李元鵬，張英杰，張京偉，楊平，郭文姣，孫紀霞

(1煙臺大學，山東 煙臺 264005；2山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院，山東 煙臺 265500;3萊州市森林資源監(jiān)測保護服務中心, 山東 煙臺 265500)

月季(RosachinensisJacq.)是我國傳統(tǒng)十大名花之一，現(xiàn)代月季品種超過35 000多個，已經(jīng)成為了重要的花卉素材[1]。隨著選育、栽培技術的不斷提高，從大量新品種月季中評選出滿足使用需求的月季品種，能夠最大化地發(fā)揮月季的資源潛力。因此，科學、準確的月季資源的評價體系顯得尤為重要。

現(xiàn)代月季雖然品種繁多，但是評價某一品種的優(yōu)劣，目前國內(nèi)外均無統(tǒng)一的標準[2]。從月季評價體系發(fā)展過程來看，各常見植物資源評價方法均在月季評價過程中有所應用，各評價手段由開始的定性向定量逐步嘗試，迫切需要對評價指標進行完善，不斷改進評價體系以減少主觀因素的影響。本研究以原有月季評價方法為指導，不斷構(gòu)建多元化、客觀化、數(shù)字化、模型化的綜合評價體系，各評價方法間相互借鑒,解決月季評價體系建設不足等問題，以期形成完善、成熟和值得推廣的月季資源綜合評價體系。

1 常見月季種質(zhì)資源評價方法

1.1 百分制計分法

1956年陳俊愉先生創(chuàng)立了該方法，先后用于菊花、柑桔、核桃、油茶等的評價，此法采用普通數(shù)學手段，是將評價指標分為不同的大項，再對每個項下的具體評價因素進行打分，各因素因權(quán)重不同而所賦分值不同，總分為一百分，是根據(jù)客觀、全面、簡單、明確等原則而制定的[3-4]。相比常見的植物評價方法，此法在我國早期植物評價中應用普遍，且取得了一定的成功。隨著新的數(shù)學分析方法的不斷提出和完善，近些年對其應用逐漸減少。

通過文獻檢索和查閱相關資料發(fā)現(xiàn)，此法應用于月季資源評價的研究較少，多集中于20世紀的文獻中。此法最早見于對湖南地區(qū)柑桔品種評價中，由于當時評價標準不一、評價原則存在分歧等原因，首次嘗試提出了百分制計分法[5]。現(xiàn)今被普遍認為最權(quán)威的月季評比AARS(All America Rose Selection)，由美國月季評選機構(gòu)組織專家對年內(nèi)所選新品種進行評價，在世界范圍內(nèi)評選出優(yōu)良的新品種，測試期限為2 a，其評分方式類似于百分制評分法，其中待測品種評分指標包括開花時的花色、花形 (包括開花時和花蕾階段)、種植成活率、開花習性、芳香性、耐熱性、抗病性、耐寒性、反復開花度等[6-8]。同時該協(xié)會也會根據(jù)國際市場需求及市場表現(xiàn)，調(diào)整不同性狀在評分體系中的占比。我國月季評價體系最早以1987年北京月季協(xié)會提出的百分制評分法為主[3]，采用統(tǒng)計數(shù)學的分析手段[9]，以篩選出的性狀為指標進行聚類分析，形成了不同標準等級下的月季性狀分類，評價品種數(shù)量大、評價指標具體，是月季資源評價體系完善的重要一步，但是由于涉及項目不夠全面且沒有詳細的分級標準，此法存在諸多需要完善地方，吳訓富在評估豐花月季的優(yōu)劣時，采用此法分別以花量、花期、花色、株型、殘花、香味、抗病、抗寒為評分指標，確定了利用此法對豐花月季評價時的具體指標[10-11]。鄒平洲等在對南陽月季基地的10種藤本月季新品種進行評價時，以評價對象的生態(tài)特性為參考，分別從花色、花期、花量、抗逆性等方面對各品種進行綜合評價,為園林綠化月季品種的評價選取提供參考[12]。為使評級標準科學化，楊爽等以原有月季篩選方法為基礎，根據(jù)月季的觀賞性狀、生態(tài)適應性、生物學特性篩選出了株高、花期、花蕾數(shù)、花徑、瓶插壽命、分枝數(shù)、白粉病等級10項評價指標，評價結(jié)果表明“粉和平”“緋扇”“梅郎口紅”和“粉扇”為優(yōu)選品種，更新了月季品種篩選體系指標的同時，為月季品種的選育提供了依據(jù)[13]。此法在月季評價中的應用更多集中在啟發(fā)和借鑒下，使其他評價方法更加完善，這也是百分制計分法在以后植物資源評價體系中的主要價值。

