sci論文杜鵑種質綜合評價AHP模型的建立及應用
摘要：根據(jù)杜鵑(Rhododendron simsii Planch.)的觀賞特點，以城市園林應用為目標，從花觀賞性、葉觀賞性與園林應用潛力幾個方面選定了杜鵑屬植物評價的三級15個評價指標，采用層次分析法(AHP)初步建立了杜鵑綜合評價模型。利用該模型對武漢市林業(yè)果樹科學研究所引進的56個杜鵑園藝種與野生種進行了綜合評價，共劃分了4個等級，為杜鵑良種篩選與園林綠化應用提供一定的理論與實踐參考。
關鍵詞：sci論文,杜鵑(Rhododendron simsii Planch.),層次分析法(AHP),種質,綜合評價
Establishment and Application of AHP Model for Comprehensively Evaluating Germplasm of Rhododendron simsii Planch.
ZHOU Yuan，GUO Cai-xia，TONG Jun，XU Dong-yun， DONG Yan-fang，MAO Jing，CHEN Fa-zhi
(Wuhan Scientific Research Institute of Forestry & Fruit-tree/Hubei Engineering Technology Research Center of Landscape Plant，
Wuhan 430075， China)
Abstract： Based on the ornamental features of Rhododendron simsii Planch.， AHP (Analytic hierarchy process) model was established in terms of 15 indexes in 3 grades about flower ornamental value， leaf characteristics and landscape application potential to apply Rhododendron simsii Planch. in city landscape. 56 introduced cultivars and wild species of Rhododendron simsii Planch. in Wuhan institute of forestry & fruit-tree were evaluated comprehensively and divided into 4 grades by using the AHP model. Results will provide theoretical and practical references for introduction and landscape application of improved Rhododendron simsii Planch..
Key words： Rhododendron simsii Planch.; Analytic hierarchy process (AHP); germplasm; comprehensive evaluation
杜鵑(Rhododendron simsii Planch.)是杜鵑花屬(Rhododendron L.)植物的統(tǒng)稱，為世界著名高山花卉，也是我國十大名花之一，俗稱映山紅、馬櫻花等。其開花時花葉繁茂，花色艷麗，為理想的盆景盆花材料。國內外育種學家通過雜交等手段推出了種類繁多的杜鵑新品種，相對于野生原種，園藝栽培種一般分為五大品系：春鵑品系、夏鵑品系、西鵑品系、東鵑品系與高山杜鵑品系[1]。由于杜鵑品種繁多，親緣關系復雜，在新品種選育和應用方面，沒有可供參照的標準。因此，建立科學統(tǒng)一的評價模型，無論在理論研究還是在實際應用中均具有積極意義。此外，杜鵑以家庭盆花與盆景應用較多，有必要進行園林應用途徑的開發(fā)，豐富城市綠化景觀。
層次分析法(Analytic hierarchy process，AHP)是20世紀70年代提出的一種層次權重分析決策方法。通過判斷矩陣建立，將定性與定量因素有機結合，得到具有說服力的評價結果，近年來在大花蕙蘭[2，3]、蠟梅[4]、櫻花[5]、鳶尾[6]等觀賞植物品種上均有應用[7，8]。本研究初步建立了評價模型，對武漢市林業(yè)果樹科學研究所近幾年引種栽培的杜鵑園藝栽培品種與野生種進行綜合評價分級，旨在為杜鵑在園林綠化中的應用提供理論與實踐參考。
1 綜合評價層次分析模型的建立
采用層次分析法進行系統(tǒng)分析，首先根據(jù)問題的性質和所要達到的總目標，將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關聯(lián)或影響以及隸屬關系，將各因素按不同層次聚集成組合，形成一個多層次的分析結構模型，并最終把系統(tǒng)分析歸結為最底層(評價因素)相對于最高層(最終目標)相對重要值的確定或相對優(yōu)劣次序的排序問題。
