8種梾木觀賞性及經濟學性狀的綜合評價

李冬林1，梁珍海1，金雅琴，夏重立

（1.江蘇省林業科學研究院，江蘇 南京 211153；2.金陵科技學院 園藝學院，江蘇 南京 210038）

梾木屬Cornus植物是世界公認的生物能源植物和高檔景觀植物[1-2]。梾木屬多數種類植物姿態優美，葉色鮮艷，果實亮麗，很具觀賞性，適合城鄉環境綠化和植物造景。果實為核果，種子含油量高，可作工業用油，具有廣闊的應用前景和開發潛力[3]。2011年，江蘇省林業科學研究院自美國東北部成功引進了美洲梾木屬植物品種9種，經過數年的生產試驗與觀察研究，基本摸清了梾木屬植物的基本性狀和主要生物學特性[4-5]。但是，具體到梾木屬植物在林業生產上的造林應用，要做到適地適樹和材盡其用仍需要對其進行合理的評定和選擇。為此，本研究引用世界通用的多因素評價方法——層次分析法對現存8種梾木種質資源就其觀賞性及經濟性狀進行綜合評價，分析其不同品種類型的特點，以期為梾木屬植物的擴大栽培與造林應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料包括熊果梾木Cornus amomum、斜葉梾木Cornus obliqua、圓錐梾木Cornus racemosa、粗葉梾木Cornus drumondii、多花梾木Cornus florida、歐洲紅瑞木Cornus sanguinea、偃伏梾木Cornus sericea和毛梾Cornus walteri8種。其中毛梾是地產鄉土樹種，種子引自南京紫金山森林公園15 a結果母樹，通過播種育苗育成實生苗作為對照種源；其余7種為2011年引自美國哈佛大學阿諾德樹木園，也為種子培育的實生苗，目前材料均保存于江蘇省林業科學研究院。

1.2 試驗地概況

試驗地位于江蘇省南京市南郊江蘇省林業科學研究院實驗林場。地理坐標為東經118°46′00″，北緯31°51′25″。氣候帶為北亞熱帶季風氣候，年均氣溫15.0～15.9 ℃，極端最高氣溫39.0～40.5 ℃，極端最低氣溫-9.5～-13.1 ℃，年相對濕度78%～80%，年降雨量1 034～1 276 mm，年日照時數2 212.8 h，無霜期220～250 d。試驗場圃土壤為山地黃棕壤，土壤質地粘，土壤呈微酸性。

1.3 評價方法

采用美國匹茨堡大學運籌學家T.Saaty于1973年提出的層次分析法（Analytic Hierehy Process，簡稱AHP）[6]。該法根據研究目標，將評判的指標進行分解，構建一個多因素的評判模型，并通過構造判斷矩陣，估算出不同結構層次所對應要素的權重值，通過加權計算完成各設計方案（品種）的評價得分[7-8]。

1.4 分析模型的建立

根據我們前期試驗的觀察結果，結合梾木類主要經濟性狀的測定數據，提出13個評價要素，構成梾木經濟價值評價應考慮的指標層，見圖1。構建的分析結構模型如下：梾木經濟性狀綜合評價的最終目標為A 層，即目標層。A層由生長指標（C1）、形態指標（C2）、觀賞性（C3）、種子油（C4）、抗寒性（C5）5項指標構成，為準則層（C）。而準則層每項指標又由不同的考察指標構成，這些考察指標就構成指標層（P）。

圖1 梾木主要經濟學性狀評價的結構模型Fig.1 Structural model of assessment of main economic characters on eight dogwoods

1.5 構造判斷矩陣及一致性檢驗

各評價因素的相對重要性簡化為一系列成對因素的判斷比較，并用1、3、5、7、9比率標度法使之定量化，構成判斷矩陣[6-7]。通過計算判斷矩陣的最大特征根λmax及其對應的特征向量W，計算出某一層次各因素相對上一層某因素的相對重要性權值。各判斷矩陣的計算結果見表1。

借助數學軟件Mathematica 4.0計算各判斷矩陣的W、λmax和判斷矩陣一致性指標判斷矩陣的平均隨機一致性指標（RI）與判斷矩陣階數見表2[7]。CI與判斷矩陣的平均隨機一致性指標RI之比值（CR）即為判斷矩陣一致性指標。若CR＜0.10，則認為該判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需要進行調整。

表1 準則層各指標判斷矩陣及一致性檢驗（A-C）?Table 1 The judgment matrix and consistency test of every index at rule layer(A-C)

表2 判斷矩陣的隨機一致性指標[7]Table 2 The consistency test indexes of judgment matrix[7]

1.6 賦分原則

本評價總的賦分原則見表3。在物種賦分時充分考慮其特異性及經濟用途。對于具有特異性性狀、觀賞價值大、經濟用途廣的給予較高的權重值。所以，我們對其中幾個枝條猩紅色的物種，考慮其在國內植物中的表現比較罕見，可用作園林觀賞植物，故給予高分值。果實顏色與花期長短主要參考了原產地母樹果實的顏色、是否為稀有種，如花期長、果實白色的種類給予高分，普通種、花期短的種類給予低分[9]。