1.2 灰度分析法

灰度分析法即灰色系統(tǒng)理論，1982年鄧聚龍教授創(chuàng)立了灰色系統(tǒng)理論，該理論的研究對象為不確定的半復雜問題[14]。灰色關聯(lián)分析是將所有的參試材料看成一個整體，即灰色系統(tǒng)，每個參試材料是該系統(tǒng)的子系統(tǒng)[15]。將不確定的評價系統(tǒng)處理成灰色朦朧集，借助其信息覆蓋的優(yōu)點和少量的數(shù)據(jù)多視角進行信息推測，將評價對象發(fā)展的隨機過程看作是一定范圍內(nèi)的灰色系統(tǒng)。依據(jù)選定的目標性狀制定參考指標，以此構(gòu)成參考數(shù)列，同時結(jié)合評價對象以參考性狀為指導構(gòu)成被比較數(shù)列，在對數(shù)列內(nèi)數(shù)據(jù)無量綱化處理和標準化變換后，采用統(tǒng)計學公式計算評價對象各指標與參考指標間的關聯(lián)系數(shù)和關聯(lián)度，關聯(lián)度越大的品種越接近目標品種。

此法被用于微型月季、藤本月季、豐花月季、大花月季的綜合評價中。在對新引進的豐花月季和微型月季品種評價時，彭華等首次通過灰色關聯(lián)度分析和模糊綜合評判分析，雖然2種方法得出等權(quán)分析結(jié)果和加權(quán)分析結(jié)果存在一定差異，但最后的評價結(jié)果基本一致且與實際表現(xiàn)符合，結(jié)果表明“北京紅”“紫色美地蘭”為優(yōu)良豐花月季品種，“中古川”“梅郎珍珠”為優(yōu)良微型月季品種，最后指出在評價指標制定時，要根據(jù)實際應用各有側(cè)重，2種方法互相驗證了結(jié)果的合理性，同時也為2種評價方法結(jié)合應用提供了實踐思路[16]。以此為基礎，用同樣評價方法，管幫富等對同地區(qū)引進的大花月季和藤本月季品種進行了綜合分析評估，成功篩選出“粉扇”“緋扇”等表現(xiàn)優(yōu)良的大花月季品種和“安吉拉”“紅墻”優(yōu)良的藤本月季品種，驗證了此法在不同品系月季評價中交叉使用的可行性[17]。于文劍等利用此法對月季生理特性進行評價，在對昆明地區(qū)引進的藤本月季品種進行適生性評價中，通過測定7個與評價對象適生性有關的生理指標，再利用主成分分析法將其轉(zhuǎn)化，以此通過聚類分析將評價對象的適生性分為3個等級，最后發(fā)現(xiàn)“The Wedgwood Rose”與參考品種的關聯(lián)度最大，為最佳品種，同時驗證了此法對月季抗逆性評價的可行性[18]。隨著研究的深入，單一的評價方法逐漸被打破，在對微型盆栽月季進行評價時，楊春胤將評價對象分為5個顏色品系，再將不同的品系看作不同的灰色集，每個品種作為集合系統(tǒng)內(nèi)1個因素，為客觀的評價每一品種，參考其他評價方法的指標權(quán)重，進而計算出指標權(quán)重，更科學客觀地得出了不同色系下的優(yōu)良品種，該過程采用了包括灰色關聯(lián)度在內(nèi)的3種分析方法綜合評價，最后得出參試品種中“曼賽德”“鉆石寶貝”“黃金曼賽德”分別為紅、黃、粉不同色系下的最優(yōu)品種，且3種評價結(jié)果趨于一致，為不同評價方式間的互相借鑒提供了思路[14]。此法與其他方法的結(jié)合評價見于采用灰色關聯(lián)度和熵權(quán)法對茶葉品種進行評價，結(jié)果表明，不同品種間性狀指標存在較大差異，多個性狀指標之間存在復雜的信息重疊。經(jīng)過簡化，篩選出12項關鍵評價指標，實踐發(fā)現(xiàn)將2種評價方法結(jié)合起來選擇優(yōu)良品種更為合理[19]。

