基于層次分析法的柳州杜鵑花引種價值綜合評價

覃泳智，周海將，劉 思

（柳州市園林科學(xué)研究所，廣西柳州 545000）

柳州市是廣西的歷史文化名城，也是重要的旅游城市。近幾年柳州市政府大力推行“花園城市”建設(shè)，打造綠地更充足、分布更均衡、品種更多樣、功能更完善、景觀更獨特、內(nèi)涵更深刻的“繽紛花園之城、燦爛人文之城、綠色生態(tài)之城”。當(dāng)前，全市引種了品種豐富的觀花喬灌木植物，杜鵑就是其中之一。杜鵑花泛指杜鵑花科（Ericaceae）杜鵑屬（Rhododendron）植物，是我國的傳統(tǒng)名花之一，栽培歷史悠久。據(jù)統(tǒng)計，目前全世界有杜鵑花園藝品種28000 多個，而我國保存的品種300 個，絕大多數(shù)為映山紅類園藝品種，來源于日本和歐洲[1]。柳州夏季天氣炎熱，對杜鵑生長有一定影響，因此有必要篩選出觀賞性和抗逆性等綜合性狀優(yōu)良、特異的品種，為杜鵑花在柳州推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

層次分析法（AHP）是能夠解決多目標(biāo)復(fù)雜問題的一種層次權(quán)重決策分析方法，具有很高的實用性和有效性。其主要是通過計算決策權(quán)重來定性和定量分析問題，將主觀判斷進行量化，可以通過對各因子的分析，利用權(quán)數(shù)求出各方案的優(yōu)劣次序，比較有效地應(yīng)用于那些難以用定量方法解決的課題[2]。為此，現(xiàn)以柳州市園林科學(xué)研究所中試基地引種的80 個杜鵑品種為觀察對象，連續(xù)觀察3年，從引種杜鵑的形態(tài)特征、觀賞期特征、適應(yīng)性3 個方面運用層次分析法進行分析，初步建立了柳州的杜鵑花引種價值綜合評價模型，以期通過該模型選擇出能夠適宜在柳州園林綠化推廣應(yīng)用的優(yōu)良杜鵑花品種。

1 材料與方法

1.1 觀察材料

以柳州市園林科學(xué)研究所中試驗基地2018 年引種栽培的80 個杜鵑花品種作為引種杜鵑的綜合評價對象（表1），進行盆栽管理，觀察記錄其觀賞特性和適應(yīng)性等性狀。

表1 引種的80 個杜鵑花品種

表1 引種的80 個杜鵑花品種（續(xù)）

1.2 影響因子的評價和測量

選擇生長情況良好、能夠反映出該品種整體表現(xiàn)的優(yōu)良植株作為觀察和測量對象，放置在相同的外界環(huán)境條件下，每個品種選出15 盆生長情況相對一致的植株，從花型、開花豐滿度、花期長短、生長情況、單花期長短、管理強度、花色、殘花情況、花徑、葉豐滿度、抗逆性、始花期早晚、繁殖能力等性狀進行測量和觀察?；ㄉ呐袆e在與比色卡對比后確定。隨機選擇10 朵小花測定花徑后計算的平均值作為該品種的花徑大小[3]。觀察株整體40%以上花朵開放視為盛花期。

1.3 評價模型的建立

首先向20 名專家發(fā)放調(diào)查問卷，收回20 份，有效問卷20 份。在前人的研究基礎(chǔ)上[4-6]和征求專家意見后，綜合實際的觀察記錄以及測量的實際數(shù)據(jù)，制定了滿分為5 分的杜鵑花評分標(biāo)準，對篩選后的指標(biāo)進行兩兩重要性比較。

