全 文 ：层次分析法在三色堇观赏性评价中的应用
收稿日期：2011-07-19
基金项目：河南科技学院博士启动基金（7027）；河南省基础与前沿技术研究计划（112300410084）
作者简介：杜晓华（1972-），男，副教授，博士，研究方向为园艺植物遗传育种。E-mail: duxiaohua0124@sina. com
杜晓华，刘会超，张风娟
（河南科技学院园艺园林学院，河南 新乡 453003）
摘 要：以33份三色堇种质为试材，采用层次分析法对其观赏性进行综合评价。三色堇观赏性评价的层次分析
模型分为：目标层（综合观赏性）、准则层（株形，花，叶）和方案层（分枝数，株幅，株高，花期，花斑，花色，花
数，花径，叶面积，叶长和叶宽）。在准则层中，花的权重最大，其次为株形；在花的方案层中，花径的权重最大，
其次为花数。构建的模型完整、合理、符合实际，适用于三色堇资源观赏性评价。33份三色堇材料观赏性评价结果
表明，材料可分为3个等级，其中CYS-H3、229.11、229.19、EWO、HSY4-1观赏价值高，可优先选择利用。
关键词：三色堇；层次分析法；评价
中图分类号：S682.1+9 文献标志码：A 文章编号：1005-9369（2012）10-0166-06
Analytic hierarchy process on pansy ornamental evaluation/DU Xiaohua, LIU Hu-
ichao, ZHANG Fengjuan(School of Horticulture and Landscape Architecture, Henan Institute of Science
and Technology, Xinxiang Henan 453003, China)
Abstract: This paper used analytic hierarchy process (AHP) to appraise the ornament of 33 pansy cultivars.
The analytic hierarchy process model established for pansy ornamental evaluation includes goal level, criterion
Journal of Northeast Agricultural University
东 北 农 业 大 学 学 报第43卷 第10期 43(10): 166~171
2012年10月 Oct. 2012
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三色堇（Viola tricolor）为堇菜科堇菜属多年生
草本，常做一、二年生栽培。其原产欧洲，色彩鲜
艳，花色丰富、开花早、花期长，是知名的早春花
卉 [1]。我国 20世纪 20年代开始引种三色堇，近年
来应用日益广泛[2]。随着引种三色堇品种资源的不
断增加，科学评价是合理利用的基础[3]，而三色堇
的观赏性评价涉及多个目标性状，这些指标性状有
主观成分和客观成分，要求决策过程把定性分析与
定量分析结合。层次分析法（Analytic hierarchy
process，AHP）是一种定性、定量结合、系统化、层
次化的分析方法，具有简便、灵活、实用特点[4]。在
景观评价[5]、园林树种选择[6]、牧草品种筛选[7]、园
艺植物品质鉴定[8]等多个领域被广泛使用，但目前
在三色堇观赏性评价中还未见报道。
本文以 33份三色堇种质材料为试材，在观赏
性状调查基础上，建立三色堇观赏性层次分析结构
模型，通过对其综合评价，探讨层次分析法在三色
堇观赏性评价上的适用性，为材料的合理利用提供
借鉴。
1 材料与方法
1.1 试验地自然概况
试验在河南省新乡市河南科技学院校内试验地
进行。试验点地处北纬 35°18′，东经 113°54′，海
拔 70 m。气候属暖温带大陆性季风型气候，年均
气温 14.4 ℃；7月最热，平均 27.3 ℃；1月最冷，
平均 0.2 ℃；极端最高气温 42.7 ℃，极端最低
气温-21.3 ℃。年均降雨量 656.3 mm，最大降雨量
1 168.4 mm，最小降雨量 241.8 mm，年蒸发量
1 748.4 mm。6~9月份降雨量最多，为 409.7 mm，
占全年降水72%。
1.2 材料
供试材料为 33份三色堇种质资源，包括引自
美国、荷兰、上海、甘肃酒泉等地的品种材料及近
年选育的种质材料。试验材料于 2009年 10月 5日
播种营养钵，塑料大棚内育苗，2010年 3月 27日
定植于大田，株行距 0.5 m×0.2 m。随机区组设
计，3次重复，每小区20株，常规栽培管理。
1.3 方法
1.3.1 AHP模型构建
