木槿品種在上海園林中的應用評價

潘 月， 葉 康， 秦 俊

(1.上海辰山植物園， 上海 201602； 2.上海交通大學 農業與生物學院， 上海 200240； 3.上海城市樹木生態應用工程技術研究中心， 上海 200020)

木槿(HibiscussyriacusL.)又名木錦、面花、朱槿及朝開暮落花，為錦葵科(Malvaceae)木槿屬(HibiscusL.)落葉灌木或小喬木，原產于亞洲東部，主要分布于我國長江、黃河和珠江流域，以及朝鮮、日本等地。木槿適應性極廣，現全球溫帶和亞熱帶地區均有栽培[1]，具有很高的園林應用價值。全世界木槿屬植物約有200種，而中國記載分布的木槿屬植物有25種，其中木本植物13種[2]。雖然木槿在我國分布極廣，但關于木槿品種的研究并不多。馬靜等[3]對重慶市夏秋開花的木槿屬現有花卉資源進行調查發現，重慶市木槿屬花卉有9種11變種。劉小冬等[4]分析了木槿屬的主要園林應用形式，殷麗青等[5]調查與觀測木槿開花特性，對木槿的食用價值進行研究。在木槿的綜合評價方面，陳家龍等[6]對13個食用木槿資源的農藝性狀進行主成分及聚類分析，反映食用木槿的花朵形態特征、生長勢、產量、開花特性等綜合指標。唐偉[7]對15個未確定品種名稱的木槿品種進行觀賞性和適應性評價，評價標準包括觀賞性狀、繁殖系數及抗性3個方面。

層次分析法是將與決策有關的元素分解成目標、準則及方案等層次，在此基礎上進行定性和定量分析的決策方法。主成分分析法確定權重科學客觀，有效降低主觀賦值的主觀影響。聚類分析法既可將某些未知個體正確的歸屬到其中的某一類[8]，也可在不知群體具體分類的情況下，通過數據分析對群體進行分類，是研究植物資源分類和親緣關系的主要方法之一。層次分析法、主成分分析法和聚類分析法為研究植物品種選育及對其進行綜合評價提供了科學的方法，在觀賞樹木[6,9]、花卉[10-12]、果樹[13-14]等綜合評價及利用上得到了廣泛應用。為木槿在上海地區的引種篩選與園林應用提供理論依據，利用層次分析法結合主成分分析和聚類分析，以觀賞性為主，從木槿的整株性狀、花葉性狀及其他性狀的12個指標對上海引種木槿進行評價，研究引種木槿在上海園林中的整體表現及應用價值，旨在對上海地區木槿的引種、栽培及推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于上海辰山植物園，地處東經121.26°，北緯31.10°。上海屬于北亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，日照充分，雨熱同季，常在7—8月受副熱帶高壓和西南季風控制，致氣溫高，蒸發量大，形成高溫干燥的天氣(伏旱)，通常7月最熱，平均氣溫約28℃，有時高溫天氣可延續至8月上旬，年降雨量1 123 mm。

1.2 材料

供試材料為2007—2008年自荷蘭、法國等地引種的18個木槿品種(表1)，均為2年生苗，露地栽培于上海辰山植物園苗圃，常規管理，試驗于2018年6—10月進行。

表1 18個木槿品種的來源

1.3 方法

1.3.1 評價指標選擇 根據觀賞植物資源的篩選要素和資源評價目的，參考同類評價的指標體系[15-17]，選擇生長勢、病蟲害程度、株高、冠型、分枝密集度、葉色、花型、花色、花徑、花瓣是否有斑、花朵耐曬能力和花期天數等12個性狀作為評價指標。