以回收的問卷統(tǒng)計結(jié)果，參考前人研究基礎(chǔ)[7-10]以及相關(guān)著作[11-12]上所述的杜鵑特點為基礎(chǔ)，建立了初步的綜合評價模型。綜合評價模型共分為4 層，由上往下依次是目標(biāo)層A、約束層B、標(biāo)準層C、最低層D。其中目標(biāo)層A 是指杜鵑品種引種價值綜合評價；約束層B則包含形態(tài)特征、觀賞期特征、適應(yīng)性；標(biāo)準層C 包含開花豐滿度、花期長短、單花期長短等13 個因子；最低層D 為所引種的杜鵑花品種。

表2 綜合評價指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)模型

1.4 判斷矩陣及計算

在結(jié)構(gòu)模型各層中構(gòu)造兩兩比較矩陣，按照1～9 比率給設(shè)定的各個評價因子賦值，最后通過計算出判斷矩陣的最大特征值和其相對應(yīng)的特征向量，在上述計算的基礎(chǔ)上再計算出各層中每個因子的相對重要性權(quán)重，并要求對判斷矩陣進行一致性檢驗[11-12]，若矩陣沒通過一致性檢驗，還需對矩陣進行調(diào)整。表3 為引種杜鵑的綜合評分對應(yīng)的等級。

表3 杜鵑引種價值綜合評價和等級

1.5 綜合評分的計算方法

綜合評分用M 來表示，則各引種杜鵑品種的綜合評分可以通過M＝ΣWjMj來計算[14]。在上式中，Wj是指模型中第j 項評價因子的權(quán)重；Mj為第j 項評價因子的分值。計算結(jié)果M 值越大，說明其所對應(yīng)引種杜鵑品種的綜合分值就越高。運用上述公式計算出所有引種杜鵑品種的綜合評分，所得到的這個綜合評分便是各個引種杜鵑品種的的綜合評價指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 判斷矩陣和一致性檢驗結(jié)果

各評價因子的相對重要性權(quán)重是層次分析法（AHP）綜合評價法中的重要評價依據(jù)，通過構(gòu)造評價因子兩兩之間的判斷矩陣對引種杜鵑的13 個評價因子之間的相對重要性進行比較，如表4～7 所示。通過計算所構(gòu)造的各判斷矩陣的最大特征根以及對應(yīng)的特征向量，如若各判斷矩陣的一致性指標(biāo)CR＜0.10，則認為該判斷矩陣具有滿意一致性，由表4～7 的計算結(jié)果可知，判斷矩陣一致性比率CR＜0.10，都通過了一致性檢驗，證明所建立的杜鵑引種價值評價的各判斷矩陣是合理的。

表4 判斷矩陣及一致性檢驗

表5 判斷矩陣及一致性檢驗

表6 判斷矩陣及一致性檢驗

表7 判斷矩陣及一致性檢驗

2.2 評價因子的層次總排序

通過計算出標(biāo)準層中每個具體評分因子（C）相對于其隸屬的上一層性狀（B）的加權(quán)值，然后該加權(quán)值再與其所隸屬的性狀（B）的權(quán)值進行綜合加權(quán)，最后計算出標(biāo)準層中每個具體評價因子（C）相對于總目標(biāo)（A）的綜合評價值權(quán)重。層次總排序的計算則是由以上計算出的各評價因子指標(biāo)（P）相對于其所隸屬的性狀（C）加權(quán)值后，在上述計算結(jié)果的基礎(chǔ)上再與對應(yīng)性狀（C）的權(quán)值綜合加權(quán)，最后獲得了標(biāo)準層（C）相對目標(biāo)層（A）的總排序值，如表8 所示。

根據(jù)表8 所示的總排序，評價因子C7（花期長短）權(quán)重值最高，占比20.30%，說明了引種杜鵑品種的花期長短是柳州地區(qū)引種杜鵑評價中最重要的一項指標(biāo)。因此，在往后選擇引種杜鵑品種時，花期長短應(yīng)該是首要考慮的性狀；其次是C11（抗逆性），占15.00%；再次是C5（花豐滿度）和C2（花色），分別占11.20%和10.30%；說明引種杜鵑的花期長短、抗逆性、花豐滿度和花色上在柳州杜鵑花引種評價中具有很大的優(yōu)勢，是柳州市杜鵑花引種價值評價中最主要的指標(biāo)。評價因子C1（葉豐滿度）的權(quán)重值最低，只占1.4%，說明引種杜鵑品種的葉豐滿度是柳州地區(qū)引種杜鵑評價可忽略不計的評價因子。

