北京地區(qū)月季綜合評價體系的建立

馮 慧

趙世偉

卜燕華

劉 引

戴思蘭*

現(xiàn)代月季品種已經(jīng)超過了4萬個，如何評價某一品種的優(yōu)劣，目前國內(nèi)外均無統(tǒng)一的標準[1-2]。這種現(xiàn)狀的存在致使我國雖然花了大量資金引進新優(yōu)品種，但卻不能準確篩選出適宜各地栽植的新優(yōu)月季品種。國內(nèi)大多采用專家評議和打分的方法，由于缺乏標準的定量分析，其評價結(jié)果往往不夠全面和準確[3]。對于觀賞植物品種的品質(zhì)，人們的要求在不斷提高：既要求其花大、色艷，又要求其姿美、有香味、耐貧瘠，定性或單一指標的評價方法已不能滿足人們的需要。因此，從品種評價到優(yōu)良品種選育都需要一個客觀、全面、科學和定量的綜合評價體系。

由于層次分析法在處理復(fù)雜決策問題上的實用性和有效性，其在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[4]。在觀賞植物方面主要應(yīng)用于資源評價和新優(yōu)品種的選擇，如在桂花[5]、紫薇[6]、大花蕙蘭[7]、菊花[8-11]和地被菊[12]等的評選中都應(yīng)用到了此方法。在月季中，基于層次分析法，柴扉、武華鑫、李貝和孫霞楓分別建立了現(xiàn)代月季的綜合評價體系[13-16]。李貝的研究側(cè)重于切花月季[15]；武華鑫的研究目的是篩選出適合武漢地區(qū)栽培的現(xiàn)代月季品種[14]；柴扉建立的評價模型過分重視花部性狀，同時柴扉的試驗材料只有24個現(xiàn)代月季品種，代表性不足[13]；孫霞楓建立的月季綜合評價體系中，沒有結(jié)合月季在北京綠化中的實際應(yīng)用方式，應(yīng)用性不強[16]。

本試驗以篩選適宜北京地區(qū)綠化應(yīng)用的現(xiàn)代月季品種為目標，對4類238個月季品種的植株性狀、花部性狀和抗性等27個性狀進行詳細觀測。結(jié)合月季在北京園林綠化中的應(yīng)用形式，利用主成分分析方法篩選影響品種分類的主要性狀，應(yīng)用層次分析法確定主要性狀的權(quán)重，并建立了分別針對四大月季類群的綜合評價體系。

1 研究區(qū)域

北京位于東經(jīng)115.7°～117.4°，北緯39.4°～41.6°，是典型的北溫帶半濕潤大陸性季風氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，春秋季較短。

2 分析方法

2.1 主成分分析法

應(yīng)用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件對試驗的數(shù)據(jù)進行分析，進行主成分分析前，首先根據(jù)Kaiser[17]給出的KMO度量標準，檢驗本試驗所選取的變量間的相關(guān)系數(shù)是否適合作主成分分析。

2.2 層次分析法

根據(jù)綠化用月季各性狀指標間的相互關(guān)系和隸屬關(guān)系，建立3個層次的綜合評價模型。第一層是目標層(A)，為北京地區(qū)優(yōu)秀的綠化類月季品種；第二層是約束層(C)，包括植株性狀、花部性狀、和抗性；第三層是指標層(P)，包括選取的13個性狀指標，并分別表述為不同分值。根據(jù)T. L. Saaty[18]1-9比率標度法，通過因素之間兩兩比較來構(gòu)造判斷矩陣。根據(jù)各評價因子對綠化類月季品質(zhì)的重要程度，構(gòu)建低層指標相對于上一級指標的判斷矩陣。在計算出各個具體評價指標相對于所隸屬性狀的加權(quán)值后，再與該性狀的權(quán)值加權(quán)綜合，即可計算出各評價指標因素相對于總的綜合評價值的權(quán)值(表1～3)。

2.3 評分標準

在對月季的植株性狀和花部性狀進行詳細調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)AARS制定的月季性狀的評價標準[19]，以及北京市地方標準《花卉產(chǎn)品等級月季》[20]，對調(diào)查得到的各性狀指標賦予不同的數(shù)值，具體標準見表4。

