全 文 : 收稿日期:2016-03-07
基金项目:广东省科技计划项目(2013B020302004)
作者简介:李碧洳,硕士研究生,从事园林植物研究。E-mail: libiru1008@163.com
注:翁殊斐为通讯作者。E-mail: shufeiweng@scau.edu.cn
基于 AHP 法构建龙船花属植物园林应用
综合评价体系
李碧洳,翁殊斐,冯嘉仪,欧泳欣
(华南农业大学林学与风景园林学院,广东 广州 510642)
摘 要:为使龙船花属 Ixora 植物在园林配置中得到合理、科学的应用,采用层次分析法(AHP 法)构建龙船花
属植物园林应用综合评价体系。从观赏性、适应性、配置应用等 3 方面选取花色、花序大小、小花数量、花冠
裂片形状、花期、花叶比例、叶色、株高、株型、耐寒性、光照适应性、耐湿性、耐旱性、丛植或片植、孤植、
盆栽等 16 个指标,通过构建判断矩阵计算各层次指标权重,准则层的权重范围为 0.2017~0.4547,指标层的
权重范围为 0.0159~0.1308。采用 3 个标度赋值各指标的相对重要性,制定评价体系的评分标准。为检验该评
价体系的可行性,选取 9 种常见龙船花植物进行综合评价,评价显示:邦德红仙丹草 I. coccinea var. bandhuca、
橙红龙船花 I. coccinea、龙船花 I. chinensis 得分最高,具有较好的园林应用前景。该评价体系具有可行性,可
为龙船花属植物引种及园林应用提供参考。
关键词:层次分析法;茜草科;龙船花属;观花灌木;评价模型
Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2016.02.015
中图分类号:S685.99 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2016)02-0167-05
Establishment of Ixora Plants Comprehensive Assessment Model in
Landscape Application Using Analytic Hierarchy Process
LI Bi-ru, WENG Shu-fei, FENG Jia-yi, OU Yong-xin
(College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, Guangdong China)
Abstract: To make reasonable and scientific application of Ixora species in landscape configuration,
a comprehensive assessment system in landscape application was established by analytic hierarchy
process (AHP). Sixteen indicators selected according ornamental value, ecological adaptation, and
configuration applications, including flower color, inflorescence size, number of flowers, corolla
lobes shape, florescence, proportion of single inflorescence area and leaf area, leaf color, plant height,
plant type, cold resistance, illumination adaptability, waterlogging tolerance, drought tolerance, group
planting, isolated planting and potted planting. Hierarchy indices were weighted and calculated by
assessment matrix. The hierarchy criteria layer weights ranged from 0.2017 to 0.4547 and the index
layer weights ranged from 0.0159 to 0.1308. Scoring criteria of the evaluation system was made by
using three scales to assign relative importance of the various indicators. In order to validate the
feasibility of the assessment model, 9 species of Ixora plants were sampled to be assessed. The
evaluation results showed that I. coccinea var. bandhuca, I. coccinea, and I. chinensis had a wide
landscaping application range because they got the highest score. The assessment model was feasible
that could provide a reference for Ixora plants breeding and landscape applications.
Key words: analytic hierarchy process; Rubiaceae; Ixora; flowering shrub; assessment model
2016,45(2): 167~171.
