常见柳树观赏特性评价

翟禹涵 肖杰 崔长健 赵凌全

摘要：文章在实地调查与查阅文献的基础上，概述了柳树种类及其分布状况，通过分析各种观赏性评价方法的优缺点，筛选出适合用于柳树观赏性评价的方法，最终使用层次分析法从树形、叶形、叶色方面就其观赏特性进行描述，并对园林用途及开发前景进行了简要说明。

关键词：柳树；观赏特性；层次分析法

Abstract：On the basis of field investigation and literature review， the species and distribution of willow were summarized. By analyzing the advantages and disadvantages of various ornamental evaluation methods， the methods suitable for willow ornamental evaluation were selected. Finally， the ornamental characteristics of willow were described from the aspects of tree shape， leaf shape and leaf color by using analytic hierarchy process， and the garden use and development prospect were briefly explained.

Key words：willow; Ornamental characteristics; Analytic hierarchy process

柳樹，是指隶属于杨柳科（salicaceae）的柳属（salix）以及钻天柳属（chosenis nakai）植物的总称^[1]。树干挺拔，寿命长，生长较快，生物量高，抗性较强，材质优良，它不仅是具有良好景观效果的重要园林绿化树种，也是农田防护林和用材林中常用的树种^[3]。除了观赏价值，由于柳树的木材质地轻、柔软且耐腐蚀，所以非常适合制作家具、手工艺品和编织工艺品等。此外，柳树还具有药用价值，其根、叶和花都可以入药，常被用于中药制剂的配方中。在全球范围内，大约有520种，它们大多数生长在北半球的温带区域。在中国，柳树共计257种以及众多不同变异型和种类，大部分集中在西南部和广阔的北方地域^[2]，大多用于我国的园林绿化。在黑龙江西部地区，柳树种类繁多，主要有旱柳、垂柳、垂爆109柳和垦绥垂柳等。这些柳树广泛分布在松嫩平原和齐齐哈尔等地区。

1.材料与方法

1.1 柳树的生态学特性

作为一种普遍存在的生态环境植物，柳树具有极强的生存能力，偏爱阳光充足、湿气充沛的环境，且耐寒，是中等潮湿的树种。部分品种则具备较强的干旱与高盐分抵抗力。它能在极端条件下茁壮成长，尤其是在土壤优质的平坦地带表现更为出色。其平均生命周期可达到二十至三十年的时间，但也有一些种类可以存活超过一百年之久。它的年度生长期相对较长，春季萌发较早，秋季凋零稍迟，以独株或丛生的形式常见于南部地区。柳树适合各种不同的生态环境，无论是山地、平原、沙丘、极地柳树都能够生长。

1.2柳树的生物学特性

旱柳属于落叶乔木，其高度可达到20m，胸部大约80cm。大枝倾斜，冠部宽阔且圆润。树皮呈深灰黑色，有裂槽。叶子长度可达5 - 10cm，宽度在1 - 1.5 cm之间，边沿处有着细致的小刺牙，新生出的叶片上还有一些丝状的绒毛存在；叶子的梗比较短，大约只有8mm的长度，在其上方分布着许多长的绒毛；此外，托叶披针形或微缺，边缘部位布满了细腺体，同时也带着些许锯齿。

垂柳，高度在12-18 m之间。主要的树皮颜色为灰黑色，有不规则的裂痕。分支细小，向下垂，颜色为淡棕黄、淡褐或者带有紫色，并且没有任何毛发。叶子长度在9 - 16 cm之间，宽度在0.5 - 1.5 cm之间。只有在萌芽的分支处才能看到托叶，其形状为斜向的针状或者是椭圆状，且其边缘呈现出微弱的柔毛。

109柳，是黑龙江省森林与环境科学研究院选育的品种。其树形美观，主干笔直，雄株不会发生飞絮，抗逆性极强。它可以应用于城市和农村的美化、河流管理、水土保持以及低湿地和沟谷区域的开发。

