王 玲

（福州市琴亭湖公園管理處，福建福州 350000）

杜鵑花泛指杜鵑花科（Ericaceae）杜鵑屬（Rhdodendron）的植物，是我國十大傳統(tǒng)名花之一。我國是杜鵑花種質(zhì)資源最為豐富的國家，全世界有杜鵑花園藝品種28 000多種，而我國現(xiàn)保留300多種[1]。我國也是最早種植杜鵑花的國家之一[2]。杜鵑花主要分布在我國西南部山地以及喜馬拉雅山東部地區(qū)，因其種類繁多，觀賞價值高，造景手法多樣，深受人們的喜愛。但由于氣候的差異，杜鵑在南方城市園林綠化上的應用相對較少。杜鵑花屬半陰性植物，喜散射光，不耐熱，適宜在15℃-30℃之間、晝夜溫差10℃左右，空氣相對濕度75%以上、土壤偏酸的環(huán)境下生長。

福州市琴亭湖公園位于五四北琴亭髙架橋下，毗鄰北三環(huán)路，是一個集滯洪排澇和城市生態(tài)休閑觀光于一體的綜合性公園。公園在建設初期主要種植了大量的落葉喬木和遮蔽性較低的常綠喬木，如柳樹、臺灣欒樹、波斯皂莢、小葉欖仁、盆架木等，下層配以普通的灌木植物或草坪形成敞開的疏林草地模式，根據(jù)杜鵑的生態(tài)習性，琴亭湖公園的氣候環(huán)境與杜鵑生境相似，為杜鵑花的引種栽培提供了可能。因此從2013年起，琴亭湖公園陸續(xù)從浙江金華引種杜鵑花23個品種/種群，如紫氣東升、雪晴、御代之榮、紫陽、麒麟等品種，在東園南岸試點栽培，欲打造以杜鵑為主的景觀特色園。

層次分析法是一種綜合最優(yōu)法，即通過權重分析進行重要性排序，從而得到具有說服力的結(jié)果，也就是最佳方案[3]。目前，利用層次分析法對建蘭[4]、蠟梅[5]、蝦脊蘭[6]、香薷[7]、桃花[8]、荷花[9]、海棠[10]等多種觀賞植物在花色、花量等方面的品質(zhì)以及適應性進行引種評價，篩選出適應不同氣候環(huán)境的花卉品種。比如劉麗通過層次分析法建立了北方柳屬喬木柳的綜合評價體系，對喬木柳進行優(yōu)勢種篩選[11]。本文將通過層次分析法，對琴亭湖公園的杜鵑花進行綜合評價分級并篩選出適宜推廣的品種。

1 材料與方法

1.1 調(diào)研地概況

福州屬典型的亞熱帶季風氣候，氣溫適宜，溫暖濕潤，陽光充足，雨量充沛，夏長冬短。年平均日照數(shù)為1700-1980h；年平均降水量為900-2100mm，春夏偏多；年平均氣溫為20-25℃，最冷月1-2月，平均氣溫達6-10℃，極端最低溫-2.5℃；最熱月7-8月，平均氣溫為33-37℃，極端最高溫42℃。年相對濕度約77%。福州為盆地地形，常出現(xiàn)熱島效應，夏季中午氣溫高達36℃以上。因此，在福州地區(qū)種植杜鵑花要特別注意春季排水和夏季高溫干旱的問題。琴亭湖公園位于福州市北郊，氣溫略低于市區(qū)，公園是環(huán)湖而建的帶狀景區(qū)，園區(qū)內(nèi)空氣濕度較大，湖水澆灌為土壤提供了天然的養(yǎng)分，疏林草地的景觀配置為杜鵑花提供了自然的半遮陰環(huán)境。

1.2 觀察材料

從琴亭湖公園引種的杜鵑品種中選取23個品種及種群（如表1）作為綜合分析對象，進行為期5年的栽培管理，觀察并記錄其生長發(fā)育情況和適應性。

表1 選取的23種杜鵑花品種

1.3 層次分析方法

1.3.1 影響因子及評價指標

在統(tǒng)一栽培管理下，從每個杜鵑品種/種群中各選取10株生長發(fā)育一致、健壯無病害的植株，從花色、花徑、花型、花顯示度、花量、花瓣、花序、開花物候期、花期長短、幼葉顏色、成葉顏色、綠期、株型、生長勢和生長適應性等15個因子進行觀察記錄。

1.3.2 綜合評價分析模型的建立

層次分析法的原理為，通過對復雜問題的本質(zhì)、影響因素等的深入分析后，將復雜問題分解成一個個指標，并按照指標間的相互影響及隸屬關系將指標按不同的層次組合，從而形成一個多層次的分析結(jié)構模型，并對指標進行兩兩比較判斷，根據(jù)權重對指標進行重要性排序，為復雜問題提供簡便的決策方法[12]。