Subtropical Plant Science
第 45 卷 ﹒168﹒
龙船花属 Ixora 隶属于茜草科 Rubiaceae,通常为常绿灌木或小乔木。约 300~400 种,原产于中
国、缅甸和马来西亚,多数分布于在亚洲热带、非洲及大洋洲[1]。株形美观,聚伞花序,花色丰富,
橙红、鲜红、黄色、白色等,花期几乎全年;具有较高的观赏价值,应用越来越广泛[2]。我国龙船花
栽培历史悠久,早在 16 世纪末就将龙船花作为南方庭院观赏植物栽培,20 世纪 80 年代开始从欧美引
进杂交新品种[3]。近年来,我国龙船花栽培种类越来越丰富,但国内园林绿化中运用的龙船花属植物
仅 10 余种,许多优良的龙船花属植物还有待开发应用[4—5]。
科学地对植物进行评价,可以为开发、品种引进以及丰富园林景观植物多样性提供参考。近年来,
国内外学者尝试运用各种理论和方法对植物的综合效益与园林配置进行评价。层次分析法(Analytic
Hierarchy Process,AHP)是 20 世纪 70 年代提出的一种定性与定量相结合的决策分析方法,能把人的主
观判断进行量化客观描述[6]。因其具有简便、灵活、实用的特点,常被用于园林植物景观综合评价[7—8]、
花卉植物品种筛选[9—10]等研究。本文在阅读分析大量龙船花属植物相关文献以及对龙船花进行测量观
察的基础上,以 AHP 法构建龙船花属植物园林应用综合评价模型,为龙船花属植物合理、科学的园林
应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
选择华南农业大学校园内健康成熟的大王龙船花 Ixora casei ‘Super King’、龙船花 I. chinensis、邦
德红仙丹草 I. coccinea var. bandhuca、橙红龙船花 I. coccinea、黄龙船花 I. coccinea var. coccinea f. lutea、
玫瑰红仙丹草 I. coccinea var. rosea、新奇龙船花 I. ‘Exotica’、中叶龙船花 Ixora sp.、矮龙船花 I. williamsii
‘Sunkist’等 9种(或变种)龙船花作为实验材料,参照已构建的龙船花属植物评价模型,观察记录并测量
相关指标,观察其适应性和常见园林应用方式。此外,通过查阅文献,对其他龙船花属植物的形态特
点、生长习性以及园林配置应用等进行归纳总结。
1.2 层次分析法评价体系构建方法
1.2.1 评价指标确定及评价模型建立 参考前人相关观赏植物评价指标[11—14]以及龙船花属植物特性,
在咨询多位园林专家意见的基础上,采用 AHP 法构建龙船花属植物园林应用综合评价模型(表 1)。
1.2.2 判断矩阵构建及一致性检验 在此评价模型中,运用 1~9 比例标度法[10]建立准则层 B 相对于目
标层 A,以及指标层 C 相对于准则层 B 等 4 个判断矩阵。通过调查问卷的形式,邀请园林相关专家与
园林专业学生共 30 位对其重要性进行分配。利用方根法计算矩阵最大特征根 λmax 以及各指标性状的权
重系数(w) [8];引用 CI(Consistency Index)作为标度判断矩阵偏离一致性指标,按公式 CI=(λmax-n)/(n-1)
计算,其中 n 为矩阵内因子总数;以 CI 与判断矩阵平均随机一致性指标 RI(Random Index)的比值 CR
作为其一致性指标(CR=CI/RI),其中 RI 查随机一致性指标表获得;若 CR≤0.1,则认为该矩阵具有
满意一致性,反之,矩阵不具有满意一致性。对指标层 C 各指标的权重加权综合后得出总排序权值。
所有数据用 Excel 软件处理。
通过对问卷判断矩阵的一致性检验发现,在 30 份问卷调查中,25 份问卷通过一致性检验,符合率
为 83%,另 5 份问卷不计入结果。在通过一致性检验的判断矩阵中,CR 值的变化幅度为 0~0.0984。
1.2.3 评分标准制定与计算方法 绝对评定选择法计算综合评价值,在对龙船花属植物进行细致观察以
及查阅文献的基础上,根据园林专家意见,将指标层各项指标的相对重要性评分标准划分为若干数量
等级,依据评分标准对植物各项指标进行赋值,再用各评价指标的总排序权重加权计算出综合评价值。
2 结果与分析
2.1 综合评价体系 AHP 模型分析
评价模型的目标层为 A 层(表 1),确定龙船花属在实际应用中所需达到的要求;准则层 B 层,为
第 2 期 李碧洳,等:基于 AHP 法构建龙船花属植物园林应用综合评价体系 ﹒169﹒
制约和限制龙船花属植物综合应用价值的各种因素,选择从观赏性、适应性、配置应用 3 个方面作为
