公式为：

表4 方差分解主成分提取分析表

表5 旋转成分矩阵

表6 主成分分析确定的指标权重

式（2）中：Y为综合得分结果，X1～X8分别代表8个指标。

2.2 25个锦带花属品种的园林应用价值综合评价

2.2.1 25个锦带花属品种综合评价模型的构建与聚类分析 聚类结果显示，在平方欧氏距离为9时，25个品种可以分为3类（图1）。第一类为宝石红、卢比夫和博斯库普荣耀等8个品种；第二类为斯泰涅里、粉红公主和苏珊等10个品种；第三类为小黑、福利斯紫和探戈等7个品种。

图1 25个锦带花属品种综合评价得分的聚类分析

2.2.2 锦带花属品种的综合评价 综合得分显示，25个锦带花属品种的园林应用价值可分为3个等级（表7）：第Ⅰ级为得分＞3.5分，第Ⅱ级得分为2.5～3.5分，第Ⅲ级为得分＜2.5分。其中宝石红、奥运会、布里斯托尔红宝石、半边月、卢比夫、博斯库普荣耀、伊娃·拉什克和斯泰里亚卡被划分为Ⅰ级，这8个品种不仅花量大、花径大、花冠筒长、单花期长而且生长势和适应性好，可增加这些品种在园林中的应用。粉红公主、斯泰涅里、苏珊、黄边叶、红磨坊、念球菌、装饰、罗莎、矮生斑叶和埃维塔这10个品种被划分为Ⅱ级，这10个品种的花量中等，花径宽度、花冠筒长度中等，花期一般3～4周，生长势和适应性一般，这些品种可以有选择地应用。探戈、布里斯托尔雪花、酒与玫瑰、维多利亚、小黑Verweig 2、小黑、福利斯紫这7个品种为Ⅲ级，这7个品种叶色颜色单一、花量少、花期短、生长势和适应性比较差，是比较普通的品种，在园林中的应用价值比较低。

表7 25个锦带花属品种园林应用价值综合评价得分及排名 分

3 讨论

主成分分析法确定的权重科学、客观，该方法将有联系又相对独立的众多指标，用少数综合的变量进行概括，是一种降维的多元统计方法，既能有效降低主观赋值带来的主观性影响，又能有效地对相对独立并有一定联系的数量性状和质量性状进行综合分析。本研究采用主成分分析法对叶色等8个指标进行分析，第1～3个主成分方差贡献率为72.071%；表明这3个主成分作为综合评价指标来反映和评价锦带花属品种园林应用价值可靠性比较高。因此根据主成分分析结果建立的综合评价体系有较高的科学性。

聚类分析能将大量的资源进行分类和综合考察，既可以将某些未知个体正确地归属到其中的某一类，也可以在未知群体具体分类的情况下，通过数据分析对群体进行分类。本研究对得到的25个锦带花属品种的综合得分进行聚类分析，结果显示，在平方欧氏距离为9时，25个锦带花属品种可分为3类，该分类结果与综合得分等级划分结果一致，证明了聚类分析在锦带花属园林应用价值评价方面具有一定的科学性和实用性。

4 结论

根据得到的各指标的权重，在园林中种植锦带花属植物时，可优先选择生长势强、花径大、花冠筒长和花量大的品种。通过建立的综合评价体系筛选出宝石红、奥运会、布里斯托尔红宝石、半边月、卢比夫、博斯库普荣耀、伊娃·拉什克和斯泰里亚卡这8个花量大、花径大、花冠筒长、单花期长、生长势和适应性好的优质品种，可以在园林中推广应用。