1.3 模糊數(shù)學法

模糊數(shù)學法是1965年由美國控制論教授L.A.Zadeh建立的模糊數(shù)學集而來[20]。該方法是研究屬于不確定性，而又具有模糊性的量的變化規(guī)律的一種數(shù)學方法[21]。與傳統(tǒng)數(shù)學分析方法不同的是，對分析對象的模糊處理構(gòu)成模糊評判集，將評價因素處理為因素集合，參與評價的每個對象的每個評價因素(即參試品種的每個性狀)均以一定的隸屬度隸屬于因素集合而以此構(gòu)成隸屬函數(shù)。依據(jù)隸屬函數(shù)公式求得各因素的隸屬度從而構(gòu)成模糊轉(zhuǎn)化矩陣，然后根據(jù)權(quán)重得出加權(quán)評判集，最后依據(jù)得分高低排序得出評判結(jié)果。

模糊數(shù)學法用于月季資源評價的研究較少，且該方面的研究集中在最近5年,多停留在嘗試和起步階段，尚未形成針對不同用途、不同生態(tài)型、不同生活型月季品種的完整評價體系和實踐探究。較早在月季評價中應用較為成功的是霍玉娟等基于立體栽培用途背景下通過專家指導和參考市民意見，制定包括株高、冠幅、花朵數(shù)、 花期、花枝長度、花枝粗度、花徑在內(nèi)的7項生理指標的權(quán)重系數(shù)，最后根據(jù)模糊數(shù)學評價值的大小將評價對象分為3級，成功篩選出了“紫霧”“彩虹”“十全十美”為適宜立體栽培的月季品種[22]，此法從生理指標的角度驗證了評價月季品種的可行性，為不同指標權(quán)重系數(shù)的確定提供參考。以此為基礎，孫徐骉繼續(xù)采用此方法對多個雜交茶香月季品種的觀賞性狀評價，繼續(xù)細化評價指標，從花色、花徑、花型、單枝花量、初花期、花香、株高、花瓣數(shù)量、葉色、枝刺10個觀賞性狀,依據(jù)專家打分系統(tǒng)建立數(shù)學模型，以得分高低將評價對象分為4個等級，評價得分最高品種為“緋扇”“紅雙喜”“阿班斯”等，且結(jié)果與實際觀察相符，建立了相對客觀的茶香月季觀賞性狀數(shù)學評價模型[23]，同時為觀賞指標的選定提供了借鑒。隨著應用的深入，孟永祿等在研究4個微型月季盆栽的生理表現(xiàn)的過程中，應用模糊數(shù)學法對4個微型月季品種在莖、葉、花方面的數(shù)據(jù)表現(xiàn)進行分析，在前人原有評價指標的基礎上，增加了病葉數(shù)量、復葉長度、小葉長度、花苞數(shù)、花瓣長度、花瓣寬度等細化指標，使評價指標進一步規(guī)范化和定量化，再把歸類處理的指標數(shù)據(jù)導入IBM SPSS Statistics軟件中,使每個指標間單向比較，最后采用多重分析方法得出不同品種間的差異，最后對其盆栽后的適應性做出排序，評價結(jié)果為“白柯斯特”的優(yōu)選評判值最高，驗證了此法對月季生理特性評價和定量處理模糊指標的可能性[24]。在此基礎上為提高數(shù)據(jù)處理的準確性，邵小斌等利用模糊數(shù)學隸屬分析法計算性狀隸屬函數(shù)值，以切花材料為評價背景，分析、評價、篩選出了“卡蘿拉”“紅袖”“黑玫”等性狀表現(xiàn)較好的品種，是將此法應用于切花月季評價的成功嘗試[25]。楊春胤在采用常用的3種植物資源評價方法對月季評價資源時，用此法將不同色系的月季品種通過加權(quán)評判集和等權(quán)評判集，分別排序篩選出適宜在本地區(qū)種植的品種，且對比另外2種方法評價的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)篩選出的品種趨于一致，證明了該方法與AHP法和灰度分析法評價結(jié)果的一致性[14]。