参照观赏植物资源评价指标，指标间相互关联
影响以及AHP层次隶属关系，建立三色堇观赏性
综合评价结构图（AHP模型）。
1.3.2 判断矩阵建立与一致性检验
根据层次分析法理论[9]及园林专家对三色堇各
观赏性状之间重要性的定性评价，运用1~9比例标
度法（见表1）建立判断矩阵，计算矩阵最大特征根
λmax，按公式 CI=（λmax-N）/（N-1）求一致性指标 CI，
其中，N为矩阵内因子总数；按公式：CR=[（λmax-
N）/（N-1）]/RI计算 CR，RI查随机一致性表获得。
采用方根法[10]求出各指标性状的权重系数（Wi）。
1.3.3 测定项目
在盛花期，每小区选 10株生长健壮、具有典
型性状的单株，调查统计株高、株幅、分枝数、花
期、花斑、花色、花数、花径、叶长、叶宽，并计
算叶面积，叶面积=（1/4）π/（叶长×叶宽）[11]。
1. 3.4 数据处理
依据相关文献[6, 12-13]和园艺专家意见，建
立花色、花斑和花期的评分标准（见表2），对三色堇
各材料进行评分。按照公式：Xij（标准）=100Xij原/∑Xij原，
对各性状指标进行标准化处理，式中，Xij原为评分
分值；对定量指标而言，Xij原为实测数据均值。将
杜晓华等：层次分析法在三色堇观赏性评价中的应用第10期 ·167·
level, and element level. The goal level refers to the integrated ornament of pansy. The criterion level included
plant shape, flower and leaf. The element level contains branch number, plant width, plant height, florescence,
blotch, flower color, the number of flower, the diameter of flower, leaf area, leaf length, and leaf width. In the
criterion level, flower had the biggest weight, following plant shape; In the element level of flower, flower
diameter had the biggest weight, following flower number. The AHP displays the character with integrity, rational,
and according with practice, which suitable to pansy ornamental evalution. By the AHP, 33 pansy cultivars could
be classified into 3 grades. CYS-H3, 229.11, 229.19, EWO, HSY4-1 were grouped with the highest ornamental
value for prior utilization in pansy breeding.
Key words: pansy; analytic hierarchy process; evaluation
从权重系数（Wi）来看，在株形、花和叶三个因
子中，花（B2）的W2最大，其次为株形（B1）的W1，
表明花是资源评价最重要指标，而株形则是影响
三色堇整体观赏性重要指标之一。在株形中，分
枝数（C1）的权重系数较大（0.6491），在花因子中，
花径（C8）的权重系数最大（0.4679），在叶因子中，
标准化处理后的指标值代入公式：yi=∑wjdij，计算
各指标的综合得分。式中，yi为第 i个系统的综合
得分；wj是与评价指标dij相应的权重系数[8]。
2 结果与分析
2.1 综合评价体系AHP模型
对主要应用于花坛、花镜或制作盆花的草本花
卉而言，其观赏性要求一是花（包括花色、彩斑、
花大小、花数、花期），二是株形（与株高、株幅、
分枝数相关），三是对地面的遮盖效果（与叶片大小
相关）。建立三色堇观赏性综合评价体系层次结构
（AHP模型）。由图1可知，该模型分为三层：第一
层目标层（A）：对三色堇观赏性进行综合评价；第
二层准则层（B），为影响三色堇观赏性的三个方
面，记为B=（B1，B2，B3）=（株形、花，叶）；第3层
方案层（C），记为C=（C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，
C8，C9，C10，C11）=（分枝数，株幅，株高，花期，花
斑，花色，花数，花径，叶面积，叶长，叶宽）。模