根據(jù)杜鵑品種特性的綜合分析，參考有經驗的專業(yè)人士意見，篩選出15個與其園林綠化應用密切相關的評價指標，并依據(jù)其相互關系構成多層次分析模型。模型分三層：目標層(A)，即是對杜鵑品種應用的綜合評價(劃分其等級);約束層(B)，由花觀賞性、葉觀賞性、園林應用潛力3部分組成;標準層(C)，由花徑、花色、花型等15個指標組成。由于杜鵑應用評價以花部觀賞性狀為主，故選定指標多數(shù)是與花相關的性狀，具體的評價指標及模型見圖1。按相應指標對每一品種打分，最終得到總分值，從而確定其等級。
2 判斷矩陣的構造及一次性檢驗
根據(jù)上述層次模型，請多名專家及相關專業(yè)學生(35人)根據(jù)因子間的相對重要性標度(表1)進行對應打分，然后用求平均值四舍五入取整法建立A-B，B-C共4個矩陣，并計算出對應的判斷矩陣的最大特征值(λmax)和對應特征向量(W)，如表2至表5所示。A-B，B-C 4個矩陣的CR值均小于0.1，說明該矩陣具有滿意的一致性。 如表6所示，杜鵑綜合評價體系約束層三類因子權重分別為花觀賞性(B1)0.687，葉觀賞性(B2)0.187，園林應用潛力(B3)0.127，其中花觀賞性所占的權重最大，明顯大于其他因子，說明其處于最為重要的地位，在人們的視覺欣賞中占有較大比重，是綜合品質的最重要的指標。標準層中花色C2、花型C3、花量C4、花顯示度C5、花期長短C9的單排序權重值分別為0.154、0.077、0.103、0.086、0.081，它們相對于其他性狀來說占有較大的權重，可認為是綜合評價依據(jù)的主要指標。其中花色與花量的權重明顯高于其他指標，表明其作用較大。除這5個指標外，花徑C1、幼葉顏色C10、成葉顏色C11、綠期C12與生長適應性C15的權重居中，屬于一般指標，其他因素相對而言只能作為輔助指標。這些結果與實際結果相比，具有較高的一致性，充分說明該模型的適合度及評價的可靠性。
3 園林綠化應用杜鵑良種的篩選
在對杜鵑花屬植物的觀賞特性、生物學特性及生態(tài)學特性等方面的綜合研究和觀察的基礎上，各具體指標評分標準是在對杜鵑屬植物充分觀測、查閱有關文獻、咨詢專家及有關專業(yè)人員，并發(fā)放評分調查問卷廣泛征求專業(yè)人士意見后制定的，詳見表7。將標準層各項指標劃分為若干數(shù)量等級，并根據(jù)杜鵑屬植物的共同觀賞價值和園林綠化應用特性擬定了五分制的評分標準。
對引進栽培的56個杜鵑屬植物(包括野生種與園藝栽培種)的觀賞特性和栽培適應性等進行了詳細的觀察和記錄，根據(jù)表7進行了評分，然后再根據(jù)表6中各項指標的總權重值進行計算，各杜鵑屬植物的綜合評價結果見表8。根據(jù)綜合評價值的分布和實際觀察情況，將56種杜鵑的園林綠化應用價值分為4個等級(每級不包括上限)，即Ⅰ級(分值>3.3)，杜鵑園林綠化應用價值最高的品種，共計14個品種;Ⅱ級(分值3.1～3.3)，杜鵑園林綠化應用價值較高的品種，共計13個品種;Ⅲ級(分值2.9～3.1)，杜鵑園林綠化應用價值高的品種，共計17個品種;Ⅳ(分值<2.9)，杜鵑園林綠化應用價值一般的品種，共計12個品種。
4 小結與討論
本研究基于層次分析法(AHP)的原理，總結了杜鵑的各項觀賞與應用特征，采用15個具體的評價指標初步建立了適合杜鵑屬植物綜合評價的AHP模型。為建立杜鵑屬植物的綜合評價標準提供了參考依據(jù)，也為杜鵑后期良種篩選與新品種選育提供了科學方法。
本研究結果表明，衡量杜鵑園林應用的限制因素中，花觀賞性的制約性最強，葉觀賞性與園林應用潛力制約性較小，說明大眾對杜鵑園林應用方面主要關注杜鵑花器官的觀賞價值�；ㄉ獵2與花量C4最為重要(排序權值>0.1)，花顯示度C5與花期長短C9次之(排序權值>0.08)，花型C3、幼葉顏色C10、成葉顏色C11、綠期C12與生長適應性C15較為重要，其余要素指標的權重值相對較小。因此，在開發(fā)杜鵑用于園林綠化時，首先應考慮其花色、花量、花顯示度與花期長短，其次考慮花型、幼葉顏色、成葉顏色、綠期與生長適應性，這9個指標是評價杜鵑園林應用價值的重要指標。通過建立AHP評價體系進行優(yōu)良材料的篩選，避免盲目開發(fā)引起總體景觀效果差或生長不良等諸多問題。
杜鵑在園林應用方面具有較高的價值，根據(jù)綜合評價值的分布情況和直觀經驗，本研究將56個杜鵑品種(種)的觀賞價值分為4個等級。綜合評價為Ⅰ級的杜鵑共有14種，主要是大部分西鵑品系(品種)和部分東鵑品系(品種)。西鵑品種因花色一般為復色、花量大、花期長等優(yōu)點，盡管生長適應性弱于其他品系，但因評價體系中花部觀賞性占較大權重，因此總體評價值最高。第Ⅱ級基本為東鵑品系(品種)，總體評價值較高，或某一方面指標價值極高，而另一方面較低，如野生種映山紅花量大、花顯示度高，觀賞價值極高，但生長勢與生長適應性較差。第Ⅲ級杜鵑品種評價值一般，觀賞價值與應用潛力均屬于中等水平，如紫鶴就是目前園林綠化市場上常見的杜鵑品種，盡管其抗性、適應性較強，但其花型、花色單一，花期短，觀賞價值不高。而第Ⅳ級杜鵑品種存在較大缺陷，觀賞價值或適應性較差，不適宜園林綠化應用。
本研究參照國內外觀賞植物資源評價指標[9-13]，在評價模型的建立過程中，通過多樣本(樣本數(shù)>30)調查后取平均值的方法，使因子間相對重要性標度的人為主觀因素降到最小，因此本模型具有一定的借鑒意義。將武漢市引種栽培的56個杜鵑品種(種)進行了綜合計算與評價，劃分了4個等級，為杜鵑在園林綠化上的應用提供了技術參考，并為今后杜鵑商品苗生產與新品種選育提供了借鑒。
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