表8 評價指標(biāo)層次總排序

2.3 綜合評價結(jié)果

在杜鵑品種引種綜合評價體系中，根據(jù)各因素相對重要性的權(quán)重、評分標(biāo)準及等級劃分標(biāo)準，在專家評價的基礎(chǔ)上，依據(jù)每個品種的得分，計算出每個品種的綜合得分。依據(jù)表3 所示的等級劃分標(biāo)準，1 級優(yōu)良品種共12 個，分別為紅纓、狀元紅、火烈鳥、霸王紅、粉紅泡泡、萬紫千紅等；2 級較優(yōu)品種16 個，分別為寶玉、丹頂、若姪子、紅寶石、紫孔雀、昆侖玉、幻境、鴛鴦錦、大吉祥、神州奇、紅巨人等；3 級一般品種24 個，分別為淡妝、霞紅、紫鳳朝陽、粉桃、雪晴、白鳳2號、紅陽、紫燈籠、盛春、御代之榮、金輝、山雀等；4 級較差品種28 個，分別為粉霞、常春2號、臥龍1號、西塘小桃紅、紫萼、白玉鳳凰、赤誠、春波、春潮、春梅、恰恰、瑞雪、朝陽1號、粉西施等（詳見表9）。

表9 綜合評價結(jié)果

3 結(jié)論與討論

層次分析法具有將定量和定性相結(jié)合分析問題的特點，可以將人的主觀判斷進行量化表達，提高了評價方法本身的客觀性和有效性。本試驗連續(xù)3 年對從浙江引種的80 個杜鵑品種進行盆栽觀察記錄，包括觀賞期特征、形態(tài)特征和適應(yīng)性特征。從表9 可以看出，評分較高的紅纓、狀元紅、火烈鳥等12 個品種在柳州的花期較長，抗逆性較強，開花豐滿，花色艷麗，可以根據(jù)不同應(yīng)用形式，直接種植于公園綠地、街道小游園中。其次是寶玉、丹頂、若姪子、紅寶石等16 個品種在柳州的表現(xiàn)僅次于1 級品種，如寶玉、丹頂?shù)目鼓嫘暂^其他品種強，但其花色的評分較低，因此只能劃分在2 級；2級品種也可少量引種。綜合評分較低的粉霞、常春2號、臥龍1號、西塘小桃紅、紫萼等28 個品種在花期長短、適應(yīng)性、花色、開花豐滿度等都表現(xiàn)較差，其綜合評分遠低于1 級品種，應(yīng)謹慎引種。

該項研究通過對引種杜鵑的數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀的測定，初步建立了柳州杜鵑花引種價值綜合評價模型，迅速有效地豐富了柳州觀花灌木品種資源，對柳州地區(qū)引種和選育杜鵑優(yōu)良品種具有重要意義。但由于觀察記錄時間有限，僅進行了3 年的觀察記錄，還應(yīng)持續(xù)地觀察和驗證；引進杜鵑栽培方式單一，僅進行了盆栽形式的觀察，而沒有進行地栽觀察；采取的試驗方法和分析方法還存在不足，還需進一步完善。環(huán)境條件和土壤條件也對杜鵑生長的影響較大，良好的環(huán)境和富含腐殖質(zhì)的酸性土壤對杜鵑的生長非常有利[15]，而柳州公園、街道的綠地以及道路綠化帶的土壤條件各不相同，公園綠地和道路綠化帶的生長環(huán)境也不一樣，因此還應(yīng)加大引種杜鵑在柳州不同綠地土壤條件下的觀察和研究和在不同生長環(huán)境下的觀察記錄，以提高杜鵑引種價值綜合評價的科學(xué)性。