1.3.2 指標測定 株高、花徑、花期測定時選擇各品種中生長健壯、整齊一致、無病蟲害的單株5株，逐一觀察并記錄，最后求平均值；生長勢、病蟲害程度、冠型、葉色、分枝密集度、花型、花瓣是否有斑、花朵耐曬能力、花色測定時每品種隨機選擇10株觀察記錄。其中，花朵耐曬能力選擇在盛花期的晴天正午，連續3天觀察花朵在高溫強光下的萎焉程度，僅花瓣邊緣萎焉，花朵耐曬程度強；萎焉到花瓣中部，花朵耐曬程度中等；花瓣全部萎焉，耐曬程度弱。花色采用RHS比色卡測定。為了減少試驗誤差，同一性狀測量工作由同一人進行操作。

1.3.3 主成分分析法法計算權重 運用SPSS 19.0對12個指標進行主成分分析，得到各評價指標的公因子方差，將各個公因子方差進行歸一化，即得到各個指標的權重值[18-19]。

1.3.4 層次分析法計算得分 以12個性狀指標建立多層次結構評價模型(圖1)。基于18個木槿品種的生長狀況，對12個評價指標進行5分制評分，擬定評分標準(表2)。并在此基礎上構建引種木槿的綜合評價模型，計算18個木槿品種在上海地區園林應用的綜合評價分值。

圖1上海地區引種木槿園林應用價值的綜合評價指標體系

Fig.1 Indicator system for comprehensive evaluation of application value ofH.syriacusintroduced in Shanghai

表2 18個木槿品種園林應用價值綜合評價指標的評分標準

1.3.5 聚類分析法劃分應用等級 以18個品種的綜合得分值為指標，以歐式距離的平方為相似尺度，采用組間連接的方法進行系統聚類分析[20]，對木槿品種進行園林應用價值等級劃分。

2 結果與分析

2.1 18個木槿品種的生長表現

從表3看出，生長勢強的品種是哈瑪布、白花單瓣和萊波迪；阿佛洛狄、木橋和布里克等7個品種生長勢較強；生長勢一般和較弱的均有4個品種。除史密斯較嚴重發生、哈瑪布輕度發生外，絕大多數木槿品種無病蟲害發生。18個木槿品種的株高在149.50～288.00 cm，其中，以桑喬約最高，白花單瓣最矮。花型以單瓣品種最多，半重瓣品種最少。花徑在6.70～12.06 cm，其中以士丹利夫人花徑最小，黛安娜花徑最大。花朵耐曬能力強的品種居多。18個木槿品種的花期在75～137 d，其中，以阿登花期最短，阿佛洛狄花期最長。

表3 18個木槿品種評價指標數據

2.2 應用價值的評價指標

2.2.1 主成分分析 從表4看出，第一主成分、第二主成分、第三主成分和第四主成分的方差貢獻率分別為27.60%、22.44%、16.29%和10.10%，前4個主成分的累計貢獻率已達76.43%。說明用前4個主成分作為綜合評價指標來反映和評價木槿品種園林應用價值的信息可靠性在76%以上。

表4 方差分解主成分提取分析各成分的方差貢獻率

2.2.2 評價指標權重 由表5可知，在12個評價指標中，株高的權重值最高，其余依次是花型、生長勢和葉色；花朵耐曬能力和花色的權重值最低。因此，在引進木槿品種時，重點考慮植株高大、長勢好及花型大的品種。

表5 12個評價指標的公因子方差

2.3 18個木槿品種的園林應用價值評價

2.3.1 應用聚類 從圖2看出，18個木槿品種可分為3類，第I類包含阿佛洛狄、桑喬約、露西、諾伍德二號、布里克、諾伍德一號和紅心7個品種；第II類包含木橋、杜威上將、黛安娜、阿登、士丹利夫人、萊波迪、弗洛魯、海琳、哈瑪布和史密斯10個品種，第III類僅白花單瓣1個品種。

圖2 18個木槿品種綜合評價得分的聚類

Fig.2 Cluster analysis of the comprehensive evaluation scores of 18 varieties ofH.syriacusintroduced in Shanghai