型满足三色堇观赏性综合评价的基本要求。
2.2 判断矩阵及权重系数
表3为三色堇观赏性目标层下各准则层的判断
矩阵；表 4~6为各准则层下各性状指标的判断矩
阵。由表 3~6可知，各判断矩阵的CR均小于 0.1，
通过一致性检验，说明建立的判断矩阵合理。
表 3 三色堇观赏性支配下各因素的判断矩阵
Table 3 Matrix based on pansy ornament
A
B1
B2
B3
λmax=3.0246，CI=0.0123，RI=0.5769，CR=0.0213
B1
1
2
1/4
B2
1/2
1
1/5
B3
4
5
1
Wi
0.3331
0.5695
0.0974
表 4 三色堇株形支配下各指标的判断矩阵
Table 4 Matrix based on plant shape B1
B1
C1
C2
C3
λmax=3.0649，CI=0.0324，RI=0.5769，CR=0.0562
C1
1
1/3
1/7
C2
3
1
1/5
C3
7
5
1
Wi
0.6491
0.2710
0.0719
三色堇观赏性A
株形B1
分
枝
数
C1
花B2 叶B3
株
幅
C2
株
高
C3
花
期
C4
花
斑
C5
花
色
C6
花
数
C7
花
径
C8
叶
面
积
C9
叶
长
C10
叶
宽
C10
图1 三色堇观赏性评价体系层次结构（AHP模型）
Fig. 1 AHP model of pansy ornamental assessment system
东 北 农 业 大 学 学 报·168· 第43卷
表1 1~9级标度的标准含义
Table 1 Standard significance of 1-9 scales
标准值Standard value
1
3
5
7
9
定义说明Definition illustration
表示两个元素相比，具有同等重要性。
表示两个元素相比，前者比后者稍微重要。
表示两个元素相比，前者比后者明显重要。
表示两个元素相比，前者比后者强烈重要。
表示两个元素相比，前者比后者极端重要。
注：2，4，6，8表示上述相邻判断的中间值。
Note: 2, 4, 6, 8 denote intermediate value among adjacent judge⁃
ments, respectivety.
表2 定性因子各项指标评分标准
Table 2 Evaluation standard of different quanlity factors
分值Score
9
7
5
3
1
花色Flower color
金黄、橙黄、紫红
玫红、紫色
蓝色、蓝紫色、浅黄
纯黑、紫黑
乳白
花斑Blotch
褐斑
黑（紫）斑
黄斑
白斑
无花斑
花期（d）Florescence
>80
80~71
70~60
59~40
<40
叶面积（C9）的权重系数达到0.5954。从各指标性状
综合评价中的权重来看（见表7），花径最大，其次
为分枝数、再次为花数。
2.3 三色堇各品种观赏性的综合评价
供试三色堇各品种的观赏性状观测数据见
表8。依据各品种的观测数据与评分，结合AHP分
析中各指标的权重，得出三色堇各材料观赏性综合
评分（见表9）。得分越高，材料的观赏性越好。
表7 三色堇观赏性评价中各指标权重
Table 7 Index weight coefficient of pansy ornamental assessment
项目Item
分枝数 Branch number
株幅 Plant width
株高 Plant height
花期 Florescence
花斑 Blotch
花色 Flower color
花数 Flower mumber
花径 Flower diameter
叶面积 Leaf area
叶长 Leaf length
叶宽 Leaf width
株形Plant shape
WB1=0.3331
0.6491
0.2790
0.0719
花Flower
WB2=0.5695
0.0314
0.0690
0.1374
0.2926
0.4679
叶Leaf
WB3=0.0974
0.5954
0.2762
0.1283
权重系数Weightcoefficient
0.2162
0.0929
0.0240
0.0179
0.0393
0.0783
0.1666
0.2665
0.0580
0.0269
0.0125
表8 三色堇33份材料的观赏性状数据
Table 8 Ornamental characters of 33 pansy cultivars
品种Cultivars
229.01
229.02
229.03
229.04
229.07
229.08
229.09
229.10
229.11
229.14
229.18
229.19