表3 8種梾木綜合性狀評價的賦分標準Table 3 Quantifying the evaluation indicators of eight dogwoods by scores

既然是引進物種且為木本植物就要強調一定的高度，一般喬木植物生長快，可利用周期短，其生態功能也好。所以在株型方面，考慮到林業生態工程的實際需要，我們對喬木給予高分，灌木相應給予低分。高生長量與徑生長量，以及年生物量的比對，主要以苗圃內1年生幼苗的生長量量測值為基準，給予相應的分值。花型主要考慮花徑大小?；ㄔ酱?，觀賞價值越大，相應給分越高。由于梾木屬多數種類秋季葉色有變化，因此葉色變化也作為評價的依據之一。葉色紅色給高分，并且考慮葉色的柔和度，若葉色特別艷麗，要適當加分。

梾木屬植物種子含油，可以作為油料植物，因此將出油率作為一項評價指標。其評價依據以試驗材料種子的檢測數據為依據，數值大的分值高。酸值、皂化值的賦分主要參考了我國幾種食用油參數的分級標準進行賦分[10]。

1.7 評價結果的計算

綜合評價結果用綜合評價指數表示[11]，其計算公式為：

式中：Y為綜合評價指數，Zj為第j項評價指標的得分，Wi為準則層中第i指標的權重，Wij為準則層中第i項、第j指標的權重。

2 結果分析

2.1 各評價指標權重的確定

以梾木綜合性狀評價值作為總目標層（A），相對于總目標而言，準則層由生長指標（C1）、形態指標（C1）、觀賞性（C3）、種子油（C4）、抗寒性（C5）構成。5個準則指標之間的相對權重通過專家打分建立判斷矩陣，見表1。通過對判斷矩陣相關指標的計算，矩陣特征向量W＝[0.552，0.130，0.146，0.056，0.115]；最大特征值λmax＝ 6.075；CI＝ 0.268；RI＝ 1.12；CR＝ 0.023 9＜0.10，說明該判斷矩陣具有滿意的一致性。按同樣的計算方法，可得到各指標層評價指標的權重，見表4。

表4 各指標層各評判因子判斷矩陣及一致性檢驗?Table 4 The judgment matrix and consistency test of evaluation factor at index layer (P-C)

2.2 評價指標的賦值

在試驗地相同立地條件下隨機抽取生長均勻一致的同齡梾木植株50 株進行生長性狀的測定評價。從生長指標（C1）來看，不同植物的高生長量、徑生長量、年生物量間均呈現顯著差異。粗葉梾木的生長量指標最大，而賦予了最高值（P1、P2、P3分別賦值5、4、5）。而熊果梾木、圓錐梾木生長量指標也較大（P1、P2、P3賦值均為4），偃伏梾木的生長量指標最?。≒1、P2、P3分別賦值3、2、3）。從形態指標（C2）來看，毛梾為唯一的大喬木，P4得分為5，其余均為灌木或小喬木，賦分3～4；枝型主要考慮枝條的顏色，由于熊果梾木、圓錐梾木和粗葉梾木3種植物枝條均有明顯變色，可以作園林觀枝植物，均賦值5；而花型則以多花梾木為最優，其花色艷麗，賦值為5，其它植物花型小，相應賦值低。就觀賞性（C3）而言，多花梾木花大、花期長、核果紅色，果實經冬不落，實為觀賞佳品，P7、P8、P9均賦值5；其余種類中果實奇特的賦予高值，如圓錐梾木、偃伏梾木果實白色，賦5分，而果實為褐色或黑色為常見色，則賦分低（如毛梾果實黑色，P7賦1分）。粗葉梾木和多花梾木葉色艷麗，紅黃色，適于作秋色葉觀賞植物，P9賦5分，若秋季葉色褐色，暗淡，相應賦分較低。就種子油特性（C4）而言，國產毛梾由于具有含油量高、酸值低、皂化值中等，在所有考察物種中得分最高，表明其最適于營造生物能源林。

冬季抗寒性（C5）可判斷物種能否正常越冬，它是決定著物種引種范圍、體現其應用價值的重要指標。從考察結果來看，多花梾木冬季因為嚴寒常出現明顯枯梢，偃伏梾木地上1/3常常會有凍枝，影響了其賦值結果（賦值4），因此，這2個物種冬季應該采取必要的防寒措施。其余物種的抗寒性均較強，賦值5。

按照以上考察結果，將各個種的指標賦值與權重加權計算出各指標層的最終得分，見表5，再根據各因素相對于總評價值（A）的權重值算出準則層各指標的得分，見表6。

2.3 評價結果

由各性狀相對于總評價值的權重值按照公式(1)計算后即可直接算出各植物種的總得分，即綜合評價指數（Y），見表6。從得分情況來看，粗葉梾木因其快速的生長量和優美的樹型名列榜首，得分為4.389。從試驗情況來看，此種植物頂端優勢明顯、生長迅速、枝葉繁茂，其景觀性狀也不差，抗寒性也強，適合我國南方丘陵崗地或坡耕地造林應用推廣。作為灌木的熊果梾木得分也較高，得分為3.973，位居第2名。熊果梾木為生長極其迅速的落葉灌木，晚秋枝條猩紅色，秋葉紅橙色，果實為紫色，極為美麗[9]。通過近5 a的試驗和觀察，此種植物適應性極強，尤其對水濕條件具有驚人的抗性，在我國城鄉水岸、湖濱堤岸、沼澤濕地具有廣闊的推廣應用前景。多花梾木以其婀娜多姿的樹型、猩紅色的枝條、以及繽紛多彩的花色聞名于世，加上株型為喬木，得分較高，得分為3.843，在所有引進植物中具有較好的觀賞性。