垦绥垂柳，该变种为雄株无性系。其树干笔直，树皮呈青色，有光泽，树形美是大枝角，细枝纤细柔软，重量轻，耐水湿、抗旱、抗寒、坑病和虫害能力强^[4]。

1.3观赏特性因子

1.3.1 形态因子

柳树，大致可以从干形、冠形、主枝分枝角、叶的形态、叶长度、叶面积、叶宽、一年生小枝根茎平均粗度和一年生枝长度等方面进行进行观赏。每个无性系测定2株，根据不同性状采集多个样本，取平均值为最终结果。主枝分枝角为一级分支与主干的夹角，一年生小枝根茎粗度用游标卡尺测量。叶面积、叶长、叶宽的数据采用AutoCAD2023对中部枝条的成熟叶随机进行测量。

1.3.2 色彩因子

主干树干是一棵树最为直观的观赏部位。不同种的柳树的树干，各自有着不同的特点。有弯曲的，有直立的。颜色也不尽相同。在黑龙江省齐齐哈尔地区，找到具有代表性的品种进行了观察，垂柳主干树皮颜色主要有青灰色、黑灰色、深灰色等；旱柳主要是以黑红色和棕红色为主；垂爆109柳主干树皮为灰色；垦绥垂柳的主干树皮颜色为白灰色。如图1。

成熟的柳树，其叶和枝条颜色也是观赏中必不可少的一个部分。例如垂柳枝条细而下垂，分枝以淡深绿色或褐绿色为主^[5]，一年生小枝颜色为棕黄色。叶片颜色为绿色，背面带白色，较淡，落叶前，叶片呈淡黄色。旱柳的枝条又长又细，一般以直立或斜展的方式生长，枝条的主要颜色为浅褐色或绿褐色。叶片颜色为光泽的绿色，背面苍白色，落叶前，叶片呈橘黄色。

1.4 研究方法

1.4.1 层次分析法

AHP，即层次分析法^[6]，是基于多个要素的等级划分来决定权重的决策策略。它融合了定性和定量的方法，使得主观评估能够以一种更具客观性的方式被量化。该理论由美国运筹学者萨蒂在二十世纪七十年代提出并发展^[7]。近年来，在我国林业领域，AHP 可以帮助评估野生植物资源的经济价值、生态价值和社会价值，为合理开发利用提供决策支持；可以评估引种植物的适应性和观赏价值，选择合适的引种植物；可以评估植物景观的价值，为植物景观的保护和开发提供支持；可以评估优良品种，为选择合适的优良品种提供支持。具备高度的实际效用、精确度和可变性，能适应全面评估的需求^[8]，常作为园林植物的观赏性评价的评定工具。我国的研究人员已成功地利用AHP方法来衡量园林植物的美景价值，并构建了园林植物景观的综合评价模型^[9-16]。刘丽建立了北方20个柳树无性系观赏性的结构模型就是利用了AHP^[17]。

除了AHP法还有灰色关联度法、百分制法、数学模糊法等能够进行观赏性评价，但是相比较来说AHP法具有客观性较高、可比性好、结果准确、全面性强等优点，在植物观赏性评价中得到了广泛应用。其通过建立层次结构模型，层层进行判断和比较，从而确定权重和评价结果，能够充分考虑多个评价指标之间的关系和影响，使评价结果更加科学合理。根据仔细分析优缺点以及采纳专家意见，我们最终用AHP法对柳树观赏性进行评价。

2.结果与分析

2.1建立层次分析模型

依据AHP的要求，我们从两个影响柳树观赏性的关键限制因素中确定了8个制约要素。接着，基于这些制约要素构建了一个柳树观赏价值的全面评估体系，具体见于表1。这个模型分为三个层次：第一层为目标层（T），用于表明评价的总体目标，即柳树观赏价值的评价；第二层为准则层（C），由两类特性组成，分别是叶片（C1） 和枝干（C2） ；第三层次则是因子层（F），它归属于前述的准则层，并能有效反映其特征以指导柳树观赏性评估。

2.2判断距阵构造与一致性检验

依据层级剖析原理，我们构筑了评估系统的各个层面及其相应的判别矩阵。在本项研究所借鉴的相关资料的基础上，我们也向我校林业领域的权威人士征求意见以确定现有的参照物和已知的植被欣赏特性及大众化的美感标准，然后依照比例尺度的原则进行了两两对比评分工作，从而形成了这个评定矩阵并且使用平方根法计算出了权重值Wi。同时设定了一致性的衡量指数CI= （λmax－n） /（n－1） ，其中，λmax 为矩阵最大特征根，n为矩阵的阶（n= 1，2，3，……，9）^[18]。 定義一致性指标为CR=CI/RI（RI：平均随机一致性指标）。CR值为0.1，表明判断矩阵具有合理的一致性，CI的值越大，表示判断矩阵的一致性越不合理。