3 結(jié)果與分析

3.1 月季品種資源的主成分分析

通過SPSS 18.0統(tǒng)計軟件計算，選取的238個月季品種的27個性狀的KMO值為0.772，根據(jù)Kaiser給出的KMO度量標準[17]，檢驗結(jié)果表明：本實驗所選取的變量間的相關(guān)系數(shù)適合作主成分分析。本試驗中，對238個月季品種的27個性狀進行主成分分析，以特征值大于1為標準提取主成分，共提取到9個主成分。第1個主成分的特征值為5.276，方差貢獻率是19.54%，代表了全部性狀信息的19.54%，是最主要的成分；第2個主成分的特征值為2.285，方差貢獻率是8.46%，代表了全部性狀信息的8.46%；第3個主成分的特征值為1.632，方差貢獻率是6.05%，代表了全部性狀信息的6.05%。本次調(diào)查數(shù)據(jù)中，9個主成分的累計貢獻率只有61.79%，說明27個性狀的相關(guān)性較小，月季性狀比較復(fù)雜，不能達到有效降維的目的。

表1 雜交茶香月季判斷矩陣、一致性檢驗及標準層(P)相對于目標層(A)的總排序值(A-Pi)

表2 豐花和微型月季判斷矩陣、一致性檢驗及標準層(P)相對于目標層(A)的總排序值(A-Pi)

從因子載荷量表可以看出(表5)，第一主成分中，花徑、瓣長、瓣寬系數(shù)最大，其次是頂端葉長和葉寬，花徑與瓣長、瓣寬極顯著相關(guān)，葉長與葉寬極顯著相關(guān)，葉長與花徑極顯著相關(guān)，據(jù)此，后續(xù)的層次分析中剔除葉長、葉寬、瓣長和瓣寬，保留花徑這一指標，花朵繁密度和花型系數(shù)較大，結(jié)合園林應(yīng)用，予以保留；第二主成分中生長勢、分枝性、株型系數(shù)最大，保留這3個指標；第三主成分中，皮刺和葉刺數(shù)量系數(shù)最大，保留皮刺數(shù)量這一指標；第四主成分中，花瓣數(shù)量和花蕾性狀系數(shù)最大，保留花瓣數(shù)這一指標；第五主成分中，花香、花色和皮刺大小系數(shù)最大，保留花香和花色2個指標；第六主成分中，葉色、葉質(zhì)和花期系數(shù)最大，結(jié)合園林應(yīng)用，這3個指標對園林景觀效果影響不大，在群眾欣賞月季花時，關(guān)注度較低，同時花期早晚不能評價一個月季品種優(yōu)劣的有效指標，園林中需要有不同花期的月季品種，據(jù)此刪除這3個指標；第七主成分中，花梗挺拔度、葉形和花蕾性狀系數(shù)最大，結(jié)合園林應(yīng)用，保留花梗挺拔度這一指標；第八主成分中，小葉數(shù)量、莖色和花香系數(shù)最大，結(jié)合園林應(yīng)用，保留花香這一指標；第九主成分中，皮刺形狀和莖色系數(shù)最大，但這2個性狀在園林應(yīng)用中群眾關(guān)注度較低，予以刪除。綜上所述，通過主成分分析結(jié)合園林應(yīng)用，篩選獲得花徑、花朵繁密度、花型、株型、生長勢、分枝性、皮刺數(shù)量、花瓣數(shù)、花香、花色和花梗挺拔度11個觀賞指標，同時月季品種的連續(xù)開花性和抗病性2個性狀盡管不在9個主成分中，對月季品種分類影響不大，但對園林景觀影響較大，故添加這2個指標作為后續(xù)綜合評價體系的內(nèi)容。

表3 藤本月季判斷矩陣、一致性檢驗及標準層(P)相對于目標層(A)的總排序值(A-Pi)