对 A 层的约束准则;指标层 C 层体现了准则层的具体评价指标,采用定性与定量指标相结合的原则设
置 16 个评价指标,结合龙船花属植物的主要观赏特点,从花、叶、株型等方面将观赏性对应的指标层
分花色(花冠颜色)、花序大小(单个花序直径大小)、小花数量(单个花序包含的小花数量)、花冠裂片形
状、花期、花叶比例(单个花序面积/单叶叶面积)、叶色(成熟叶片颜色)、株高、株型等 9 个指标;结合
龙船花属生态习性将适应性对应的指标层分为耐寒性、光照适应性、耐湿性、耐旱性等 4 个指标;根
据实际园林应用方式将配置应用对应的指标层分为丛植或片植、孤植、盆栽等 3 个指标。
表 1 龙船花属植物园林应用综合评价模型及各指标权重值
Table 1 Ixora species plants comprehensive assessment model in landscape application and weight of each indices
目标层 A 准则层 B 权重 w 指标层 C 权重 w
龙
船
花
属
植
物
园
林
应
用
综
合
评
价
观赏性 B1 0.3411 花色 C1 0.0747
花序大小 C2 0.0766
小花数量 C3 0.0454
花冠裂片形状 C4 0.0234
花期 C5 0.0514
花叶比例 C6 0.0161
叶色 C7 0.0159
株高 C8 0.0196
株型 C9 0.0300
适应性 B2 0.4443 耐寒性 C10 0.1308
耐旱性 C11 0.1173
耐湿性 C12 0.0808
光照适应性 C13 0.1153
配置应用 B3
0.2146 丛植或片植 C14 0.1234
孤植 C15 0.0299
盆栽 C16 0.0619
2.2 指标权重分析
计算 25 份各指标的总排序权重后再求平均值,得到龙船花属植物园林应用综合评价模型准则层 B
以及指标层 C 的权重(表 1),准则层的权重范围为 0.2146~0.4443,指标层的权重范围为 0.0159~0.1308。
准则层中各因子权重系数表明,适应性的权重最大,研究结果与野牡丹科植物的评价结果有一定
的相似性[11];权重由高到低排序为:适应性>观赏性>配置应用。这说明,应用龙船花属植物时,龙船
花属植物对环境的适应性最受关注,其次关注植物的观赏性,而配置应用的关注度稍低。
适应性对应的指标层中各因子权重范围为 0.0808~0.1308,权重排序为:耐寒性>耐旱性>光照适
应性>耐湿性。说明在龙船花属适应性中,龙船花属植物对低温的忍耐能力最受关注,龙船花属植物
在干旱条件下的生存能力、对光照的需求次之,而龙船花属植物忍耐涝渍能力的关注度最低。
观赏性对应下的指标层指标权重范围为 0.0159~0.0766,权重由高到低排序为:花序大小>花色>
花期>小花数量>株型>花冠裂片形状>株高>花叶比例>叶色。说明龙船花属植物观赏特性指标中,
花部位的关注度最大,仍是观赏性方面的重要指标,其中花色、花序大小、花期、小花数量等 4 个指
标最重要,而花冠裂片形状的重要性较低,说明在观赏龙船花属植物时更注重花序的观赏价值;而株
型、株高以及花叶比例等整体观赏指标以及叶色等叶部位受关注的程度与花部位相比较低,这与龙船
花属植物是观赏价值较高的木本花卉实际相符合。
准则层中各因子权重系数最低的是配置应用,对应的指标层中各因子权重范围为 0.0299~0.1234,
权重由高到低排序为:丛植或片植>盆栽>孤植,说明龙船花属植物在园林应用中以丛植或片植的配
置方式最重要,其次关注龙船花属植物的盆栽应用方式,而孤植的关注度最低。根据龙船花属植物的
园林应用现况,权重排序有一定的合理性。龙船花属植物花色艳丽,花期较长,是优良的园林美化植
物,配置形式多样,常见丛植、群植或片植于不同类型的城市园林绿地,用作花篱、配景等;其次,
龙船花属植物亦可盆栽,按照需求摆放于室外环境或室内观赏;也可孤植于庭院中作园景树[5],但孤
植对园林植物的株型、株高等有一定的要求,龙船花属植物在此方面有一定的局限,因而重要性稍低。
第 45 卷 ﹒170﹒
2.3 评分标准
根据龙船花属植物的特点以及专家意见,将指标层各项指标均划分为若干数量等级,采用 1、3、5
分制 3 个标度来标值各个指标的相对重要性(表 2)。
表 2 指标层各指标评分标准
Table 2 The appraisal standard for the model hierarchy index
评价指标 分值标准
5 3 1
花色 C1 鲜红、橙红、猩红等鲜艳色
且色调纯正
粉红、淡红、玫瑰红、黄、白等
较为淡雅且色调纯正
颜色混杂不纯或色调暗沉