2.3数据处理

利用spss进行方差分析；运用Excel对数据进行统计；利用Ri3862.15.2进行判定矩阵。

2.4 判断矩阵及权重

表2为柳树观赏性评价目标层（T）对准则层（C）、准则层（C）对各因子层（F）的判断矩阵。所有这些判断矩阵的CR值均低于0.1，这个数值满足一致性检验的需求，因此可以证明矩阵的合理性，由此得出的权重值是有意义的。

通过比较第二、三层的权重分配，可以得出第三层因素层F中的各个评估要素对于目标层T的重要程度，即层次总排序。由表格2数据得出，叶子的权重比率（0.75）远高于枝干的比例（0.25），说明叶子是最重要的评判柳树美观性的标准。由表3可以得出，C1因子中的F2叶片形状所占权重为0.32411，F3叶面积所占权重为0.18464、F1叶片颜色所占权重为0.12903，是所占权重较大的；在枝干因子中，分枝角度F8和主干颜色F7 所占权重较大；F4叶长、F5叶宽、F6小枝颜色的权重略小，属于一般指标。因此，在柳树的观赏特性评价中，叶片颜色、叶片形状、叶面积、主干颜色和分枝角度这5种元素为主要观赏对象。

2.5赋分标准

通过分析柳树的观赏因子特征，观察柳树各项指标的值，建立了柳树无性系相对重要的叶、枝形态特征的观赏性等级表。请相关专业专家对每棵柳树进行观察，并最终打分。根据专家的评价结果，参考其他观赏植物的评价标准^[19，20]，5分制为拟定的评分标准，评分最高为5分，最低为1分，如表4。

柳树的叶片和皮肤颜色具有丰富的变异性，不仅有不同的色系，还有明显的深浅差异^21，22]。通常情况下，柳树的幼叶通常是嫩绿色的，随着叶片的成熟，它们会逐渐变成深绿色。而柳树的枝条颜色因品种而异，通常为灰褐色、淡褐色或黄绿色。特别是有些柳树品种的枝叶颜色是红色或者黄色的，看起来比普遍的绿色更具有特色，所以观赏价值也就相对较高。在叶型和叶片大小方面，一般认为大叶片的整体观赏效果是优于小叶片的。发枝的数量和叶片的密度反映了柳树冠的浓密度，发枝能力越强，发枝数量越多，可以形成广阔的树冠。同时，柳树的叶片较宽大，叶片密度较高，也可以增加树冠的浓密度。柳树的发枝角度也会影响其观赏性。一些学者认为发枝角度小的柳树观赏性更高，而另一些学者则认为发枝角度大的柳树观赏性更高。然而，在对柳树的实地调查中，我们发现在园林绿化、行道树和景观树的应用中，近圆形或圆锥形的柳树树冠被应用的最多。因此，本研究认为发枝角度较大的柳树比发枝角度小的柳树更加具有观赏性。

2.6评分结果

在层次分析法的评估系统里，根据每个指标的权重配置以及表4中的评分准则，将各项指标的得分与之前计算出的权重值进行乘积，然后把所有指标的数值相加，从而获得最终的总分（见表5）。综合观赏性越高，得分也就越高。

最终得出结果，10个柳树无性系的观赏性综合评价顺序为：无性系26号>109柳>垦绥垂柳>旱柳>垂柳1号>垂爆柳>垂柳3号>旱垂柳>垂柳4号>垂柳2号。通过结果可以说明柳树无性系的实际观赏价值基本上可以通过综合评价反映出来。

3.结论与讨论

3.1结论

本文章通过比较各种观赏性评价方法的优缺点最终选择用层次分析法来进行柳树的观赏性评价。我们建立的评价矩阵模型都能通过一致性检验，因此所构建的矩阵是科学合理的，所获得的权重值也具有实际意义。在因子层相对于目标层的最终排名结果中，叶色、叶形、叶面积、枝角、树干颜色的权重较大，与柳树在园林中的实际应用基本一致。因此，本文建立的柳树观赏性评价模型是合理的、实用的，可以为柳树的观赏性评价提供依据。