2.3.2 應用評價 從表6看出，18個木槿品種的應用價值可分為3級。其中，I類的阿佛洛狄、桑喬約、露西、諾伍德二號、布里克、諾伍德一號和紅心木槿被劃分為Ⅰ級，這7個品種植株高大、株型緊湊、長勢好、花大及無病蟲害發生，尤其阿佛洛狄花色艷麗，花期長達137 d，且花朵耐曬，園林應用價值高。因此，可增加這些品種在上海地區園林中的應用。II類的木橋、杜威上將、黛安娜、阿登、士丹利夫人、萊波迪、弗洛魯、海琳、哈瑪布和史密斯木槿被劃分為Ⅱ級，其花期不及Ⅰ級品種長，一般在100d左右，花朵大小中等，長勢一般，葉色偏淺，但其株型緊密，無病蟲害，可有選擇地應用，且需適當加強水肥管理。白花單瓣木槿被劃分為Ⅲ級，其長勢差，株型低矮，不飽滿，開花晚且花期短，不適合園林中應用。

表618個木槿品種在上海地區的園林應用價值綜合評價得分及等級

Table 6 Ranking of 18 varieties ofH.syricousin the comprehensive evaluation of garden application value in Shanghai

品種 Varieties綜合得分/分Score排名Ranking等級Grade史密斯 Smith2.4417Ⅱ哈瑪布 Hamabu2.4916Ⅱ海琳 Hailin2.5615Ⅱ紅心 Hongxin3.447Ⅰ阿佛洛狄 Aphrodite3.831Ⅰ木橋 Muqiao3.278Ⅱ布里克 Brick3.525Ⅰ諾伍德一號 Norwood 13.516Ⅰ諾伍德二號 Norwood 23.614Ⅰ桑喬約 Sanchoyo3.782Ⅰ弗洛魯 Floru2.7614Ⅱ士丹利夫人 Mrs. Stanley2.8812Ⅱ黛安娜 Diana2.9510Ⅱ白花單瓣 Baihuadanban1.9518Ⅲ杜威上將 Admiral Dewey3.199Ⅱ萊波迪 Lebodi2.8713Ⅱ阿登 Arden2.9511Ⅱ露西 Lucy3.763Ⅰ

3 結論與討論

綜合運用層次分析法、主成分分析法和聚類分析法對木槿品種在上海地區園林中的應用價值進行評價，結果表明，18個木槿品種的應用價值可分為3個等級：Ⅰ級包含阿佛洛狄、桑喬約、露西、諾伍德二號、布里克、諾伍德一號和紅心木槿7個品種，綜合得分在3.4分以上，園林應用價值高；Ⅱ級包含木橋、杜威上將、黛安娜、阿登、士丹利夫人、萊波迪、弗洛魯、海琳、哈瑪布和史密斯木槿10個品種，綜合得分在2.4～3.4分，應用價值一般；Ⅲ級僅有白花單瓣木槿，綜合得分低，不適合園林應用。篩選出的木槿品種可在上海園林中直接應用。

評價指標根據木槿外部形態特征及環境適應過程中表現出的表型特征來進行篩選，選擇生長勢、病蟲害程度、株高、冠型、分枝密集度、葉色、花型、花色、花徑、花瓣是否有斑、花朵耐曬能力、花期天數12個性狀作為測試指標，經主成分分析法結果可知，前4個主成分的方差貢獻率高達76.43%，可概括出生長勢、花期天數、花型、花部是否有斑、花朵耐曬能力和葉色6個指標，包含了品種性狀的絕大多數信息。研究在指標選擇上也存在不足，反映植株抗性方面的指標較少，質量性狀指標較多，易受主觀因素影響。

指標權重的合理性直接影響評價結果的準確性，因此在綜合評價中，指標權重的確定方法占有重要地位。層次分析法具有系統、靈活、簡潔的優點，但其對評價指標權重的確定主要通過大量問卷數據的分析，最終結果與評價人員的側重點和意愿有很大關系，易受主觀因素影響，導致評價結果主觀性較強[19]。研究依據客觀數據之間的關系，用主成分分析法計算各項指標的權重，能夠讓多指標綜合評價中的評價結果達到科學、合理和客觀的要求。