張曉瑋，龔雪梅，李琳，周志翔，柳丹

（1.阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生化工程系，安徽阜陽236031；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，武漢430070；

3.浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，杭州311300）

彩葉植物是一類觀賞價(jià)值和體驗(yàn)價(jià)值較高的植物，能夠在整個(gè)生長季節(jié)或生長季節(jié)的某一階段，較穩(wěn)定地呈現(xiàn)明顯區(qū)別于自然綠色的其他色彩[1]，從而改變單一綠色植物的單調(diào)乏味，提升藝術(shù)效果，豐富色彩。目前，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)相繼引入馴化包括金色、花葉、銀灰色、紅色、紫色等葉色類型多變的喬、灌、藤等彩葉植物，它們在植物景觀領(lǐng)域已經(jīng)得到較大范圍推廣[2]，頗受歡迎。

有關(guān)彩葉植物前期的研究多數(shù)集中在彩葉植物樹種的推介及展望、資源調(diào)查和繁殖繁育等方面，對彩葉植物的適應(yīng)性評價(jià)研究不多，且多集中于北方地區(qū)。也有部分研究利用高效液相色譜（HPLC）、分子標(biāo)記擴(kuò)增片段長度多態(tài)性（AFLP）等技術(shù)對國內(nèi)外植物的遺傳多樣性、種質(zhì)資源鑒定、生漆主要成分（漆酚、漆酶、漆樹多糖）等進(jìn)行了大量研究[3-6]。而對皖北地區(qū)彩葉植物綜合評價(jià)的研究還未有報(bào)道。本文將基于美國運(yùn)籌學(xué)家托馬斯·薩提提出的層次分析法，對引種到皖北地區(qū)的43種彩葉植物進(jìn)行綜合評價(jià)。層次分析法（analytic hierarchy process,AHP）首創(chuàng)于20世紀(jì)70年代，它是一種定性與定量相結(jié)合的決策分析方法，其突出特點(diǎn)是可以將復(fù)雜問題分解成若干個(gè)層次，在較原問題簡單得多的層次上逐步分解分析，并可將人的主觀判斷和定性分析用數(shù)量分析表述、轉(zhuǎn)換和處理[7]。因此多年來在園林植物引進(jìn)、植物資源及景觀價(jià)值評價(jià)等方面廣泛應(yīng)用[8-12]。本文目的在于篩選出適應(yīng)皖北地區(qū)的、應(yīng)用價(jià)值高的彩葉植物，為皖北地區(qū)的城市綠化增添新的色彩。

1 研究方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)及方法

2015年9月至2017年8月，分別在春、夏、秋、冬4個(gè)時(shí)間段，對皖北地區(qū)（含阜陽市、亳州市、淮北市、宿州市、蚌埠市）的所有城市公共綠化用地及公園等進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和現(xiàn)場拍攝照片，并查閱文獻(xiàn)，調(diào)查近5年在皖北地區(qū)引種馴化且應(yīng)用較為廣泛的彩葉植物種類。對于不能直接確定種類的彩葉植物，經(jīng)拍照、采集標(biāo)本后，對照工具書進(jìn)行鑒定。

1.2 研究對象

通過調(diào)查，選取皖北地區(qū)近年來引種馴化成功并應(yīng)用較為廣泛的彩葉植物43種（表1），作為綜合評價(jià)的對象。

1.3 方法

基于實(shí)際情況及合理衡量各評價(jià)因子，構(gòu)建出皖北地區(qū)彩葉植物綜合評價(jià)模型，對這43種彩葉植物利用層次分析法進(jìn)行評價(jià)。

1.3.1 彩葉植物綜合評價(jià)模型

在充分考察引種植物特性的前提下，建立出由4層結(jié)構(gòu)的遞階層次評價(jià)模型[13]，分別是目標(biāo)層、約束層、標(biāo)準(zhǔn)層及最基層。除此之外，考慮到其形態(tài)特征、生態(tài)適應(yīng)性和生物學(xué)特性，選用葉形、花朵、耐寒性、生長量等12種因子[14]作為標(biāo)準(zhǔn)層評價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建彩葉植物綜合評價(jià)模型（圖1）。

