木槿品种在上海园林中的应用评价

潘 月， 叶 康， 秦 俊

(1.上海辰山植物园， 上海 201602； 2.上海交通大学 农业与生物学院， 上海 200240； 3.上海城市树木生态应用工程技术研究中心， 上海 200020)

木槿(HibiscussyriacusL.)又名木锦、面花、朱槿及朝开暮落花，为锦葵科(Malvaceae)木槿属(HibiscusL.)落叶灌木或小乔木，原产于亚洲东部，主要分布于我国长江、黄河和珠江流域，以及朝鲜、日本等地。木槿适应性极广，现全球温带和亚热带地区均有栽培[1]，具有很高的园林应用价值。全世界木槿属植物约有200种，而中国记载分布的木槿属植物有25种，其中木本植物13种[2]。虽然木槿在我国分布极广，但关于木槿品种的研究并不多。马静等[3]对重庆市夏秋开花的木槿属现有花卉资源进行调查发现，重庆市木槿属花卉有9种11变种。刘小冬等[4]分析了木槿属的主要园林应用形式，殷丽青等[5]调查与观测木槿开花特性，对木槿的食用价值进行研究。在木槿的综合评价方面，陈家龙等[6]对13个食用木槿资源的农艺性状进行主成分及聚类分析，反映食用木槿的花朵形态特征、生长势、产量、开花特性等综合指标。唐伟[7]对15个未确定品种名称的木槿品种进行观赏性和适应性评价，评价标准包括观赏性状、繁殖系数及抗性3个方面。

层次分析法是将与决策有关的元素分解成目标、准则及方案等层次，在此基础上进行定性和定量分析的决策方法。主成分分析法确定权重科学客观，有效降低主观赋值的主观影响。聚类分析法既可将某些未知个体正确的归属到其中的某一类[8]，也可在不知群体具体分类的情况下，通过数据分析对群体进行分类，是研究植物资源分类和亲缘关系的主要方法之一。层次分析法、主成分分析法和聚类分析法为研究植物品种选育及对其进行综合评价提供了科学的方法，在观赏树木[6,9]、花卉[10-12]、果树[13-14]等综合评价及利用上得到了广泛应用。为木槿在上海地区的引种筛选与园林应用提供理论依据，利用层次分析法结合主成分分析和聚类分析，以观赏性为主，从木槿的整株性状、花叶性状及其他性状的12个指标对上海引种木槿进行评价，研究引种木槿在上海园林中的整体表现及应用价值，旨在对上海地区木槿的引种、栽培及推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于上海辰山植物园，地处东经121.26°，北纬31.10°。上海属于北亚热带湿润季风气候，四季分明，日照充分，雨热同季，常在7—8月受副热带高压和西南季风控制，致气温高，蒸发量大，形成高温干燥的天气(伏旱)，通常7月最热，平均气温约28℃，有时高温天气可延续至8月上旬，年降雨量1 123 mm。

1.2 材料

供试材料为2007—2008年自荷兰、法国等地引种的18个木槿品种(表1)，均为2年生苗，露地栽培于上海辰山植物园苗圃，常规管理，试验于2018年6—10月进行。

表1 18个木槿品种的来源

1.3 方法

1.3.1 评价指标选择 根据观赏植物资源的筛选要素和资源评价目的，参考同类评价的指标体系[15-17]，选择生长势、病虫害程度、株高、冠型、分枝密集度、叶色、花型、花色、花径、花瓣是否有斑、花朵耐晒能力和花期天数等12个性状作为评价指标。

1.3.2 指标测定 株高、花径、花期测定时选择各品种中生长健壮、整齐一致、无病虫害的单株5株，逐一观察并记录，最后求平均值；生长势、病虫害程度、冠型、叶色、分枝密集度、花型、花瓣是否有斑、花朵耐晒能力、花色测定时每品种随机选择10株观察记录。其中，花朵耐晒能力选择在盛花期的晴天正午，连续3天观察花朵在高温强光下的萎焉程度，仅花瓣边缘萎焉，花朵耐晒程度强；萎焉到花瓣中部，花朵耐晒程度中等；花瓣全部萎焉，耐晒程度弱。花色采用RHS比色卡测定。为了减少试验误差，同一性状测量工作由同一人进行操作。

1.3.3 主成分分析法法计算权重 运用SPSS 19.0对12个指标进行主成分分析，得到各评价指标的公因子方差，将各个公因子方差进行归一化，即得到各个指标的权重值[18-19]。

1.3.4 层次分析法计算得分 以12个性状指标建立多层次结构评价模型(图1)。基于18个木槿品种的生长状况，对12个评价指标进行5分制评分，拟定评分标准(表2)。并在此基础上构建引种木槿的综合评价模型，计算18个木槿品种在上海地区园林应用的综合评价分值。

图1上海地区引种木槿园林应用价值的综合评价指标体系

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

表2 18个木槿品种园林应用价值综合评价指标的评分标准

1.3.5 聚类分析法划分应用等级 以18个品种的综合得分值为指标，以欧式距离的平方为相似尺度，采用组间连接的方法进行系统聚类分析[20]，对木槿品种进行园林应用价值等级划分。

2 结果与分析

2.1 18个木槿品种的生长表现

从表3看出，生长势强的品种是哈玛布、白花单瓣和莱波迪；阿佛洛狄、木桥和布里克等7个品种生长势较强；生长势一般和较弱的均有4个品种。除史密斯较严重发生、哈玛布轻度发生外，绝大多数木槿品种无病虫害发生。18个木槿品种的株高在149.50～288.00 cm，其中，以桑乔约最高，白花单瓣最矮。花型以单瓣品种最多，半重瓣品种最少。花径在6.70～12.06 cm，其中以士丹利夫人花径最小，黛安娜花径最大。花朵耐晒能力强的品种居多。18个木槿品种的花期在75～137 d，其中，以阿登花期最短，阿佛洛狄花期最长。