花序大小 C2 >10 cm 6~10 cm <6 cm
小花数量 C3 >90 朵 50~90 朵 <50 朵
花冠裂片形状 C4 阔卵形或近圆形或卵形或倒卵形或菱形等
(长/宽≤1.5)
椭圆形或长圆形等(长/宽≈2) 披针形或倒披针形等(长/宽≥3)
花期 C5 >9 个月 6~9 个月 <6 个月
花/叶比例 C6 >3 1~3 <1
叶色 C7 亮绿、翠绿、蓝绿等明快色彩 普通绿色 墨绿、灰绿、暗绿等较为深暗色彩
株高 C8 >2 m 1~2 m <1 m
株型 C9 株型紧凑、分枝多且有规律,轮廓自然优美 前 3 项占 2 项 前 3 项占 1 项
耐寒性 C10 耐寒性较强,在广东地区能顺利越冬 耐寒性中等,冬天可能受寒害,
植株 1/3 以下叶片和枝条受害
耐寒性差,冬天会遭受寒害,植株
1/3 以上叶片或枝条受害
耐旱性 C11 耐旱性强,能忍受一周的干旱 耐旱性中等,能忍受短时间干旱
(3~5 d)
耐旱性较差,需经常浇灌(1~2 d)
耐湿性 C12 耐湿性较好,能忍受短时间水浸 耐湿性中等,能忍受渍害 耐湿性较差,不耐涝渍害
光照适应性 C13 在强、弱光照条件下均能生长良好 在半荫蔽条件下生长良好 仅在强光照或弱光照下良好生长
丛植或片植 C14 生长一致性好,易形成统一景观,景观效果好 前 3 项占 2 项 前 3 项占 1 项
孤植 C15 独立成景,景观效果好,生长正常 前 3 项占 2 项 前 3 项占 1 项
盆栽 C16 冠型完整有脚叶,枝叶浓密,景观效果较好 前 3 项占 2 项 前 3 项占 1 项
2.4 模型检验分析
选用 9 种龙船花属植物作为验证评价模型材料,依据评分标准对各项指标进行赋值并计算综合评
价值(表 3)。
经检验,9 种龙船花的总得分为 48~66,加权后综合评价值范围在 3.1391~4.0887,综合评价值越
高,材料的园林应用综合价值越高。依据综合评价值对 9 种龙船花进行排序:邦德红仙丹草>橙红龙
船花>龙船花>黄龙船花>大王龙船花>玫瑰红仙丹草>新奇龙船花>中叶龙船花>矮龙船花。说明
邦德红仙丹草、橙红龙船花、龙船花的得
分最高,园林应用适应范围最广,具有较
好的应用前景;黄龙船花、大王龙船花、
玫瑰红仙丹草、新奇龙船花次之;而中叶
龙船花、矮龙船花的得分稍低,说明在园
林应用时更应充分考虑其生长特点而推
广,适地适树。邦德红仙丹草、橙红龙船
花、龙船花、黄龙船花是广州公园绿地中
常用种类,评价结果与龙船花属植物在华
南地区园林绿化应用的实际状况相符合。
3 结论与讨论
园林植物的配置应用要考虑植物本身观赏价值的高低,植物对环境适应能力的强弱,以及适用的
园林配置应用形式。因此,建立一套科学合理的植物应用评价体系尤为重要。本文各因子权重系数的
合理性表明,准则层中的 3 个因子中,适应性最受关注,其次是观赏性、配置应用。适应性对应下的
指标层中,耐寒性、耐旱性、光照适应性较受关注,而耐湿性的关注度较低。植物对环境的适应性与
植物的生长情况紧密相关,若植物不能忍受环境胁迫,则会出现生长发育受限,甚至死亡的情况。龙
表 3 9 种龙船花的综合评价值
Table 3 Comprehensive evaluation value of 9 species of Ixora
种类 总分 综合评价值 排序
大王龙船花 I. casei ‘Super King’ 52 3.5561 5
龙船花 I. chinensis 60 4.0085 3
橙红龙船花 I. coccinea 64 4.0127 2
黄龙船花 I. coccinea var. coccinea f. lutea 62 3.8633 4
邦德红仙丹草 I. coccinea var. bandhuca 66 4.0887 1
玫瑰红仙丹草 I. coccinea var. rosea 54 3.4173 6
新奇龙船花 I. ‘Exotica’ 50 3.2721 7
中叶龙船花 Ixora sp. 50 3.2111 8
矮龙船花 I. williamsii ‘Sunkist’ 48 3.1391 9
第 2 期 李碧洳,等:基于 AHP 法构建龙船花属植物园林应用综合评价体系 ﹒171﹒
船花属植物通常喜高温,而耐寒性较差,在秋冬季节时南方地区露地栽植的龙船花属植物常受寒害影
响[5,15],优先考虑其耐寒性的强弱具有一定的合理性。研究表明,龙船花的抗旱能力一般,在断水后 6
d 即出现叶片下垂、卷边的现象[16]。华南地区属于亚热带季风气候,干湿季分明,龙船花属植物在生
长季时易遇上干旱灾害,植物的正常生长受到制约,故龙船花属植物对干旱胁迫的忍耐能力受到较重