1.3.2 彩葉植物綜合評價(jià)方法

根據(jù)每種植物的評分標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算綜合評價(jià)指數(shù)，進(jìn)而來綜合評價(jià)彩葉植物。以彩葉植物為評價(jià)主體，在充分考察植物的生物學(xué)特性、生態(tài)適應(yīng)性、觀賞性，以及前人方法[15-16]的基礎(chǔ)上構(gòu)建出新的5分制綜合評價(jià)指標(biāo)（表2），以此為標(biāo)準(zhǔn)全面了解和評價(jià)皖北地區(qū)引種的43種彩葉植物。

2 結(jié)果與分析

2.1 判斷矩陣、權(quán)重值與一致性檢驗(yàn)

各評價(jià)因素的相對重要性在AHP評價(jià)體系中被視作關(guān)鍵的判斷依據(jù)?；谘芯磕康暮筒嗜~植物評價(jià)體系結(jié)構(gòu)模型的要求，用1～9比率標(biāo)度量化的方式，構(gòu)建不同層次的兩兩比較判斷矩陣[17]。本研究分別選取約束層和目標(biāo)層、標(biāo)準(zhǔn)層和約束層進(jìn)行比較判斷（分別是A-C、C-P），構(gòu)建總計(jì)5個(gè)判斷矩陣（表 3），它們是 A-Ci、C1-Pi、C2-Pi、C3-Pi和 C4-Pi，得出各矩陣的最大特征值（λmax）和對應(yīng)的特征向量（W），也就是某一層因素相對于上層的相對重要性權(quán)重。權(quán)重的計(jì)算和判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)按照許樹柏[18]的設(shè)計(jì)進(jìn)行。為了保證應(yīng)用層次分析法得到的結(jié)果合理，需要對構(gòu)造的判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。在研究中，5個(gè)判斷矩陣的一致性比率（consistency ratio,CR）＜0.1（表3），都有令人滿意的一致性[12,19]。

表1 引種的彩葉植物名錄Table 1 List of introduced color-leaf species

2.2 評價(jià)因素的權(quán)重值比較

根據(jù)表3的彩葉植物綜合評價(jià)判斷矩陣可以得出各層次結(jié)構(gòu)的權(quán)重值，加權(quán)后得到各層次的總序，也就是每個(gè)指數(shù)P相對于最高層A的相對重要性權(quán)重（表4）?？梢钥闯?，在約束層葉部觀賞價(jià)值C1上，葉色（P2）總排序權(quán)重值最大，為0.320 8；呈彩期（P3）排第二，為0.170 4；至于約束層其他觀賞價(jià)值C2，則是標(biāo)準(zhǔn)層權(quán)重值花朵（P4）最大，為0.047 4；樹姿（P8）和果實(shí)（P5）緊隨其后，各為 0.020 8和0.019 2；約束層生態(tài)適應(yīng)性C3方面，耐寒性（P9）占據(jù)了最大的權(quán)重值，為0.167 5；同時(shí)考慮到約束層生物學(xué)特性C4，繁育力（P12）以0.059 6的權(quán)重值也成為一項(xiàng)不容忽視的指標(biāo)。以上所述中，葉片顏色（P2）、葉片呈彩期（P3）和耐寒性（P9）這3個(gè)因子是彩葉植物在皖北地區(qū)引種和應(yīng)用最重要的評價(jià)指標(biāo)。

表2 引種的彩葉植物具體評價(jià)指標(biāo)和評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Specific evaluation indicators and scoring criteria of introduced color-leaf species

表3 綜合評價(jià)判斷矩陣、權(quán)重值和一致性檢驗(yàn)Table 3 Comprehensive assessment of judgment matrix,weight value and consistent testing

