60 种秋海棠属植物在深圳地区园林应用能力的综合评价

徐桂红，杨蕾蕾，李凌飞

（深圳市中国科学院仙湖植物园/深圳市南亚热带植物多样性重点实验室，广东 深圳 518004）

【研究意义】秋海棠属（Begonia）植物是秋海棠科（Begoniaceae）多年生草本或亚灌木植物，是世界上多样性最丰富的植物类群之一，全球超过2 000 种（含变种），品种超过15 000 种［1-4］。该类群具有花期长、叶形多样独特、叶色叶斑变化丰富等特征，观赏价值较高，是一类优良的观赏花卉，备受全球植物学家和园艺学家的青睐［1］。除观赏价值外，该类群还具有药用、食用和文化多方面用途［2-3］。我国野生秋海棠属植物资源十分丰富，多分布在云南和广西地区，目前已报道270 余种（含种下分类），总量及其多样性均居全球前列［5］。秋海棠属植物性喜阴凉、通风的环境，忌阳光直射，生长适温为15～25 ℃，栽培基质以疏松透气的砂质壤土为佳［6］。而深圳地区高温、高湿，雨量充沛，可能会限制秋海棠属植物的生长发育，使其容易发生病虫害，增加栽培和养护难度［6-8］。因此，若在深圳园林中推广应用海棠属植物，筛选适合本地气候的种类是关键。

【前人研究进展】目前，我国在野生秋海棠属植物种质资源的收集、引种保育、新品种研发方面取得重要成果［1-3,9］。田代科［2-3,5］对秋海棠属植物的种类分布格局、生境多样性、习性多样性、叶花果形态多样性、繁殖方式多样性、我国对该类群的保护现状等进行研究，认为该类群适合于温室和室内栽培，也能露天种植，可应用于盆栽观赏、庭院造景、园林绿化等场景。李景秀等［1］对中国秋海棠属植物的地理分布、形态特征、观赏性状及其栽培特性进行综述，表明我国具有观赏应用价值的秋海棠属种类152 种。高洋洋等［9］以60 种广西野生秋海棠为材料，从观赏特性、生物学特性及开发潜力3 方面进行综合评价，将伞叶秋海棠（B. umbraculifolia）等8种该属植物综合评级为Ⅰ级，具有较大园林应用潜力。陈云飞等［10］以30 种贵州原生秋海棠为材料，以株型、叶片形态、叶色叶斑、花色、花冠大小、花量等6 个性状作为评价指标进行观赏性评价，认为花叶秋海棠（B. cathayana）等8 种该属植物观赏价值最高、视觉美感较强、园林园艺开发利用潜力最大。王林云等［11］通过盆栽试验，以38个观叶秋海棠种类为材料，从植株性状、叶部性状、花部性状、栽培特性及抗性等4 方面15 个指标进行品质性状综合评价，筛选出17 个株形丰满紧凑、叶色鲜艳、生长势强的优等级种类。然而这些评价所采用的数据均来自于野外调查观测或在温室、大棚内进行的盆栽试验［9-11］，而非园林露地栽培，并不能直接说明所推荐秋海棠属植物在引种地区的园林应用价值。深圳市仙湖植物园于2008 年开始收集秋海棠属植物，目前已引种秋海棠属植物400 余种（原生种260 余种、品种140 余种），保育种类数量在国内处于较为领先地位［3,12］；2022 年完成桑寄生状秋海棠（B.loranthoides）等4 种秋海棠属植物全基因组组装，并进行74 个全球代表性种类的浅层基因组测序，揭示了秋海棠属植物多样性形成及适应性演化机制［13］，为秋海棠属植物的开发应用提供了理论基础。

【本研究切入点】深圳市仙湖植物园探索将收集的秋海棠属植物，以花境、热带雨林缸、垂直绿化、专类植物展等形式应用于深圳园林中，取得较好展示效果［12,14］。筛选合适的观赏地被植物既有利于培育深圳园林的景观特色，也可以丰富城市生态系统的生物多样性［7］。秋海棠属植物种类繁多、观赏性状和适应性多样，在不同地区、不同种类及品种间差异显著［2-3,8-10］，因此，栽培养护及适生条件也具有特异性［6,8］。综合评价秋海棠属植物在深圳地区的园林应用能力，筛选适合深圳气候的秋海棠属植物，有助于指导该类群的园林应用与推广。