3.2 現(xiàn)代月季綜合評價體系的建立

3.2.1 雜交茶香月季綜合評價體系的建立

前人建立的茶香月季評價體系中參考切花月季的評價標準，花枝長度和花梗長度占較大的權(quán)重值，花枝越長，評分越高，沒有花色和花量這2個園林中綠化中非常重要的指標，株型指標所占權(quán)重非常低[16]。實際園林綠化中，高大的月季的綠化效果并不一定比矮的好。北京地區(qū)茶香月季最常見的應(yīng)用方式是作為花境、色塊、色帶等，此種應(yīng)用方式中低矮緊湊的株型比長長的花枝、只有頂端著生1～3朵花的株型群體景觀要好很多。據(jù)此，本研究建立的適宜北京地區(qū)綠化應(yīng)用的茶香月季評價體系中，加入花色和花量，提高株型權(quán)重，去掉花枝長度和花梗長度2個指標。新評價體系中，花色(權(quán)重13.97%)和花量(權(quán)重13.97%)所占權(quán)重最高，其次是株型，連續(xù)開花性和花徑、花型和花瓣數(shù)3個花部性狀。這與茶香月季在北京綠化中多用作色塊、色帶，群眾觀賞注重的是花色、花量、株型、連續(xù)開花性是一致的。本評價體系篩選出的優(yōu)秀茶香月季品種適宜在北京地區(qū)優(yōu)先推廣和應(yīng)用。

3.2.2 豐花和微型月季綜合評價體系的建立

前人建立的豐花月季評價體系中，雖然強調(diào)了花量和盛花期持續(xù)時間，但花部觀賞性狀所占比重較高，同時株高和枝粗也占有一定權(quán)重[16]。實際園林應(yīng)用中，豐花月季多用于色塊色帶，此種應(yīng)用方式中低矮緊湊的株型、較強的分枝能力和生長勢更能夠達到理想的綠化效果。據(jù)此，優(yōu)化的評價體系中，在注重花量和盛花期持續(xù)時間的同時，提高了株型、分枝能力和生長勢的權(quán)重，加入了花色，去掉株高和枝粗。新評價體系中，株型(權(quán)重15.16%)、連續(xù)開花能力(權(quán)重13.33%)和花量(權(quán)重10.36%)、花色(權(quán)重10.36%)占較高的權(quán)重，其次是分枝性(權(quán)重9.04%)、生長勢(權(quán)重9.04%)和抗病蟲害能力(權(quán)重6.67%)3個指標。這與豐花月季在園林應(yīng)用時，重視整體綠化效果，群眾更關(guān)注株型整齊、花量大、能夠連續(xù)開花等性狀是一致的。應(yīng)用這一評價體系選出的優(yōu)秀豐花和微型月季品種適宜在北京地區(qū)優(yōu)先推廣應(yīng)用。

3.2.3 藤本月季綜合評價體系的建立

前人建立的藤本月季評價體系中[16]，蔓性所占權(quán)重較高，但并未指明如何測量藤本月季的蔓性。藤本月季分直立性藤本和攀緣性藤本，按照字面理解“蔓性”指的是攀緣性藤本月季，“蔓性強”指植株莖枝匍匐生長性強。實際北京園林綠化中應(yīng)用藤本月季，多栽植于環(huán)路分車帶，此種應(yīng)用方式下，直立性藤本月季應(yīng)用效果與攀緣性藤本是一樣的，例如北京環(huán)路應(yīng)用最廣的一個藤本月季品種‘光譜’就是直立性藤本月季。同時舊的評價體系中抗性所占權(quán)重過大，生長勢、分枝性所占權(quán)重過低。據(jù)此，新的評價指標中，加入株型指標，去掉蔓性這一指標，提高株型、生長勢和分枝性所占比例。新的評價體系中，株型、花量和花色所占權(quán)重較高，分別為16.24%、11.10%和11.10%；其次是生長勢、分枝性、連續(xù)開花能力和抗病蟲害能力，分別為16.24%、11.10%和11.10%。這與藤本月季在北京園林實際應(yīng)用中，在強調(diào)株型、生長勢、分枝性3個植株性狀的同時，也注重花色、花量、連續(xù)開花能力和抗病蟲害能力是一致的，運用這一評價體系篩選出的優(yōu)秀品種適宜在北京地區(qū)優(yōu)先推廣應(yīng)用。

表4 月季性狀賦值標準

3.3 現(xiàn)代月季品種綜合評價結(jié)果

首先記錄、整理現(xiàn)代月季各性狀實地觀測的數(shù)值，根據(jù)雜種茶香月季、豐花月季、微型月季和藤本月季的各性狀評分標準，得出每個月季品種的各性狀特征分值。依據(jù)雜種茶香月季、豐花月季、微型月季和藤本月季各自性狀特征的相對權(quán)重值，計算出4類月季每個品種的最后分值，即綜合評價值(表6)。