株高（cm）Plantheight
16.75
14.34
15.75
16.75
17.50
16.75
13.00
17.50
21.38
14.00
15.67
16.20
株幅（cm）Plantwidth
22.50
20.88
21.50
21.50
27.00
19.20
20.50
18.50
25.56
19.06
21.50
22.20
分枝数Branchnumber
12.50
12.80
12.50
18.50
11.50
9.80
10.50
10.00
20.80
11.30
10.00
16.00
花径（cm）Fowerdiameter
4.73
5.02
4.38
4.45
6.25
5.93
3.75
4.75
5.61
5.69
5.32
4.97
花数Flowernumber
33.50
29.00
40.80
36.50
44.00
40.80
37.50
39.50
44.00
26.60
46.70
52.60
花色Flowercolor
金黄
红
橙
乳白
紫
白
蓝
金黄
黑
深紫
白
红黄
花斑/纹Blotch
无
黑斑
无
无
黑斑
无
褐斑
黑斑
无斑
无
紫斑
黑斑
花期（d）Florescence
49
39
56
55
46
55
57
54
49
53
58
38
叶长（cm）Leaflength
3.75
3.81
4.55
3.95
5.00
5.20
4.20
4.60
5.21
5.05
5.20
4.76
叶宽（cm）Leafwidth
2.20
3.11
3.25
2.00
2.05
3.13
2.25
2.45
2.76
2.80
2.80
2.60
叶面积
（cm2）Leaf area
6.47
7.56
11.62
6.20
8.03
12.80
7.42
8.88
11.38
11.24
11.34
9.83
杜晓华等：层次分析法在三色堇观赏性评价中的应用第10期 ·169·
表 5 三色堇花支配下各指标的判断矩阵
Table 5 Matrix based on flower character B2
B2
C4
C5
C6
C7
C8
λmax=5.2938，CI=0.0735，RI=1.109，CR=0.0656
C4
1
4
6
7
8
C5
1/4
1
3
5
7
C6
1/6
1/3
1
3
5
C7
1/7
1/5
1/3
1
2
C8
1/8
1/7
1/5
1/2
1
Wi
0.0314
0.0690
0.1374
0.2926
0.4697
表 6 三色堇叶支配下各指标的判断矩阵
Table 6 Matrix based on leaf character B3
B3
C9
C10
C11
λmax=3.0055，CI=0.0028，RI=0.5769，CR=0.0048
C9
1
1/2
1/5
C10
2
1
1/2
C11
5
2
1
Wi
0.5954
0.2764
0.1283
表9 三色堇各材料观赏性的综合评价
Table 9 Comprehensive scores of each pansy
品种Cultivar
CYS-H3
229.11
229.19
EWO
HSY4-1
HWP51
229.03
229.07
229.18
229.08
229.04
08-C22-Ys1
08-C22-Ys3
10PW-1
ERX
EXX
EP1
综合得分Comprehensive scores
47.81
47.75
44.44
41.89
40.18
39.41
39.35
39.00
38.75
38.46
37.46
37.03
37.02
36.85
36.44
36.36
35.78
分组Grouping
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
品种Cultivar
08-C22-Ys2
229.01
229.1
XSYO-2
229.09
229.02
10PW-3
229.14
ZMY2-1
10PW-2
EYO
10WP-1
10PD
PY-1
PY-2
10YP-1
综合得分Comprehensive scores
35.19
34.33
34.28
33.93
33.88
33.68
33.67
33.39
33.21
32.29
32.25
32.15
31.25
27.78
27.06
23.78
分组Grouping
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅲ
注：等级标准Ⅰ：>40.0；Ⅱ：30.0~40.0；Ⅲ：<30.0。
Note: The order standardⅠ: >40.0; Ⅱ: 30.0-40.0; Ⅳ: <30.0.