【拟解决的关键问题】近年来，层次分析法（Analytic hierarchy process,AHP）在农业和林业的种质资源评价方面得到广泛应用［7,15-16］。本研究以前期在深圳园林中试验应用的60 种秋海棠属植物为材料，通过长期观测和收集数据，以层次分析法、定性和定量相结合的方式建立秋海棠属植物综合评价体系，并通过该体系筛选适合深圳地区园林应用的秋海棠属植物。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选择深圳市仙湖植物园保育的秋海棠属植物60 种（表1），其中栽培品种29 个、原生种31 个。根据秋海棠属植物的形态特征和栽培特点，将其分为竹节类、根茎类、丛生类、蔓生类等类型［1］。2018 年1 月至2023 年1 月开展观赏性、适应性和露天种植表现等性状指标的调查观测，2023 年2—6 月进行综合评价。

表1 60 种秋海棠属植物名录Table 1 List of 60 Begonia species/cultivars used in this study

1.2 试验方法

1.2.1 试验地和栽培管理 秋海棠扩繁苗以花境、热带雨林缸、垂直绿化等形式种植应用于仙湖植物园、东湖公园、中心公园、深南大道、北环大道等地。

1.2.2 综合评价模型建立 依据试验观测数据，参考《园林植物筛选通用技术要求》（CJ/T 512-2017）［16］及徐桂红等［7］、蒙林平等［17］、张晓红等［18］研究成果，建立3 层结构的层次分析模型（表2），对60 种秋海棠属植物园林应用能力进行评价。模型包括目标层（A）、约束层（B）、标准层（C），目标层为秋海棠属植物在深圳地区的园林应用能力评价（A）；约束层包括观赏性（B1）、适应性（B2）、露天种植表现（B3）3 个影响因素（表2）。判断矩阵一致性检验法参照徐桂红等［7］、高洋洋等［9］、杨林等［15］、蒙林平等［17］等研究成果进行。

表2 秋海棠属植物园林应用能力综合评价模型Table 2 Comprehensive evaluation system about the landscape application ability of Begonia species/cultivars

1.2.3 评分标准及评分方法 综合参考《园林植物筛选通用技术要求》（CJT 512-2017）［16］、日本秋海棠园艺分类标准［1］及高洋洋等［9］、王林云等［11］、戴南等［19］、陆莹等［20］的研究成果，结合秋海棠属植物观赏性、适应性、露天种植表现对应因子，得出秋海棠属植物园林应用能力综合评价各因子评分量化标准（表3），计算各品种在相应因子中的初步得分。同时，通过问卷形式，于2023 年2—5 月邀请高校教师、园艺爱好者、园林从业者等相关领域专家共30 人进行打分，通过元素两两比对建立各层判断矩阵，利用加权平均法计算获得各因子权重平均分，依次得到准则层权重WB1～WB3 和指标层权重WC1～WC16，将19 项因子（B1～B3、C1～C16）初步得分乘以对应权重，即为该指标最终得分，每种秋海棠属植物的各层因子最终得分相加，得到该种植物园林应用能力的综合得分。

1.2.4 判断矩阵的一致性检验 一致性是指判断思维的逻辑一致性［21］，按照以下步骤进行一致性检验。

（1）计算最大特征根λmax：

式中，A 为判断矩阵，W 为权重向量。

（2）计算一致性指标CI（Consistency Index）：

式中，当CI=0，表示有完全的一致性；CI 接近于0，有满意的一致性；CI 越大，不一致越严重。

（3）计算随机一致性指标RI（Random Index）：

（4）计算一致性比例CR（Consistency Ratio）：

如果CR＜0.1，则认为该判断矩阵通过一致性检验，否则就不具有满意一致性。

2 结果与分析

2.1 判断矩阵一致性检验及权重比较

由表4～表7 可知，A-Bi 判断矩阵的一致性比率CR=0.0063，B1-Ci 判断矩阵的一致性比率CR=0.0034，B2-Ci 判断矩阵的一致性比率CR=0.0062，B3-Ci 判断矩阵的一致性比率CR=0.0041，4 个判断矩阵的一致性比率CR 均＜0.1，表明构建的判断矩阵接近于完全一致，适用于计算各指标权重。约束层3 个指标观赏性（B1）、适应性（B2）、露天种植表现（B3）权重分别为0.2524、0.3570、0.3906（表4），表明对秋海棠属植物在深圳地区的园林应用能力评价影响存在差异，影响力排序为观赏性＜适应性＜露天种植表现。在标准层中，叶色和斑纹（C3）、花期（C4）、花密度（C5）、稀有性（C8）对观赏性影响较大，权重分别为0.1317、0.1325、0.1487、0.1380；茎性状（C6）和附属物（C7）对观赏性影响最小，权重分别为0.0937，0.0997（表5）；在影响适应性的4 个因子中，抗逆性（C9）、抗病虫害性（C10）、繁殖难易程度（C11）、抗倒伏性（C12）的权重分别为0.3111、0.2606、0.2801、0.1481（表6），表明抗逆性（C9）对适应性影响最大；在影响露天种植表现的4 个因子中，影响力排序为成活率（C13）＞露天长势（C14）＞管理强度（C16）＞应用类型（C15），以成活率（C13）对露天种植表现影响最大、权重为0.2985，应用类型（C15）影响最小、权重为0.1945（表7）。