2.3 引種的彩葉植物綜合評價(jià)分值及等級

通過表4中43種引種的彩葉植物的各項(xiàng)權(quán)重值，可以計(jì)算得出它們在綜合評價(jià)下的分值（表5），由此分出4個(gè)等級，其中：13種應(yīng)用價(jià)值極高的優(yōu)秀樹種為Ⅰ級（綜合評價(jià)值＞3.8）；16種應(yīng)用價(jià)值較高的樹種為Ⅱ級（綜合評價(jià)值在3.5～3.8之間）；11種應(yīng)用價(jià)值一般的樹種為Ⅲ級（綜合評價(jià)值為3.0～3.5）；3種應(yīng)用價(jià)值較差的樹種為Ⅳ級（綜合評價(jià)值＜3.0）。

應(yīng)用價(jià)值極高的Ⅰ級優(yōu)秀樹種分別為金葉復(fù)葉槭、金森女貞、金山繡線菊等。這13種樹色彩鮮艷、呈彩期長，葉色以金色或紅色為主，適應(yīng)性及繁育能力都很強(qiáng)。

應(yīng)用價(jià)值較高的Ⅱ級樹種包括灑金桃葉珊瑚、金葉紅瑞木、紅火箭紫薇、挪威楓等。這些彩葉樹種葉色表現(xiàn)較好，但有些呈彩期稍短，有些葉形稍顯單一，但適應(yīng)性和繁育能力較強(qiáng)。

應(yīng)用價(jià)值一般的Ⅲ級樹種包括糖槭、柳葉櫟、花葉絡(luò)石等。其應(yīng)用價(jià)值一般，多是由于這些樹種葉色觀賞價(jià)值較低或者生態(tài)適應(yīng)性較差，比如常綠樹種藍(lán)冰柏，其葉色呈霜藍(lán)色，而槭樹科的許多樹種對溫度變化較為敏感，等等。

應(yīng)用價(jià)值較差的Ⅳ級樹種包括小丑火棘、杜英、水松。這些樹種葉色表現(xiàn)一般，呈彩期較短，耐寒性較差，如杜英，適應(yīng)性一般，整體利用價(jià)值不高。

表4 引種的彩葉樹種綜合評價(jià)指標(biāo)體系標(biāo)準(zhǔn)層P對于目標(biāo)層A的總排序Table 4 Total ordering weight value of comprehensive assessment indicator system for standard layer P to target layer A in introduced color-leaf species

表5 引種的彩葉植物綜合評價(jià)等級及分值Table 5 Comprehensive assessment grades and scores of introduced color-leaf species

3 討論

隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，彩葉植物是美麗中國和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重要綠化素材，人們對城市環(huán)境綠化中應(yīng)用的彩葉植物的品質(zhì)要求也越來越高，因此，對彩葉植物進(jìn)行適應(yīng)性評價(jià)也顯得非常重要。從當(dāng)前研究植物評價(jià)的方法來看，大多數(shù)采用在生態(tài)性、適應(yīng)性和是否易于管理上進(jìn)行評價(jià)的綜合評分方法[20-21]，具體主要有層次分析法、百分制計(jì)分法、多元統(tǒng)計(jì)分析法[22-23]等，每種都有其優(yōu)點(diǎn)和不足。

本研究基于層次分析法，綜合利用前人的研究方法，針對皖北地區(qū)的氣候、土壤、環(huán)境及栽培習(xí)慣等多方面因素，篩選較為科學(xué)的影響因子，建立了一套彩葉植物的綜合評價(jià)系統(tǒng)，系統(tǒng)地分析了皖北地區(qū)引種的彩葉植物。通過對皖北地區(qū)43種引種的彩葉植物的綜合評價(jià)，有助于豐富當(dāng)?shù)夭嗜~植物種類，為皖北地區(qū)篩選出應(yīng)用價(jià)值較高的彩葉植物。此外，彩葉植物綜合評價(jià)得分不高并不表明其沒有利用價(jià)值，若給予適宜的環(huán)境條件并加強(qiáng)栽培養(yǎng)護(hù)管理，仍可在園林景觀綠化中推廣應(yīng)用[24]。