东 北 农 业 大 学 学 报·170· 第43卷
续表
品种Cultivars
EWO
EP1
EYO
EXX
ERX
XSYO-2
ZMY2-1
HSY4-1
CYS-H3
HWP51
10PD
10PW-1
10PW-2
10PW-3
10WP-1
10YP-1
08-C22-Ys1
08-C22-Ys2
08-C22-Ys3
PY-1
PY-2
株高（cm）Plantheight
16.95
13.00
11.60
14.00
12.00
14.00
11.50
16.67
57.00
16.00
21.60
17.00
16.00
14.75
23.80
14.00
22.90
12.00
19.90
17.50
12.00
株幅（cm）Plantwidth
24.58
18.50
17.90
20.00
17.50
18.17
18.00
29.17
21.50
18.00
22.80
23.00
23.00
21.25
6.34
24.25
20.40
21.80
20.65
17.20
17.60
分枝数Branchnumber
15.00
9.80
7.80
8.00
9.00
10.30
8.00
29.30
14.00
8.00
24.80
19.00
18.00
13.00
16.20
17.30
16.80
10.00
15.00
22.00
8.80
花径（cm）Fowerdiameter
5.39
5.78
6.04
5.45
6.05
6.03
6.21
2.85
5.88
6.25
5.44
5.38
6.48
6.33
5.86
5.94
5.36
6.33
6.50
5.07
6.47
花数Flowernumber
47.80
40.20
28.80
50.00
36.00
26.30
30.80
16.30
57.00
25.00
45.80
55.00
40.00
29.75
38.40
27.00
33.60
31.00
12.50
49.80
23.80
花色Flowercolor
白紫渐变
紫
白
蓝
纯黄
纯白
紫
金黄
黄
白紫
紫黑
浅黄
紫黄双色
紫
白紫渐变
黄
紫红
玫红
玫红
纯黄
金黄
花斑/纹Blotch
无斑
无
无
黑斑
无
无
褐斑
无
褐斑
褐斑
无
紫斑
无
白斑
无
褐斑
无
黄斑
黑斑
紫纹
无
花期（d）Florescence
61
49
62
49
28
62
48
41
49
52
81
55
60
54
68
57
64
64
60
60
68
叶长（cm）Leaflength
4.65
4.90
5.22
4.50
5.20
5.33
5.13
3.43
5.65
6.40
5.88
6.35
6.55
5.71
6.92
5.28
6.48
8.50
8.40
4.74
5.67
叶宽（cm）Leafwidth
2.48
2.55
2.82
2.50
3.40
2.87
2.75
1.97
2.10
4.60
2.88
3.00
3.10
2.64
2.52
2.83
3.04
3.25
3.85
1.79
2.16
叶面积
（cm2）Leaf area
9.03
9.90
11.53
8.83
13.88
12.10
11.20
5.30
9.31
23.11
13.29
14.95
15.94
11.83
13.70
11.70
15.49
21.69
25.39
6.66
9.63
由表 9可知，参试三色堇材料的综合得分为
23.78~47.81。根据得分情况，可将33份三色堇材料
划分为 3个等级，第一等级总分>40分，包括
CYS-H3、229.11、229.19、EWO、HSY4-1，观赏价
值高；第二等级总分 30~40 分，包括 HWP51，
229.03、229.07、229.18、229.08、229.04、08-C22-
Ys1、 08-C22-Ys3、 10PW-1、 ERX、 08-C22-Ys2、
229.01、229.10、XSYO-2、229.09、229.02、10PW-
3、229.14、ZMY2-1、10PW-2、EYO、10WP-1、
10PD、EXX、EP1，观赏价值中等；第三等级总分
<30分，包括PY-1、PY-2、10YP-1，观赏价值较
低。
3 讨论与结论
本文建立的三色堇观赏性综合评价 AHP模
型，分为目标层、准则层和方案层，方案层包含
了与三色堇观赏性紧密相关的 11个指标性状，较
全面、系统。本文建立的三色堇4个判断矩阵得到
一致性检验结果。各因子权重系数的合理性表
明，准则层的3个因子中花占据的分量最大，其次
为株形、再次为叶，这与三色堇主要为观花植物
且多用于地被或盆花的实际需要相符，既要求在
视觉效果上花多、花大、花期长等，又要求株形
紧凑整齐，对地面的覆盖效果好[12]；在方案层各性
状的权重系数中，花径最大，这与习惯上依据花
大小将三色堇品种首先分为大花、中花、小花类
型相一致[1]。因此，本文建立的三色堇观赏性综合
评价AHP模型及判断矩阵较完整、合理、实用，
可用于三色堇品种资源评价和育种材料的选择。
对供试的三色堇的观赏性综合评价结果表明，
33 份 三 色 堇 材 料 中 CYS-H3、 229.11、 229.19、
EWO、HSY4-1观赏价值高，应优先选择利用；而
PY-1、PY-2、10YP-1观赏价值较低，可予淘汰；
其他材料观赏性介于中间，可根据育种目标，结
合材料本身特点予以选择利用。
[ 参 考 文 献 ]
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杜晓华等：层次分析法在三色堇观赏性评价中的应用第10期 ·171·