表4 A-Bi 判断矩阵及一致性检验Table 4 A-Bi judgement matrix and identical testing

表5 B1-Ci 判断矩阵及一致性检验Table 5 B1-Ci judgement matrix and identical testing

表6 B2-Ci 判断矩阵及一致性检验Table 6 B2-Ci judgement matrix and identical testing

表7 B3-Ci 判断矩阵及一致性检验Table 7 B3-Ci judgement matrix and identical testing

2.2 秋海棠属植物等级划分及评价结果

2.2.1 等级划分 根据综合评价模型的评分标准得出每个秋海棠属植物各评价因素的分值，再乘以各因素相对权重值，最后将各项乘积相加计算每个品种的综合评价值［7］。按照综合评价分值的分布情况，可将60 种秋海棠属植物分为4 个等级：Ⅰ级，≥85 分，综合评分高，园林应用价值高，表现优秀，适于在深圳园林中推广应用；Ⅱ级，75～85 分，综合评分较高，园林应用表现优良，可进行园林应用；Ⅲ级，65～75 分，综合评分一般，园林应用价值一般，可作为园林应用备用材料；Ⅳ级，65 分，综合评分较低，园林应用价值较低，不宜在深圳园林中推广应用。

2.2.2 评价结果 由表8 可知：（1）Ⅰ级秋海棠属植物共20 种、占33.33%，分别是珊瑚秋海棠、蓖麻叶秋海棠、虎斑秋海棠、微风冰川秋海棠、U400 秋海棠、白芷叶秋海棠、荷叶秋海棠、大王秋海棠、宁明银秋海棠、画家调色板秋海棠、几何秋海棠、羞涩秋海棠、玛雅阁秋海棠、苏秋海棠、少瓣秋海棠、圣诞老人秋海棠、帕洛玛王子秋海棠、秋日灰烬秋海棠、黛西秋海棠、长纤秋海棠。（2）Ⅱ级秋海棠属植物共19 种、占31.67%，分别是金线秋海棠、海伦·布莱斯秋海棠、涩叶秋海棠、铁十字秋海棠、食用秋海棠、欧乐可可秋海棠、巴西变色秋海棠、银币秋海棠、灯果秋海棠、星点秋海棠、利莲安秋海棠、迪特希里秋海棠、彩纹秋海棠、海蓝宝石秋海棠、靖西秋海棠、象耳秋海棠、海伦·刘易斯秋海棠、龙胄秋海棠、橙红秋海棠。它们在株型、抗逆性、抗病虫害能力等指标上表现良好。（3）Ⅲ级秋海棠属植物共15种、占25.00%，分别是兰屿秋海棠、弄岗秋海棠、牛耳秋海棠、伊丽莎白秋海棠、滑雪座秋海棠、保罗绅士秋海棠、布隆泽秋海棠、舟海丹秋海棠、鹿寨秋海棠、方氏秋海棠、罗城秋海棠、小籽秋海棠、小兄弟秋海棠、榆叶秋海棠、罗甸秋海棠。它们在株型、抗逆性、管理强度、品种退化等指标上得分较高，在芳香性、叶质和叶色、抗病虫害能力、自我扩繁能力等指标上得分较低。（4）Ⅳ级秋海棠属植物共6 种、占10.00%，分别是绿脉秋海棠、花叶秋海棠、伯基尔秋海棠、龙虎山秋海棠、多叶秋海棠、方柄秋海棠。它们在抗逆性、抗病虫害能力、露天长势、成活率等指标得分较低，综合得分不高。

表8 秋海棠属植物园林应用能力综合评分结果Table 8 Results of comprehensive evaluation on the landscape application ability of Begonia species/cultivars

2.3 秋海棠属植物在深圳园林中的应用示范

从应用场景来看，秋海棠属植物在深圳园林中的应用有镶边植物、垂直绿化、地被、生态缸、主题植物展览、花境、花坛等形式（图1）。

图1 秋海棠属植物在深圳园林中的应用Fig.1 Application of Begonia species/cultivars in Shenzhen gardens