朱云辰等[10]將層次分析法應(yīng)用到浙江大學(xué)紫金港校區(qū)東區(qū)的植物景觀評價(jià)中，對未來的植物景觀營造提供了依據(jù)。黃彥青等[11]通過層次分析法對大連引進(jìn)的13種彩葉樹種進(jìn)行綜合評價(jià)，認(rèn)為耐寒性在評價(jià)指標(biāo)中權(quán)重值最大。嚴(yán)慧玲等[12]在太行山區(qū)植被恢復(fù)植物篩選中應(yīng)用層次分析法，篩選出耐寒性和耐旱性優(yōu)秀的植物種類，取得了滿意效果。本研究對彩葉植物進(jìn)行了初步的綜合評分及排序，結(jié)果表明，彩葉植物在約束層C1上，葉色（P2）和呈彩期（P3）的權(quán)重值較大。說明植株呈彩期和葉色因素在引種彩葉植物評價(jià)中占有最重要的地位，這在朱倩玉等[24]的研究中也有所體現(xiàn)。具體到皖北地區(qū)，彩葉植物能否成功越冬，將直接影響到其應(yīng)用效果，而植物的耐寒性（P9）在生態(tài)適應(yīng)性評價(jià)因子中占有最大權(quán)重，也證實(shí)了這點(diǎn)；除此之外，在生物學(xué)特性評價(jià)因子中占較大權(quán)重的是有較高的繁殖力（P12）、能進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用，因此，繁育力也是約束層C4中重要的評價(jià)指標(biāo)。

4 結(jié)論

在對皖北地區(qū)43種引種的彩葉植物的綜合評價(jià)中，通過各因素的重要性權(quán)重、各評價(jià)因素的評分標(biāo)準(zhǔn)與劃分等級的標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成了完整的彩葉樹種評價(jià)體系。在皖北地區(qū)，葉片顏色（P2）權(quán)重值最大，為0.320 8。其次是葉片呈彩期（P3）和耐寒性（P9），分別為0.170 4和0.167 5，其余因素的權(quán)重值相對較小。43種引種彩葉植物被分為4個(gè)等級：有13種彩葉植物為Ⅰ級，整體表現(xiàn)優(yōu)良，色彩鮮艷、呈彩期長，適應(yīng)性及繁育能力都很強(qiáng)，可在皖北地區(qū)重點(diǎn)推廣應(yīng)用；有16種彩葉植物為Ⅱ級，整體表現(xiàn)較好，適應(yīng)性及繁育能力較強(qiáng)，具有較好的開發(fā)利用前景；有11種彩葉植物為Ⅲ級，它們不具備強(qiáng)大的生態(tài)適應(yīng)性，如糖槭、茶條槭等在炎熱天氣和太陽曝曬下易發(fā)生枯焦，如選擇半蔭的環(huán)境栽植，同時(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，仍具較大利用價(jià)值；有3種彩葉植物為Ⅳ級，呈彩期不長，葉色表現(xiàn)不突出，應(yīng)用潛力較小。

然而，此評價(jià)分析也存在一定的不足，在諸多評價(jià)因子中，有的因子目前還很難量化，且因子選擇不夠全面，如在生態(tài)適應(yīng)性方面，僅有耐寒性和耐熱性，未涉及耐旱性、耐蔭性、耐貧瘠性等更多因子；生物學(xué)特性指標(biāo)下沒有包含如壽命、是否耐移植和修剪等指標(biāo)，僅設(shè)置了生長量、繁殖力2個(gè)指標(biāo)。因此，下一步應(yīng)進(jìn)一步細(xì)化評價(jià)指標(biāo)，這樣不僅在范圍上能包含更多影響因子，而且在數(shù)值計(jì)算上也會更加精確，在實(shí)際生活和工作中也會發(fā)揮更大的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)(References)：