根據(jù)杜鵑花的性質(zhì)，結(jié)合園林運用需求建立初步的評價模型。綜合評價模型可分為3層，目標層A（琴亭湖公園引種的23種杜鵑花的綜合評價），約束層D，包括以下3方面及D1花的觀賞性、D2葉的觀賞性以及D3園林應用潛力，目標層C，由花色、花徑等15個評價因子組成（圖 1）。

圖1 綜合評價體系模型

根據(jù)評價模型請專家與相關專業(yè)的學生根據(jù)各因子間的相關重要性（如表2）對各個因子進行賦值。賦值后通過四舍五入取整求平均值建立A-D，D1-C，D2-C，D3-C四個矩陣，然后計算矩陣最大特征值（λmax）以及其特征向量（W）進行已知性判斷，若計算值CR小于0.1則一次性檢驗通過，說明打分較為可靠，可以進行利用，反之則表明矩陣需要調(diào)整。如表3至表6，結(jié)果表明CR值均小于0.1，打分可靠。

表2 因子間的相關重要性

表3 A-D判斷矩陣與一次性檢驗

表6 D3-C判斷矩陣與一次性檢驗

表4 D1-C判斷矩陣與一次性檢驗

表5 D2-C判斷矩陣與一次性檢驗

由表7可知，約束層D的3個因子中其權重分別為D1花的觀賞性0.687，D2葉的觀賞性0.187，D3園林應用潛力0.127，其中花的觀賞性比重最大，遠遠大于其他兩個因子，可見花的觀賞性的重要性，也展現(xiàn)出其是綜合評價中的重要指標。標準層C中花色C2，花量C5，花的顯示度C6，花的長短C9以及花型C1的綜合排序為0.154，0.103，0.086，0.081，0.077，其在花的觀賞性中權重較大為重要判斷指標，并且其中花色與花量的占比相對于其余因子占比相對更突出，其中如適應性、幼葉、成葉、綠期、花瓣以及花徑占比相對居于中間，為一般判斷指標，而其他因子權重占比較小，為輔助判斷指標?？梢娫撆袛嗄Ｐ团c實際判斷情況相符合，可作為判斷依據(jù)進行利用。

表7 杜鵑花綜合評價體系層次總排序值

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

本研究中數(shù)據(jù)使用Excel 2018進行整理與計算，使用SPSS 17.0進行聚類譜系圖分析，使用TBtools進行熱圖繪制，使用R中vegan包進行PCA分析。

2 結(jié)果分析

2.1 杜鵑花的篩選與評級

根據(jù)杜鵑花的生長發(fā)育屬性，設置相關調(diào)查問卷，并分發(fā)給相關專業(yè)的老師和同學（50人），以表8的評分標準為評判依據(jù)，以五分制對15個指標因子進行評分，按對應指標對每個品種進行打分，最終得到總分值，從而確定其等級。根據(jù)表9，可將琴亭湖公園引種的23個杜鵑品種/種群的花從高到低分為兩級（不包括上限），Ⅰ級（評分＞3.2），在園林綜合運用表現(xiàn)良好，包括花的觀賞性以及其園林運用潛力，共22種；Ⅱ級（2.7-3.2），園林綜合運用較高，共1種。

表8 評價標準

表9 綜合評價等級

2.2 聚類分析

為了更好地分析杜鵑花綜合評價結(jié)果，如表10所示，將23個杜鵑花品種/種群的15項特征指標評分值進行了聚類分析和熱圖處理。

表10 根據(jù)聚類分析對杜鵑花進行分類

聚類分析是一種根據(jù)研究對象本身提供的信息將其進行分類的數(shù)理統(tǒng)計方法，就是通過距離的遠近進行分類，要求類別內(nèi)差異盡可能的小，類別間差異盡可能的大。而本文通過使用SPSS 17.0對23種杜鵑花進行聚類譜系圖分析聚類。分析譜系圖見圖 2。從譜系圖中可以看出，紫氣東升（金華）、盛春12號、白鳳3號、金陽14號、麗珍、迎春1號、粉紅泡泡、盛華6號、風輪、紫陽、御代之榮（日本）、孩兒面（金華）、如意、春潮、霞紅和丹頂聚類在一起；羊躑躅和奧康尼聚類在一起；麒麟、綠色光輝、寶玉、小鶯和火烈鳥聚在一起。結(jié)合杜鵑花的形態(tài)特征可將這23個杜鵑品種/種群的花分為三類見表11，即Ⅰ類為花徑＞5cm的杜鵑花，Ⅱ類不開花，Ⅲ類則是花徑在2-5cm的杜鵑花。