2.3.1 镶边植物 将珊瑚秋海棠、U400 秋海棠、玛雅阁秋海棠等品种应用在林缘、停车场旁、建筑物旁等地方，可起到衔接硬质地面和园林植物的作用，软化水泥地面和建筑物，完成硬铺装与软景的过渡（图1A）。

2.3.2 垂直绿化 将羞涩秋海棠、毛利秋海棠等与肾蕨（Nephrolepis cordifolia）、波斯顿蕨（N.exaltata）等组合悬挂于垂直墙面，不同组合可体现园林从业者的丰富表现力（图1B）。由于植物具有柔化建筑外形的效果，秋海棠属植物的丰富色彩和质地可以削弱公共空间中建筑群的严重压迫感，使生硬的空间环境变得富有生命感和亲和力。

2.3.3 地被 秋海棠属植物喜欢凉爽、湿润、荫蔽的环境，自然常见于森林底层、石壁、山谷溪流边、洞穴内外等地方［2］。将羞涩秋海棠、宁明银秋海棠、画家调色板秋海棠、铁十字秋海棠等种类与蕨类、枯木等搭配应用，可营造出生物多样性丰富、生机勃勃的林下地被（图1C、D）。随着时间流逝，枯木上生长各种真菌、苔藓、地衣等，林下景观与周边环境浑然结合，体现出人与自然、自然生物间的和谐共生。

2.3.4 生态缸 在相对封闭的空间内，以吸水石为载体，以枯木为骨架，搭配种植银币秋海棠、金线秋海棠、小兄弟秋海棠等（图1E）以及凤尾蕨（Pteris creticavar.nervosa）、滴水观音（Alocasia odora）、兰科（Orchidaceae）植物、苦苣苔科（Gesneriaceae）植物等，模拟和展示林下植物及附生植物多样的热带雨林景观，营造出丛林一角，让人们在欣赏植物美丽形态的同时，能够了解生态系统的相互依赖和环环相扣，提醒人们在大自然中扮演理智角色。

2.3.5 主题植物展览 随着人们生活水平的提高，精神需求也越来越高，人们对美的理解与鉴赏水平也逐渐提升。收集观赏性状、形态、分类相似、且可以共同展示的主题植物，越来越受到人们欢迎［22］。以植物小岛的形式，集中展示荷叶秋海棠、珊瑚秋海棠、玛雅阁秋海棠、黛西秋海棠、橙红秋海棠、星点秋海棠、微风冰川秋海棠、海伦·刘易斯秋海棠等种类（图1F），集中呈现秋海棠属植物花、叶、茎、以及种植方式的多样性，在获得丰富多样景观的同时，可唤起人们对大自然奇妙造物的感叹，提醒人们尊重和参与保护生物多样性。

2.3.6 花境 花境为近年来在深圳园林中应用广泛的一种植物配置手法，能够以混合种植的方式展示植物的群体美和个体美。将羞涩秋海棠、微风冰川秋海棠、四季秋海棠等应用于花境中，与景石、枯木等搭配，结合所处环境要素，充分发挥秋海棠属植物花叶兼赏的特点，能够长时间、低成本地维持花境景观效果（图1G）。

2.3.7 花坛 在公园中种植珊瑚秋海棠、画家调色板秋海棠、U400 秋海棠、玛雅阁秋海棠、微风冰川秋海棠等种类，与天南星科（Araceae）、鸟巢蕨（Asplenium nidus）、变叶木（Codiaeum variegatum）、新几内亚凤仙花（Impatiens hawkeri）等常用园林植物搭配，以木屑或碎石铺面，营造出色彩丰富、层次分明、干净整洁的花坛景观（图1H、I）。花坛设置也能在展示植物观赏姿态的同时，起到组织人流、分割景观空间的作用。