1.4 層次分析法(AHP)

層次分析法(Analytical Hier-Archy Process)是美國運籌學家T.L.Saaty提出的[26]。是通過定量和定性相結(jié)合的手段，將不同層次的目標進行客觀的分析，能夠較為準確的用于植物資源的綜合評價。根據(jù)評價對象的特性及實際應用等多種因素，通過對比篩選出與評價目標有密切關系的評價指標，再依據(jù)各指標間的遞進關系及關聯(lián)程度，建立4個層次的評價模型，其中目標層即為評價對象，約束層為制約和限制評價對象價值應用的各種因素。標準層是體現(xiàn)約束層的具體評價指標，是需要結(jié)合評價目標合理制定的重要基礎。最低層為待評價的具體品種。通過與上一層次對應因素間兩兩比較構(gòu)成判斷矩陣，進而計算出下一層次各因素的相對權(quán)重，再利用此方法計算出最低和最高層次因素間的相對權(quán)重，以此檢驗評價結(jié)果的一致性[3]。最后依據(jù)不同品種的各指標評分值及權(quán)重值得出其最后評價值。

AHP雖然在植物資源綜合評價中運用比較普遍，但對于月季資源的評價尚未成熟。AHP法早期在月季評價中的嘗試，見于李貝建立的切花用途下產(chǎn)量、抗性、觀賞性為指標的月季評價體系，除常規(guī)的評價因素外，還有花枝挺直度、抗熱性、抗病性等，建立了切花月季評價體系，同時為AHP法在月季評價中的推廣提供指導[27]。隨著應用的推廣，謝鳳俊以生產(chǎn)性狀、觀賞性狀、抗逆性狀為約束層，對包括豐花月季、香水月季、藤本月季在內(nèi)多個月季品種采用AHP法評價，結(jié)果顯示“紅衣主教”“橘紅綢”“光譜”等為參試品種中觀賞價值最高的品種，同時為不同生態(tài)型月季評價體系的構(gòu)建提供借鑒[28]。目前，AHP法已成功用于豐花月季、盆栽月季、微型盆栽月季、藤本月季、切花月季等不同用途及不同生活型的月季資源評價中，還被用于月季耐熱品種篩選及月季品種資源繁殖器官性狀調(diào)查及育種過程中。在評價月季生理特性方面，吳海東等利用此法通過觀察評價對象的12個植物學性狀指標，從生長勢、觀賞性、抗性3個方面，對不同月季品種的耐熱性進行綜合評價[29]。王鐳等通過層次分析法對53個月季品種的觀賞性進行綜合評價和等級劃分，其中花色、色彩分布和花徑所占權(quán)重最大，觀賞性評價得分前5名為“坦尼克”“卻可可”“超世紀”“和平”和“梅郎口紅”[30]。

1.5 其他分析法

除了以上常見的幾種分析方法外，還有主成分分析法，此類方法多用于經(jīng)濟作物的評價，鮮有用于觀賞植物，WANG Y T等利用此法，從影響果實品質(zhì)的5個重要指標中對124份番茄種質(zhì)資源進行了降維分析，此法將核心種質(zhì)集的分析和主成分分析結(jié)合，為種質(zhì)資源評價提供了新的思路[31]。ZHOU,LI等在對芒果種質(zhì)資源評價時，利用起始密碼子標記對其進行親緣關系和變異分析，再用算術平均的非加權(quán)對生成的樹狀圖將168份種質(zhì)資源劃分為2個主要聚類，此法確保了評價篩選出的種質(zhì)資源遺傳多樣性[32]。WANG C P在對小麥抗病新品種綜合農(nóng)學性狀進行調(diào)查，并對資源數(shù)據(jù)進行了TOP-SIS排序法和聚類分析，實踐發(fā)現(xiàn)TOP-SIS法是小麥育種中對蚜蟲抗性評價的最佳綜合方法[33]。GAI Z S等基于代謝組學對茶樹種質(zhì)資源評價，通過對春季茶苗的主要農(nóng)藝性狀和生化成分進行測定，并對其代謝譜進行分析得出了高質(zhì)茶樹品種[34]。