[1] 減德奎.彩葉樹選擇與造景.北京:中國林業(yè)出版社,2003:8-13.ZHANG D K.Selection and Landscaping of Colorful Leaf Trees.Beijing:China Forestry Press,2003:8-13.(in Chinese)

[2] 徐華金.幾種彩葉植物的引種栽培及適應(yīng)性研究.北京:北京林業(yè)大學(xué),2007.XU H J.Studies on cultivation and adaptability of several introduced colored-leaf plants.Beijing:Beijing Forestry University,2007.(in Chinese with English Abstract)

[3] WAN Y Y,LU R,DU Y M,et al.Does Donglan lacquer tree belong to Rhus vernicifera species?International Journal of Biological Macromolecules,2007,41(5):497-503.

[4] FRADE J C,RIBEIRO I,GRACA J,et al.Chemotaxonomic application of Py-GC/MS:Identification of lacquer trees.Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2010,89(1):117-121.

[5] NIIMURA N.Thermogravimetry-linked scan mass spectrometry:Detection of urushiol from an East Asian lacquer film.Thermochimica Acta,2012,532:164-167.

[6] HONDA T,LU R,SAKAI R,et al.Characterization and comparison of Asian lacquer saps.Progress in Organic Coatings,2008,61(1):68-75.

[7] MENDES P.Demand Driven Supply Chain.Heidelberg,Germany:Springer,2011:149-155.

[8] 李昆侖.層次分析法在城市道路景觀評價(jià)中的運(yùn)用.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2005,38(1):143-147,152.LI K L.Using analytic hierarchy process in urban road landscape evaluation.Journal of Wuhan University of Hydraulic and Electric Engineering,2005,38(1):143-147,152.(in Chinese with English Abstract)

[9] 趙煥臣.層次分析法:一種簡易的新決策方法.北京:科學(xué)出版社,1986:10-30.ZHAO H C.Analytic Hierarchy Process:A Sew Simple Decision Method.Beijing:Science Press,1986:10-30.(in Chinese)

[10]朱云辰,毛一平.基于層次分析法的浙江大學(xué)紫金港東區(qū)植物景觀評價(jià).浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版),2013,39(4):452-459.ZHU Y C,MAO Y P.Evaluation of plant landscape at east Zijingang area of Zhejiang University based on analytic hierarchy process.Journal of Zhejiang University(Agriculture and Life Sciences),2013,39(4):452-459.(in Chinese with English Abstract)

[11]黃彥青,徐祥淵,陳瑋,等.基于層次分析法的大連市彩葉樹種引種綜合評價(jià).北方園藝,2012(16):79-82.HUANG Y Q,XU X Y,CHEN W,et al.The comprehensive evaluation on introduction of colour-leaf species in Dalian City based on AHP.Northern Horticulture,2012(16):79-82.(in Chinese with English Abstract)

[12]嚴(yán)慧玲,劉東明,李作恒,等.層次分析法在河北省太行山區(qū)植被恢復(fù)植物種類篩選中的運(yùn)用.植物研究,2015,35(5):751-758.YAN H L,LIU D M,LI Z H,et al.Analytic hierarchy process in plant species selection of revegetation in the Taihang Mountains in Hebei Province.Bulletin of Botanical Research,2015,35(5):751-758.(in Chinese with English Abstract)

[13]鄧雪,李家銘,曾浩健,等.層次分析法權(quán)重計(jì)算方法分析及其應(yīng)用研究.數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識,2012,42(7):93-100.DENG X,LI J M,ZENG H J,et al.Research on computationmethodsof AHP weightvectorandits applications.Mathematics in Practice and Theory,2012,42(7):93-100.(in Chinese with English Abstract)