表3 18个木槿品种评价指标数据

2.2 应用价值的评价指标

2.2.1 主成分分析 从表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贡献率分别为27.60%、22.44%、16.29%和10.10%，前4个主成分的累计贡献率已达76.43%。说明用前4个主成分作为综合评价指标来反映和评价木槿品种园林应用价值的信息可靠性在76%以上。

表4 方差分解主成分提取分析各成分的方差贡献率

2.2.2 评价指标权重 由表5可知，在12个评价指标中，株高的权重值最高，其余依次是花型、生长势和叶色；花朵耐晒能力和花色的权重值最低。因此，在引进木槿品种时，重点考虑植株高大、长势好及花型大的品种。

表5 12个评价指标的公因子方差

2.3 18个木槿品种的园林应用价值评价

2.3.1 应用聚类 从图2看出，18个木槿品种可分为3类，第I类包含阿佛洛狄、桑乔约、露西、诺伍德二号、布里克、诺伍德一号和红心7个品种；第II类包含木桥、杜威上将、黛安娜、阿登、士丹利夫人、莱波迪、弗洛鲁、海琳、哈玛布和史密斯10个品种，第III类仅白花单瓣1个品种。

图2 18个木槿品种综合评价得分的聚类

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

2.3.2 应用评价 从表6看出，18个木槿品种的应用价值可分为3级。其中，I类的阿佛洛狄、桑乔约、露西、诺伍德二号、布里克、诺伍德一号和红心木槿被划分为Ⅰ级，这7个品种植株高大、株型紧凑、长势好、花大及无病虫害发生，尤其阿佛洛狄花色艳丽，花期长达137 d，且花朵耐晒，园林应用价值高。因此，可增加这些品种在上海地区园林中的应用。II类的木桥、杜威上将、黛安娜、阿登、士丹利夫人、莱波迪、弗洛鲁、海琳、哈玛布和史密斯木槿被划分为Ⅱ级，其花期不及Ⅰ级品种长，一般在100d左右，花朵大小中等，长势一般，叶色偏浅，但其株型紧密，无病虫害，可有选择地应用，且需适当加强水肥管理。白花单瓣木槿被划分为Ⅲ级，其长势差，株型低矮，不饱满，开花晚且花期短，不适合园林中应用。

表618个木槿品种在上海地区的园林应用价值综合评价得分及等级

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

品种 Varieties综合得分/分Score排名Ranking等级Grade史密斯 Smith2.4417Ⅱ哈玛布 Hamabu2.4916Ⅱ海琳 Hailin2.5615Ⅱ红心 Hongxin3.447Ⅰ阿佛洛狄 Aphrodite3.831Ⅰ木桥 Muqiao3.278Ⅱ布里克 Brick3.525Ⅰ诺伍德一号 Norwood 13.516Ⅰ诺伍德二号 Norwood 23.614Ⅰ桑乔约 Sanchoyo3.782Ⅰ弗洛鲁 Floru2.7614Ⅱ士丹利夫人 Mrs. Stanley2.8812Ⅱ黛安娜 Diana2.9510Ⅱ白花单瓣 Baihuadanban1.9518Ⅲ杜威上将 Admiral Dewey3.199Ⅱ莱波迪 Lebodi2.8713Ⅱ阿登 Arden2.9511Ⅱ露西 Lucy3.763Ⅰ

3 结论与讨论

综合运用层次分析法、主成分分析法和聚类分析法对木槿品种在上海地区园林中的应用价值进行评价，结果表明，18个木槿品种的应用价值可分为3个等级：Ⅰ级包含阿佛洛狄、桑乔约、露西、诺伍德二号、布里克、诺伍德一号和红心木槿7个品种，综合得分在3.4分以上，园林应用价值高；Ⅱ级包含木桥、杜威上将、黛安娜、阿登、士丹利夫人、莱波迪、弗洛鲁、海琳、哈玛布和史密斯木槿10个品种，综合得分在2.4～3.4分，应用价值一般；Ⅲ级仅有白花单瓣木槿，综合得分低，不适合园林应用。筛选出的木槿品种可在上海园林中直接应用。

评价指标根据木槿外部形态特征及环境适应过程中表现出的表型特征来进行筛选，选择生长势、病虫害程度、株高、冠型、分枝密集度、叶色、花型、花色、花径、花瓣是否有斑、花朵耐晒能力、花期天数12个性状作为测试指标，经主成分分析法结果可知，前4个主成分的方差贡献率高达76.43%，可概括出生长势、花期天数、花型、花部是否有斑、花朵耐晒能力和叶色6个指标，包含了品种性状的绝大多数信息。研究在指标选择上也存在不足，反映植株抗性方面的指标较少，质量性状指标较多，易受主观因素影响。

指标权重的合理性直接影响评价结果的准确性，因此在综合评价中，指标权重的确定方法占有重要地位。层次分析法具有系统、灵活、简洁的优点，但其对评价指标权重的确定主要通过大量问卷数据的分析，最终结果与评价人员的侧重点和意愿有很大关系，易受主观因素影响，导致评价结果主观性较强[19]。研究依据客观数据之间的关系，用主成分分析法计算各项指标的权重，能够让多指标综合评价中的评价结果达到科学、合理和客观的要求。