圖2 聚類分析譜系圖

2.3 熱圖分析

熱圖結(jié)果表示（圖3），23個杜鵑花品種在花瓣（C3）、花徑（C4）、花量（C5）和適應性（C15）上評分良好，但花型（C1）、花期（C8）、開花時長（C9）和葉色（C11）上評分較低。總體來說，雖‘羊躑躅’和‘奧康尼’在花型（C1）、花色（C2）、花顯示度（C6）和花序（C7）上評分較高，但其生長勢（C14）和適應性（C15）評分都為1分。御代之榮、孩兒面、如意、紫氣東升、丹頂和火烈鳥整體表現(xiàn)較好，麗珍、迎春1號和紫陽整體表現(xiàn)較差。與此同時結(jié)合聚類分析結(jié)果圖2進一步將23個杜鵑品種/種群花分為類如表11：花徑≥7cm的大花型杜鵑花，花徑為5-7cm的中型杜鵑花，不開花的杜鵑以及花徑在2-5cm之間的小花型杜鵑花。

圖3 23個杜鵑花品種/種群熱圖評分

表11 杜鵑花品種分類

2.4 PCA分析

由圖 4可知，第一排序軸解釋了變量的43.3%，第二排序軸解釋了變量的18.8%?；ò辏–3）和花徑（C4）與第一排序軸顯著相關；花色（C2）、花瓣（C3）和株型（C13）與第二排序軸顯著相關。

圖4 23個杜鵑花品種的評價指標PCA

3 討論

本研究通過對層次分析法原理的運用，從杜鵑花的觀賞性、葉的觀賞性以及園林運用潛力三方面入手，細化出15個評判因子，初步建立了層次分析模型，為篩選琴亭湖公園適宜品種提供了科學的依據(jù)。

從試驗結(jié)果看來，衡量杜鵑園林運用限制因子中，花的觀賞性限制性最強，葉的觀賞性以及園林運用潛力限制相對較小。而在花的觀賞性中起主要限制作用的是花色C2與花量C5，其權重值大于1，而起到次要限制作用的為花的顯示度C6，花的長短C9以及花型C1，其權重值大于0.7，而其他評判指標權重值相對占比少。因此在杜鵑花的園林運用中，應首先考慮花色、花量、花的顯示度、花的長短、花型、植株的適應性、成葉顏色、幼葉的顏色、株型這9個因素，也是今后在杜鵑花的園林運用中應首先考慮的因素，而對這9個因素的運用可極大程度地避免規(guī)劃錯誤等。

其次，根據(jù)最后計算所得評分以及園林運用經(jīng)驗，可將琴亭湖引種的杜鵑花分為2個等級。綜合評價為Ⅰ級的有杜鵑花品種22種，無論是在觀賞性還是園林運用潛力上，評價都極高，比如原產(chǎn)地為日本的御代之榮，花色內(nèi)白外粉漸變，具有斑點綠、花量大、適應性強的特點。綜合評價為Ⅱ的杜鵑花品種有1種，其表現(xiàn)在一方面具有較高的評價而另一方面較低，比如原產(chǎn)地為金華的紫陽，花量大，花色較好看，但適應力一般。

最后，通過聚類分析與熱圖，可將這23種杜鵑花根據(jù)花徑分為3個類別：花徑≥7cm的大花型杜鵑，花徑為5-7cm的中型杜鵑花，不開花的杜鵑以及花徑在2-5cm之間的小花型杜鵑。為今后琴亭湖公園根據(jù)花徑對杜鵑進行配置帶來了便捷性、實用性和可靠性。

為了進一步驗證試驗結(jié)果，抽取花的觀賞性D1進行主成分分析（PCA），對C1-C13 13個因子進行降維處理[13]，得到結(jié)果圖4。從圖4可知，第一排序軸解釋了變量的43.3%，第二排序軸解釋了變量的18.8%。花瓣（C3）和花徑（C4）與第一排序軸顯著相關；花色（C2）、花瓣（C3）和株型（C13）與第二排序軸顯著相關。其中花徑C4在花的觀賞性中作用最為顯著，其中花徑C4在花的觀賞性中作用最為顯著，而層次分析法中花色C2為主要的限制因子，兩次結(jié)果相悖。而在層次分析法中，采用了多樣本的調(diào)查，避免了人為意識的主觀性，故結(jié)果可靠。我們的猜測是由于層次分析法與主成分分析法采取的計算權重的方式不同從而使結(jié)果產(chǎn)生了差異性——層次分析法采用計算平均值計算權重，采用兩兩比較建立矩陣，依據(jù)數(shù)字越大越重要、權重越大，最終計算得到每個因素的重要性。而主成分分析法則是通過方差在確定成分的排序，從而轉(zhuǎn)化為線性模型，確定因素的重要性。不過在主成分分析中若各因素沒存在相關性，則會出現(xiàn)較大的偏差。因此，在進行多目標綜合評價時，應根據(jù)具體情況，遵循可操作性原則，選擇最為適合的方法。