[14]徐琴.長沙鄉(xiāng)土植物城市園林適宜性指數(shù)研究.湖南,株洲:中南林業(yè)科技大學(xué),2013.XU Q.The study on urban landscape suitability index of indigenous plants in Changsha.Zhuzhou,Hunan:Central South University of Forestry and Technology,2013.(in Chinese with English Abstract)

[15]郭金玉,張忠彬,孫慶云.層次分析法的研究與應(yīng)用.中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2008,18(5):148-153．GUO J Y,ZHANG Z B,SUN Q Y.Study and applications of analytic hierarchy process.China Safety Science Journal,2008,18(5):148-153.(in Chinese with English Abstract)

[16]劉云華.基于層次分析與模糊評判法的彩葉樹種綜合評價(jià).福建林業(yè)科技,2010,37(4):31-37.LIU Y H.The comprehensive evaluation on colour-leaf species of Heilongjiang Province based on AHP and fuzzy evaluation.Journal of Fujian Forestry Science and Technology,2010,37(4):31-37.(in Chinese with English Abstract)

[17]梁冰,李湛東,陳建芳.北京地區(qū)彩葉樹種應(yīng)用的綜合評價(jià).廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2014(4):64-67,92.LIANG B,LI Z D,CHEN J F.Comprehensive evaluation on the colored-leaf trees’application in Beijing area.Guangdong Agricultural Sciences,2014(4):64-67,92.(in Chinese with English Abstract)

[18]許樹柏.層次分析法原理.天津:天津大學(xué)出版社,1998,51-59.XU S B.Theory of Analytic Hierarchy Process.Tianjin:Tianjin University Press,1998:51-59.(in Chinese)

[19]吳文林,張利,楊在君,等.四川鼠尾草屬植物瀕危等級和優(yōu)先保護(hù)級別研究.浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版),2011,37(2):162-168.WU W L,ZHANG L,YANG Z J,et al.Evaluation of endangered levels and conservation priority classes on Salvia Linn.in Sichuan,southwestern China.Journal of Zhejiang University(Agriculture and Life Sciences),2011,37(2):162-168.(in Chinese with English Abstract)

[20]徐煒.試論園林地被植物綜合評選標(biāo)準(zhǔn).中國園林,1993,9(3):52-54.XU W.Comprehensive appraisal standard of ground cover plants.Chinese Landscape Architecture,1993,9(3):52-54.(in Chinese)

[21]李力,劉玉民,王敏,等.3種北美紅楓對持續(xù)高溫干旱脅迫的生理響應(yīng)機(jī)制.生態(tài)學(xué)報(bào),2014(22):6471-6480.LI L,LIU Y M,WANG M,et al.Physiological response mechanism of three kinds of Acer rubrum L.under continuous high temperature and drought stress.Acta Ecologica Sinica,2014(22):6471-6480.(in Chinese with English Abstract)

[22]初美靜,張英杰,劉學(xué)慶,等.層次分析法在兜蘭綜合評價(jià)中的應(yīng)用.中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2017,33(34):111-115.CHU M J,ZHANG Y J,LIU X Q,et al.Comprehensive evaluation of Paphiopedilum by analytic hierarchy process.Chinese Agricultural Science Bulletin,2017,33(34):111-115.(in Chinese with English Abstract)

[23]JACOBSON N S,DOBSON K S,TRUAX P A,et al.A component analysis of cognitive-behavioral treatment for depression.Journal of Consulting and Clinical Psychology,1996,64(2):295-304.

[24]朱倩玉,姜新強(qiáng),劉慶超,等.青島地區(qū)彩葉樹種的綜合評價(jià)研究.中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2016,32(31):13-19.ZHU Q Y,JIANG X Q,LIU Q C,et al.Comprehensive evaluation ofcolored-leaftreesin Qingdao.Chinese Agricultural Science Bulletin,2016,32(31):13-19.(in Chinese with English Abstract)