北京地區月季綜合評價體系的建立

馮 慧

趙世偉

卜燕華

劉 引

戴思蘭*

現代月季品種已經超過了4萬個，如何評價某一品種的優劣，目前國內外均無統一的標準[1-2]。這種現狀的存在致使我國雖然花了大量資金引進新優品種，但卻不能準確篩選出適宜各地栽植的新優月季品種。國內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，其評價結果往往不夠全面和準確[3]。對于觀賞植物品種的品質，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雜決策問題上的實用性和有效性，其在農業等領域得到了廣泛的應用[4]。在觀賞植物方面主要應用于資源評價和新優品種的選擇，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代月季的綜合評價體系[13-16]。李貝的研究側重于切花月季[15]；武華鑫的研究目的是篩選出適合武漢地區栽培的現代月季品種[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，沒有結合月季在北京綠化中的實際應用方式，應用性不強[16]。

本試驗以篩選適宜北京地區綠化應用的現代月季品種為目標，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。結合月季在北京園林綠化中的應用形式，利用主成分分析方法篩選影響品種分類的主要性狀，應用層次分析法確定主要性狀的權重，并建立了分別針對四大月季類群的綜合評價體系。

1 研究區域

北京位于東經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

應用SPSS 18.0統計軟件對試驗的數據進行分析，進行主成分分析前，首先根據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系數是否適合作主成分分析。

2.2 層次分析法

根據綠化用月季各性狀指標間的相互關系和隸屬關系，建立3個層次的綜合評價模型。第一層是目標層(A)，為北京地區優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T. L. Saaty[18]1-9比率標度法，通過因素之間兩兩比較來構造判斷矩陣。根據各評價因子對綠化類月季品質的重要程度，構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值后，再與該性狀的權值加權綜合，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查的基礎上，根據AARS制定的月季性狀的評價標準[19]，以及北京市地方標準《花卉產品等級月季》[20]，對調查得到的各性狀指標賦予不同的數值，具體標準見表4。

3 結果與分析

3.1 月季品種資源的主成分分析

通過SPSS 18.0統計軟件計算，選取的238個月季品種的27個性狀的KMO值為0.772，根據Kaiser給出的KMO度量標準[17]，檢驗結果表明：本實驗所選取的變量間的相關系數適合作主成分分析。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%。本次調查數據中，9個主成分的累計貢獻率只有61.79%，說明27個性狀的相關性較小，月季性狀比較復雜，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、瓣寬系數最大，其次是頂端葉長和葉寬，花徑與瓣長、瓣寬極顯著相關，葉長與葉寬極顯著相關，葉長與花徑極顯著相關，據此，后續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較大，結合園林應用，予以保留；第二主成分中生長勢、分枝性、株型系數最大，保留這3個指標；第三主成分中，皮刺和葉刺數量系數最大，保留皮刺數量這一指標；第四主成分中，花瓣數量和花蕾性狀系數最大，保留花瓣數這一指標；第五主成分中，花香、花色和皮刺大小系數最大，保留花香和花色2個指標；第六主成分中，葉色、葉質和花期系數最大，結合園林應用，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，關注度較低，同時花期早晚不能評價一個月季品種優劣的有效指標，園林中需要有不同花期的月季品種，據此刪除這3個指標；第七主成分中，花梗挺拔度、葉形和花蕾性狀系數最大，結合園林應用，保留花梗挺拔度這一指標；第八主成分中，小葉數量、莖色和花香系數最大，結合園林應用，保留花香這一指標；第九主成分中，皮刺形狀和莖色系數最大，但這2個性狀在園林應用中群眾關注度較低，予以刪除。綜上所述，通過主成分分析結合園林應用，篩選獲得花徑、花朵繁密度、花型、株型、生長勢、分枝性、皮刺數量、花瓣數、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個指標作為后續綜合評價體系的內容。

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。北京地區茶香月季最常見的應用方式是作為花境、色塊、色帶等，此種應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。據此，本研究建立的適宜北京地區綠化應用的茶香月季評價體系中，加入花色和花量，提高株型權重，去掉花枝長度和花梗長度2個指標。新評價體系中，花色(權重13.97%)和花量(權重13.97%)所占權重最高，其次是株型，連續開花性和花徑、花型和花瓣數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、連續開花性是一致的。本評價體系篩選出的優秀茶香月季品種適宜在北京地區優先推廣和應用。

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，雖然強調了花量和盛花期持續時間，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重[16]。實際園林應用中，豐花月季多用于色塊色帶，此種應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。據此，優化的評價體系中，在注重花量和盛花期持續時間的同時，提高了株型、分枝能力和生長勢的權重，加入了花色，去掉株高和枝粗。新評價體系中，株型(權重15.16%)、連續開花能力(權重13.33%)和花量(權重10.36%)、花色(權重10.36%)占較高的權重，其次是分枝性(權重9.04%)、生長勢(權重9.04%)和抗病蟲害能力(權重6.67%)3個指標。這與豐花月季在園林應用時，重視整體綠化效果，群眾更關注株型整齊、花量大、能夠連續開花等性狀是一致的。應用這一評價體系選出的優秀豐花和微型月季品種適宜在北京地區優先推廣應用。

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用藤本月季，多栽植于環路分車帶，此種應用方式下，直立性藤本月季應用效果與攀緣性藤本是一樣的，例如北京環路應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重過大，生長勢、分枝性所占權重過低。據此，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、花量和花色所占權重較高，分別為16.24%、11.10%和11.10%；其次是生長勢、分枝性、連續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用中，在強調株型、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秀品種適宜在北京地區優先推廣應用。

表4 月季性狀賦值標準

3.3 現代月季品種綜合評價結果

首先記錄、整理現代月季各性狀實地觀測的數值，根據雜種茶香月季、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用

主成分分析是將多個性狀指標化為少數指標的一種統計方法，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據資料的信息，簡化數據，揭示變量之間的關系。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%。本次調查數據中，9個主成分的累計貢獻率只有61.79%，與上述學者的結果不一致，可能與本試驗調查的樣本量更大、覆蓋的月季品種類型更加豐富、性狀變異范圍更大有關。

4.2 月季品種篩選中性狀的選擇

本次調查中，應用主成分分析結合園林應用，篩選獲得花徑、花朵繁密度、花型、株型、生長勢、分枝性、皮刺數量、花瓣數、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個指標作為后續層次分析法綜合評價體系的內容。本研究中刪除莖色、皮刺大小、皮刺形狀、葉刺數量、頂端葉長、頂端葉寬、小葉數量、葉形、葉色、葉質、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代月季的綜合評價體系[13-16]。李貝的研究側重于切花月季[15]；武華鑫的研究目的是篩選出適合武漢地區栽培的現代月季品種[14]；柴扉的研究是篩選和合理選擇適宜北京地區種植的現代月季品種，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個現代月季品種，相對于龐大的現代月季品種，代表性不足。孫霞楓建立的三大類群月季綜合評價體系中，沒有結合茶香月季在北京綠化中的應用方式，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，雖然強調了花量和盛花期持續時間，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，蔓性所占權重較高[16]。

本試驗以篩選適宜北京地區綠化應用的現代月季品種為目標，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、分析的基礎上，創造性地結合不同類型的月季在北京園林綠化中的應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。經本評價體系篩選出的月季品種，在北京綜合表現優異，非常適宜在北京大量推廣應用。本評價體系建立在大樣本調查的基礎上，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、合理選種提供理論依據。

表6 月季綜合評價值與等級