3 讨论

3.1 秋海棠属植物综合评价体系的建立

层次分析法通过构建多层次、多维度的模型决策解决多目标、多准则、内容复杂的问题，是一种定性和定量相结合的决策分析方法［15-17］。秋海棠属植物具有丰富的生境多样性、习性多样性、叶花果形态多样性、繁殖方式多样性等特点［2-3］，应用单一的评价标准对其观赏性状等进行评价较为困难［10］。而对植物园林应用能力的评价，除了观赏性外还涉及适应性、露天种植表现、植物对人的影响等方面［16］。本研究以秋海棠属植物在深圳地区的园林应用能力评价为目标层，从秋海棠属植物观赏特性的角度，确定株型、叶片形状、叶色和斑纹、花期、花密度、茎性状、附属物、稀有性等8 个因子组成观赏性约束层；从适应深圳热带亚热带气候的角度，确定抗逆性、抗病虫害性、繁殖难易程度、抗倒伏性等4 个因子组成适应性约束层；从露天栽培的角度，确定成活率、露天长势、应用类型、管理强度等4 个因子组成露天种植表现约束层，建立了较为完善的综合性评价体系。从研究结果来看，约束层3个指标对秋海棠属植物在深圳地区的园林应用能力评价影响影响力排序为观赏性＜适应性＜露天种植表现。这与秋海棠属植物生活型丰富，叶片和花朵形态、色彩多样，观赏性较强有关。由于秋海棠属植物一般喜欢温暖湿润、透气清凉的环境，在影响其在深圳地区的园林应用能力方面，适应性和露天种植表现种类间具有一定差异，所占权重较高。评价和筛选出适应性较好、露天种植表现上佳、适宜深圳园林应用的秋海棠属植物较为重要，建立适合的综合评价体系对秋海棠属植物的园林应用具有积极推动作用。然而，本研究也存在一定局限性，如指标内的权重难以再次细化，适应性中的耐热、耐旱、耐湿、耐涝、耐阴等因子，具体到深圳园林范围内也有差异，但为了方便专家进行打分和考量，对其权重进行了均值处理；指标间的相互联系难以考虑，如抗逆性的差异会影响成活率、露天长势、管理强度等指标。因此，在以后的综合评价实践中，有必要进一步调整因素和指标，使评价结果更加准确。

3.2 秋海棠属植物在深圳地区的园林应用能力评价

在全球15 000 种秋海棠属植物中，四季秋海棠栽培群、球茎秋海棠栽培群、丽格秋海棠群、大王秋海棠栽培群品种等较为著名［1,3］。受制于适应性方面的限制，秋海棠属植物在我国城市园林中的应用还处于起步阶段［2-4,23］。针对深圳地区高温高湿的气候条件，本研究从观赏性、适应性、露天种植表现3 方面对60 种秋海棠属植物的露天栽培应用进行综合评价，结果表明，Ⅰ级和Ⅱ级秋海棠属植物分别为20 种和19 种，在观赏性、适应性、露天种植表现等方面表现优良、评价得分较高，适合在深圳园林中推广应用。其中，栽培品种26 种、占比66.67%，原生种13 种、占比33.33%，这可能与栽培品种已经过选育筛选有关。育种能够利用杂交、突变、核辐射或化学诱变等获得抗病性、观赏性、适应性集中的品种［8］。野生秋海棠虽然形态各异、种类极多、观赏部位多样，是育种的亲本来源，但若要大范围应用于城市园林中，还需要进行园林示范试验，进一步观测和筛选评价［9-11］。Ⅲ级秋海棠属植物共15种，它们在适应性、露天种植表现等方面存在一些不足，总体评价得分一般，建议作为在深圳园林中应用的备选品种。Ⅳ级秋海棠属植物共6 种、占10.00%，分别是绿脉秋海棠、花叶秋海棠、伯基尔秋海棠、龙虎山秋海棠、多叶秋海棠、方柄秋海棠，它们在抗逆性、抗病虫害能力、露天长势、成活率等指标得分较低，综合得分不高，不建议在深圳园林中应用，但考虑到这些种类在观赏性状上具有一定价值，可以作为种质资源予以收集［9-10］，在品种培育方面作为亲本进行使用。

4 结论

本研究通过镶边植物、垂直绿化、地被、生态缸、主题植物展览、花境、花坛等多样的应用方式，充分展示秋海棠属植物在深圳园林中的丰富多样性和生态之美。综合评价结果表明，珊瑚秋海棠、蓖麻叶秋海棠、虎斑秋海棠等20 种秋海棠属植物的评价结果为Ⅰ级，推荐深圳园林中优先推广应用；金线秋海棠、海伦·布莱斯秋海棠、涩叶秋海棠等19 种植物的评价结果为Ⅱ级，建议在深圳园林中推广应用；兰屿秋海棠、弄岗秋海棠、牛耳秋海棠等15 个品种的评价结果为Ⅲ级，可作为在深圳园林中应用的备选品种；绿脉秋海棠、花叶秋海棠、伯基尔秋海棠等6 个品种的评价结果为Ⅳ级，不建议在深圳园林中推广应用。