2 評價方法對比

通過以上分析可以看出，近些年常用園藝植物評價方法中，AHP法在月季評價中應用最為普遍，其評價過程更具客觀性，數(shù)據(jù)的處理和性狀評價是將對象清晰分層，邏輯清晰、運算嚴謹，更偏于綜合評價的應用，將是以后園藝植物資源評價的主要手段。灰色系統(tǒng)理論是在模糊數(shù)學的基礎上發(fā)展而來的，灰色系統(tǒng)理論在引入時間序列的同時，可以對多個性狀綜合評價、對比分析，不同于常用的方差分析和回歸分析，進而避免了單一性狀對比的缺點，解決了不同性狀不可比的問題。模糊數(shù)學法雖不能對多個性狀同時評價，但其構(gòu)成的模糊評判集對某些無法定量表達的性狀及評價結(jié)果提供了定量手段，易于得出定性結(jié)果，在觀賞園藝的評價中具有獨特優(yōu)勢，且在日常推廣、應用中效率較高。百分制計分法為普通數(shù)學方法，沒有類似其他評價方法的復雜運算，在記分員達到一定專業(yè)素養(yǎng)的前提下，評價周期相對較短。對比發(fā)現(xiàn)，雖然4種常用評價方法各有不同，但在某些評價標準的制定上具有相通性，且在不同應用背景下對同一評價對象而言，不同評價方法各有優(yōu)勢，合理選取評價方法對得出準確的評價結(jié)果和最大化發(fā)揮該評價方法的優(yōu)勢具有決定性作用。

3 評價方法優(yōu)缺點

3.1 百分制計分法

該方法方便、簡單、直觀，在評分指標準確的前提下，具有較高的效率，可以有效借鑒其他評價手段下的評價因素及權(quán)重，結(jié)合專家意見及市場調(diào)查結(jié)果制定評分大項的賦分，減少主觀因素對評價結(jié)果的影響。在對某些應用其他評價方法比較普遍的植物類型探索用百分制計分法評價時，可以較大程度的保證評價結(jié)果的客觀性，發(fā)揮此法簡便、易掌握的特點。百分制計分法在我國早期園藝植物的評價中起到了重要作用，但其極度依賴評價人員的主觀判斷，且對數(shù)據(jù)處理簡單粗糙，隨著評價手段的不斷迭代更新，不再作為植物評價時的首選。

3.2 灰色系統(tǒng)理論

該方法是在模糊數(shù)學基礎上發(fā)展起來的新理論體系，憑借少量數(shù)據(jù)，依據(jù)信息覆蓋解決問題，引入時間序列，提出具體建模方法，具有廣泛的使用范疇和實用性[35]。該方法的優(yōu)點在于，可以對多個性狀綜合評價、對比分析，不同于常用的方差分析和回歸分析而避免了單一性狀對比的缺點，解決了不同性狀不可比的問題，也使評價結(jié)果具有可比性、科學性，方法簡單且具有一定的容錯空間，適合于園藝植物資源特別是類似于月季資源的觀賞園藝和園林植物資源等，也適合某些評價指標受主觀因素較大的植物資源。但是由于該理論邊界的不確定性、及對參考性狀寬泛性，會造成評價結(jié)果說服力不足，在確定參考數(shù)列中時存在較大的人為因素干擾，若參考標準制定的不合理就會導致后續(xù)所有工作的失敗。也很難保證參考數(shù)列能夠緊扣評價目標，較難實現(xiàn)針對不同應用方式的月季品種各有側(cè)重、重點突出的制定不同參考品種。同時，由于該理論是對各個性狀的綜合評價，可能會導致某些性狀突出的月季品種綜合得分不高的情況，從而掩蓋其突出特點。