表5 8種梾木主要經濟性狀指標的得分?Table 5 Score of main economic characters of eight dogwoods

表6 8種梾木主要經濟學性狀評價的最終得分?Table 6 Final score of main economic evaluation of eight dogwoods

3 結論與討論

層次分析法（AHP）不僅能使較為復雜的問題通過分層簡單化，而且通過對評價因素的兩兩比較，較容易得出權重值并檢驗判斷的一致性和可重復性[6-8]。該方法以其定性分析與定量分析相結合地處理各種決策因素的特點，以及其系統靈活簡潔的優點，在我國社會經濟各個領域廣泛應用。在園林旅游領域，該法主要應用于城市公園、居住區及道路綠地等園林植物景觀的評價[12-13]，以及自然保護區、旅游資源的生態定量評價[14]，它能比較客觀地評價森林旅游資源的品質，對我國森林公園的提檔升級、以及園林景觀的精品打造都具有一定指導意義。

隨著我國經濟的快速增長，園林植物遺傳育種事業得到了飛速發展，一些觀賞性好、抗逆性強、經濟價值大的新品種日益涌現。人們對植物性狀的評價和篩選往往帶有一定的片面性，需要尋求一種適用于植物多因子性狀評判，較為客觀，且又定量化的綜合評價方法。而AHP法正是迎合了植物選擇要求，應用多因子、構建多層次，并借助專家打分的植物評判方法。因此，該技術在觀賞園藝植物的品種評價方面得到了全面應用。如陳道明等[7]對我國洛陽、菏澤地區牡丹品種進行了觀察研究，對牡丹品種評定因素進行篩選和組合,首次應用AHP法對牡丹品種進行了客觀地評價；陳仲芳[15]、伊艷杰等[16]對我國十大名花——桂花品種進行了綜合評價，提出了適于不同地方、不同應用領域的桂花品種，對花卉生產實踐具有一定指導意義；程紅梅等[17]應用AHP法建立了臘梅品種園藝學性狀綜合評價模型，通過指標的量化對臘梅品種的園藝學性狀進行綜合評價，篩選出優良品種，作為臘梅新品種選育及產業化發展的參考依據。這些研究成果無疑對園林觀賞植物的品種選擇具有一定指導意義。但是，對于大多數木本植物來說，其應用價值體現是多方面的。林木資源不像園林花卉那么單純，除了觀賞價值，還具有材用、油料用、水土保持等多種功能，因此，在林業上評價一種木本植物僅憑其觀賞性狀是不夠的，也是不全面的。

本研究吸取了前人在觀賞園藝新品種評價方面的成功經驗，參閱了近年來層次分析法在植物學、園藝學、景觀旅游領域應用的具體實例，并邀請近20名林業、園林專家參與評判構建判斷矩陣，從生長量、外觀形態、觀賞性、種子油、抗寒性5個方面對8種梾木植物進行了總體性狀評價。運用AHP技術將林木資源的觀賞性、經濟性與抗逆性指標列入考察要素，將林木資源的株型、花色、枝型等形態指標，果色、花期、葉色等觀賞性指標，與植物本身的生長要素、抗逆性、經濟性等指標進行平行比較，提出了不同植物品種的得分序列，評判了不同林木資源的應用價值和開發潛力。本研究也是AHP技術手段在林業生產研究領域拓展應用的一個新的嘗試。

本研究通過評價初步篩選出生長良好、適應性強、應用前景看好的3種優良梾木種質資源：粗葉梾木C.drummondii、熊果梾木C.amomum和多花梾木C.florida，建議在生產上擴大栽培和推廣應用。這一評價結果對于梾木屬植物在我國南方地區開展引種造林綠化及深層次的開發利用具有一定指導意義。但是，引種評價方法結果的科學性是建立在所構建分析模型的合理性、以及判斷矩陣準確性的基礎之上。評判分析模型的骨架固然重要，但構建判斷矩陣階段專家對性狀指標的理解程度和比較評判科學性更為重要，因為這決定了不同要素對評判目標的貢獻大小，最終影響到評判結果的可靠性。這也是本評判方法的主要局限所在。同時，本研究所用素材源于近年引進的實生苗，觀測時間略顯短暫，試驗數據僅僅來源于幼樹的生長表現，但隨著年齡的增長不同樹木資源的成年性狀會產生一定變異，并直接影響到后期性狀的評判結果。因此，此次評判結果僅僅是幾種梾木前期的性狀評價，進入成年以后的性狀穩定性如何，還有待進一步的觀察檢驗。

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