3.2讨论

AHP通过量表值的两两比较，量化主观经验确定的定性问题，使偶然因素引起的认知差异被消除，能够有效的规避主观性，使应用变得简洁使用，更具科学性^[23]。灰色关联方法更科学、系统、灵活，但权重系数值的分配存在主观性问题。模糊数学方法可以用于定量比较，但需要进行相对复杂的隶属函数确定，并且权重的确定也同灰色关联度法一样具有一定的主观性，不实用^[22]。百分比系统直观、简洁、易用，但具有较强的主观性和随意性，要求评分者具备较强的专业知识。总的来说，这四种方法都有各自的优缺点和适用范围，选择哪种方法取决于具体的问题和数据特点。在实际应用中，可以根据问题的性质和数据的情况选择合适的方法。

参考文献：

[1] 孔令超. 盐胁迫对垂爆109柳和旱快柳幼苗生长及生理特性的影响[D].沈阳：沈阳农业大学，2018.

[2] 王战.《中国树木志》评介[J].植物杂志，1984（4）：48.

[3] 王宁，周晓星，刘俊祥，等.盐胁迫对柳树无性系SH31离子含量及光合作用的影响[J].林业科学研究，2015，28（4）：565-569.

[4] 王景权，李殿明，袁晓影.柳属一新变种[J].植物研究，2002（1）：9.

[5] 方小艳.垂柳扦插育苗技术要点分析和病虫害防治措施[J].农业灾害研究，2022，12（10）：152-154.

[6] 刘豹，许树柏，赵焕臣，和金生.层次分析法—规划决策的工具[J].系统工程，1984（02）：23-30.

[7] James T C， Janet C C. Ornamental grass growth response to three shade intensities[J]. Environ.Hort，2000，18（1）：18-22.

[8] 徐亮，司马永康，郝佳波.园林树木的分类方法及观赏特性评价[J].西部林业科学，2007（1）：123-126.

[9] 刘孟霞，张延龙，牛立新，等.运用层次-关联分析法综合评价加拿大引种草本花卉[J].西北农业学报，2009，18（4）：261-266.

[10] 唐东芹，杨学军，许东新.园林植物景观评价方法及其应用[J].浙江林学院学报，2001（4）：64-67.

[11] 黄启堂，游水生，黄榕辉，等.运用层次分析法评价木质藤本观赏植物资源[J].福建林学院学报，1997（3）：269-272.

[12] 弓成林，郭爱民，汪小伟，等.灰色关联度和层次分析法在葡萄品质评价上的应用[J].西南农业学报，2002（1）：79-82.

[13] 杨建华，邓聚龙.灰色系统理论中的可比性[J].武汉化工学院学报，1997（3）：81-83.

[14] 王贞红，张文辉，何景峰，等.秦岭山区野生乔木引种驯化后的观赏性评价[J].陕西林业科技，2007（2）：9-13.

[15] 关传友.皖西大别山区野生草本观赏植物资源的分类及评价[J].安徽农业科学，2003（2）：195-197.

[16] 伊艳杰，袁王俊，董美芳，等.运用AHP法综合评价河南部分桂花品种[J].河南大学学报（自然科学版），2004（4）：60-64.

[17] 陈刚，吕东，赵明，等.基于层次分析法的干旱半干旱区15种引进观赏植物适应性[J].干旱区资源与环境，2022，36（1）：186-191.

[18] 吴晓星，刘凤栾，房义福，等.36个欧美观赏海棠品种（种）应用价值的综合评价[J].南京林业大学学报（自然科学版），2015，39（1）：93-98.

[19] 程红梅，周耘峰，窦维奇.蜡梅品种园艺学性状综合评价模型及其应用[J].北京林业大学学报，2010，32（S2）：160-165.

[20] 涂忠虞．柳樹育种与栽培［M］．南京：江苏科学技术出版社，1982．

[21] 施士争.柳树的园林应用类型与改良[J].西北林学院学报，2008（4）：200-204.

[22] Wang G，Cao F．Integrated evaluation of soil fertility in Ginkgo （ Ginkgo biloba L）  agroforestry systems in Jiangsu，China [J]．Agroforestry systems，2011，83 （1） ： 89- 100．