3.3 模糊數(shù)學法

該方法的研究對象為不包括時間變量、不進行全程評價的對象，評價方法簡便、易于掌握，評價結(jié)果明了、全面。在實際應用中適用于觀賞園藝植物的性狀評價，可以滿足不易定量描述的因素。在評價因素的選取方面，由于評價因素的權(quán)重由人為規(guī)定，故在此過程中易忽視權(quán)重系數(shù)的客觀性。由于此法不能帶入時間變量，不能用于整個生長過程的總體評價，故一定程度上限制了其在植物資源評價中的應用。模糊數(shù)學法雖提出已有五十余年，但在觀賞園藝中的應用是在近些年才開始發(fā)展，未來在借鑒其他領域成功應用經(jīng)驗的基礎上，模湖數(shù)學法在觀賞園藝領域?qū)⒂写罅刻剿鲬谩?/p>

3.4 AHP法

該方法以定量為手段，借助統(tǒng)計學成熟的公式和技巧，得出定性的結(jié)果，得出的結(jié)果又可以成為不同層次的定量手段，為更高層次的定性提供定量依據(jù)。對判斷對象的層次劃分以及數(shù)據(jù)矩陣的構(gòu)建，兼顧模糊數(shù)學和統(tǒng)計數(shù)學的特點，加之基于目標背景下的權(quán)重選擇和綜合因素的總體排序，具有較高的客觀實用性和準確性。該方法在月季資源的評價中應用較少，存在不少需要完善和改進的地方。其優(yōu)點在于對復雜研究對象的分層處理，使得評價邏輯清晰且重點突出，基于不同層次又將問題細化，制定不同的評價方向，在此基礎上制定指標，保障了評價指標的客觀合理。在月季資源的評價中，又可以將某些不能定量描述的指標借助模糊數(shù)學的方法處理，在各個指標相互獨立的同時又不切斷彼此的聯(lián)系，使評價結(jié)果互不影響。缺點是由于不同層次制定的邏輯性，要求每一層次較高的準確性，若目標層制定的不夠客觀合理性，則會導致后續(xù)所有工作的失敗。約束層的制定常常忽視以評價對象的應用為指導，除了常用的觀賞特性、花枝特性、抗逆特性外，缺少發(fā)掘不同種月季的特殊用途。在標準層的制定時，要體現(xiàn)約束層的具體評價指標，較難做到這些因素的確定是以目標為原則，一個因素可以是多個約束層下的，評價因素過少可能會導致結(jié)果的不準確，過多會增加實驗誤差。標準層元素的制定，受主觀因素的干擾較多。最后的數(shù)據(jù)量較大，可能會導致大量數(shù)據(jù)構(gòu)建的計算誤差，在計算判斷矩陣的特征值和特征向量時，指標的增加會導致階數(shù)也隨之增加，在計算上也變得更復雜。在整個評價體系方面，難以保證單一方法的準確性，無法對評價結(jié)果反向驗證。

4 建議

從近些年的研究進展來看，單一的評價手段已經(jīng)不能滿足實踐需求。要繼續(xù)探究在以往的基礎上加以整合、改良，進行資源的綜合評價，以求形成更為完善的評價系統(tǒng)。深入對比分析常用評價方法的優(yōu)缺點，在今后的評價過程中，能夠依據(jù)目標來選取主干評價方法，在此基礎上其他評價方法加以輔助，科學選取評價因素、函數(shù)化處理數(shù)據(jù)，使結(jié)果趨于客觀。同時，可采用不同方法以達到互相驗證的目的。嘗試基于某一植物品系下，不同體系中數(shù)學模型、函數(shù)矩陣的構(gòu)建，使評價系統(tǒng)趨于矢量化和便于推廣。降低非定量因素的干擾，利用不同評價方法之優(yōu)勢將其轉(zhuǎn)化為定量因素，注意采用定量與定性分析結(jié)合的評價手段。借助機器學習及深度學習理論，將評價指標數(shù)據(jù)化，利用參數(shù)形成數(shù)據(jù)集在運算軟件內(nèi)進行高通量分析，使評價目的、過程、結(jié)果具有客觀性、可重復性。即要制定出一個在評價過程中可操作性強、便捷度高、準確性高和更容易被評價者和評價對象所適應的綜合標準評價體系。