4 討論

4.1 主成分分析方法在月季品種評價中的應(yīng)用

主成分分析是將多個性狀指標化為少數(shù)指標的一種統(tǒng)計方法，能從眾多性狀因素中找出主要的綜合性狀因素，盡可能多地反映原始數(shù)據(jù)資料的信息，簡化數(shù)據(jù)，揭示變量之間的關(guān)系。多位學者利用主成分分析法對月季性狀進行分析，賈元義[21]對150個月季品種的39個形態(tài)性狀進行主成分分析，前10個主成分累計貢獻率達到 81.91%；羅丹[22]的研究以國際月季試驗站中的72個月季品種為供試材料，前8個主成分的累計貢獻率達80.558%，代表了原始性狀的大部分信息，李保忠[23]對110個月季品種的36個形態(tài)性狀進行主成分分析，前8個主成分的貢獻率達80.558%。本次調(diào)查數(shù)據(jù)中，9個主成分的累計貢獻率只有61.79%，與上述學者的結(jié)果不一致，可能與本試驗調(diào)查的樣本量更大、覆蓋的月季品種類型更加豐富、性狀變異范圍更大有關(guān)。

4.2 月季品種篩選中性狀的選擇

本次調(diào)查中，應(yīng)用主成分分析結(jié)合園林應(yīng)用，篩選獲得花徑、花朵繁密度、花型、株型、生長勢、分枝性、皮刺數(shù)量、花瓣數(shù)、花香、花色和花梗挺拔度11個觀賞指標，同時增加月季品種的連續(xù)開花性和抗病性2個對月季觀賞性影響較大的性狀，總計篩選出13個指標作為后續(xù)層次分析法綜合評價體系的內(nèi)容。本研究中刪除莖色、皮刺大小、皮刺形狀、葉刺數(shù)量、頂端葉長、頂端葉寬、小葉數(shù)量、葉形、葉色、葉質(zhì)、花期、花蕾形狀、瓣長和瓣寬共14個主成分分析中對月季品種分類影響不大的指標，與前述多位學者的研究基本一致[21-23]。

表5 因子載荷量表

4.3 基于層次分析法建立的月季品種綜合評價體系

在月季中，多位學者基于層次分析法分別建立了現(xiàn)代月季的綜合評價體系[13-16]。李貝的研究側(cè)重于切花月季[15]；武華鑫的研究目的是篩選出適合武漢地區(qū)栽培的現(xiàn)代月季品種[14]；柴扉的研究是篩選和合理選擇適宜北京地區(qū)種植的現(xiàn)代月季品種，但其建立的評價模型過分重視花部性狀，而對生長勢、生長量、株型、耐貧瘠能力和全年的觀賞效果等缺乏考慮，而在月季的實際應(yīng)用中這些都是非常重要的因素[13]。同時柴扉的試驗材料只有24個現(xiàn)代月季品種，相對于龐大的現(xiàn)代月季品種，代表性不足。孫霞楓建立的三大類群月季綜合評價體系中，沒有結(jié)合茶香月季在北京綠化中的應(yīng)用方式，茶香月季評價體系中參考切花月季的評價標準，花枝越長，評分越高，而在實際園林應(yīng)用中，低矮緊湊的株型和漂亮的花朵觀賞價值更高；豐花月季評價體系中，雖然強調(diào)了花量和盛花期持續(xù)時間，但花部觀賞性狀所占比重較高，株型所占比例過低；藤本月季評價體系中，蔓性所占權(quán)重較高[16]。

本試驗以篩選適宜北京地區(qū)綠化應(yīng)用的現(xiàn)代月季品種為目標，在對238個月季品種的植株性狀、花部性狀和抗性進行詳細觀測、分析的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地結(jié)合不同類型的月季在北京園林綠化中的應(yīng)用形式進行綜合評價，建立了月季四大品種群的綜合評價體系。應(yīng)用該評價體系，從185個茶香月季、24個豐花月季、12個藤本月季和17個微型月季品種中篩選出綜合性狀優(yōu)秀的雜交茶香月季品種20個、豐花月季品種11個、藤本本月季品種3個、微型月季品種8個。經(jīng)本評價體系篩選出的月季品種，在北京綜合表現(xiàn)優(yōu)異，非常適宜在北京大量推廣應(yīng)用。本評價體系建立在大樣本調(diào)查的基礎(chǔ)上，更加簡便、客觀。同時，本評價體系還可為育種者合理選擇親本，以及客觀評判雜種苗的品質(zhì)、合理選種提供理論依據(jù)。

表6 月季綜合評價值與等級