要的关注[16]。光是植物进行光合作用的基础,由于长期适应环境的结果,植物对光环境具有一定的选
择,只有在适宜的光照环境条件下,植物才能正常生长发育,同时植物光照适应能力的强弱也影响着
栽植地的选择以及园林应用形式,因而光照适应性也是较为关注的指标之一。虽近年来城市水涝灾害
频繁出现[17],一些低洼或排水不良的城市园林绿地常积水严重,制约植物正常发育,但大多数龙船花
属植物喜湿润,这可能是造成龙船花属植物的耐湿性的关注度偏低的主要原因。在园林应用中,应首
先关注龙船花属植物的适应性,做到适地适树,令植物正常生长发育,发挥园林绿化美化的用途。
观赏性对应下的指标中,权重系数由大到小依次为花色、花序大小、花期、小花数量、株型、花
冠裂片形状、株高、花叶比例、叶色,说明花色、花序大小、花期、小花数量等花部位受到最大的关
注,这与龙船花属是木本花卉的实际相一致;配置应用对应下的指标层中,丛植或片植的园林应用形
式最受关注,而盆栽次之,孤植最少。
经评价体系模型以及评分标准的检验显示,邦德红仙丹草、橙红龙船花、龙船花的综合应用价值
最高,园林适用范围较广,与亚热带、热带地区的龙船花属植物应用实际相符合[18]。因此,本文建立
的龙船花属植物园林应用综合评价模型及评分标准具有较完整、合理的特点,可为龙船花属植物的选
种及应用提供一定的参考。
参考文献:
[1] Chen T, Taylor C M. Ixora Linnaeus[M]. Wu Z Y, Raven H P, Hong D Y. Flora of China(Vol.19). Beijing: Science Press &
St. Louis: Missouri Botanical Garden Press, 2011: 177—182.
[2] 周鹏,翁殊斐,杭夏子. 5 种龙船花属植物幼苗生长与生物量的研究[J]. 西北林学院学报, 2014,29(3): 75—78.
[3] 廖雪娟,钟华标.龙船花及品种介绍[J]. 海南农业科技, 2005(4): 34—35.
[4] 李碧洳,翁殊斐,冯嘉仪,欧泳欣. 龙船花两变种叶面积回归方程的建立[J]. 亚热带植物科学, 2015,44(3): 218—222.
[5] 李颖欣,翁殊斐,张波. 龙船花属(Ixora)植物研究现状及其园林应用[J]. 热带农业科学, 2013,33(1): 96—101.
[6] 张哲,潘会堂. 园林植物景观评价研究进展[J].浙江农林大学学报, 2011,28(6): 962—967.
[7] 翁殊斐,柯峰,黎彩敏. 用 AHP 法和 SBE 法研究广州公园植物景观单元[J]. 中国园林, 2009,25(4): 78—81.
[8] 邵锋,宁惠娟,包志毅,傅玮芸. 城市道路植物景观综合评价模型构建与应用[J]. 东北林业大学学报, 2011,39(5): 111—114.
[9] 张冬菊,张晓,吴鹏夫,葛红,杨树华,贾瑞冬,李世超,李秋香. 基于层次分析法的切花菊引种适应性评价[J]. 北方园艺,
2013,22: 82—85.
[10] 孙明,李萍,张启翔. 基于层次分析法的地被菊品系综合评价研究[J]. 西北林学院学报, 2011,26(3): 177—181.
[11] 林秋金,林秀香,苏金强,余智城,陈振东. 16 种野牡丹科植物观赏性及适应性综合评价[J]. 西南林学院学报, 2010,30(5):
33—37.
[12] 简曙光,简友光,陆宏芳,韦强,谢振华,任海. 藤本植物开发利用价值的综合评价[J]. 生态科学, 2011,30(1): 14—20.
[13] 于雅鑫,胡希军,金晓玲. 12 种木兰科乔木的景观评价[J]. 西北林学院学报, 2014,29(6): 240—244.
[14] 廖美兰,王华新,周修任,龙定建,黄欣. 广西二十种金花茶观赏价值综合评价[J]. 北方园艺, 2015(9): 67—70.
[15] 张玄兵,夏春华,黄碧兰. 水杨酸对龙船花抗低温胁迫的影响[J]. 热带作物学报, 2004,25(3): 85—88.
[16] 钱瑭璜,雷江丽,庄雪影. 华南地区 8 种常见园林地被植物抗旱性比较研究[J]. 西北植物学报, 2012,32(4): 759—766.
[17] 王紫雯,程伟平. 城市水涝灾害的生态机理分析和思考——以杭州市为主要研究对象[J]. 浙江大学学报(工学版),
2002,36(5): 582—587.
[18] Puff C. Flora of Thailand[CP/OL]. http://homepage.univie.ac.at/Christian.puff/FTH-RUB/FTH-RUB_HOME.htm, 2012-09-18.