基于层次分析法对柳树观赏性及适应性的综合评价

doi:10.12302/j.issn.1000-2006.202106002

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南京林业大学学报（自然科学版） ›› 2021, Vol. 45 ›› Issue (6): 169-176.doi: 10.12302/j.issn.1000-2006.202106002

基于层次分析法对柳树观赏性及适应性的综合评价

郭佳惠¹(), 教忠意²(), 何旭东², 诸葛强¹^,^*(), 周洁²^,^*()

1. 南京林业大学生物与环境学院,江苏南京 210037
2. 江苏省林业科学研究院, 国家林业和草原局柳树工程技术研究中心,江苏南京 211153

收稿日期:2021-06-01 接受日期:2021-08-30 出版日期:2021-11-30 发布日期:2021-12-02
通讯作者: 诸葛强,周洁
基金资助:
江苏省农业科技自主创新资金项目(CX203042);江苏省林业科技创新与推广项目(LYKJ[2020]03)

A comprehensive evaluation of ornamental characteristics and adaptability of willows based on analytic hierarchy processes

GUO Jiahui¹(), JIAO Zhongyi²(), HE Xudong², ZHUGE Qiang¹^,^*(), ZHOU Jie²^,^*()

1. College of Biology and the Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China
2. Jiangsu Academy of Forestry, Willow Engineering Technology Research Center of National Forestry and Grassland Administration, Nanjing 211153, China

Received:2021-06-01 Accepted:2021-08-30 Online:2021-11-30 Published:2021-12-02
Contact: ZHUGE Qiang,ZHOU Jie

摘要/Abstract

摘要： 目的对柳树落叶后枝条颜色、观赏性状、适应性、育性等进行综合评价,为观赏柳树种质资源筛选和新品种选育提供参考依据。方法选择20个枝条颜色丰富的柳树无性系作为试验材料,根据层次分析法(AHP),设置观赏性、适应性2个目标层,在此基础上设置11个因子层,对各指标进行量化打分,确定各评价指标的权重值和赋值,初步建立基于柳树枝条皮色、树形、育性等的观赏性状和保存率、萌芽性等适应性的评价层次结构模型,以筛选出观赏性状优良、适应性好的柳树新品种。结果因子层中各指标对总目标的权重大小排序为:主干颜色(F3)>小枝颜色(F4)>株高(F1)>雌雄花的育性(F7)>抗病性(F9)>生长保存率(F8)>干型(F2)>萌芽早晚(F10)>分枝数(F6)>分枝角度(F5)>开花早晚(F11)。主干颜色(F3)、小枝颜色(F4)、株高(F1)对柳树的观赏性贡献较大,权重值分别为0.281 3、0.193 0、0.127 7,是综合评价柳树观赏性状的主要指标。参试无性系中,宫布氏柳77、78、85、80观赏价值高,可选为红黄色系彩枝柳树品种。结论本研究对宫布氏柳、杞柳、黄花柳、钻石柳、花叶柳、欧洲红皮柳等优良柳树无性系进行综合评价,利用层次分析法构建结构模型,筛选的优良彩枝柳树对观赏柳树的品种选育及遗传改良可提供重要参考价值。

关键词: 灌木柳, 观赏性状, 层次分析法, 宫布氏柳, 钻石柳

Abstract:

【Objective】The color of willow branches is diverse, but the branches of cultivated willows are dark in winter, and the floating catkins, while necessary for reproduction, are troublesome to handle. Therefore, the comprehensive evaluation of ornamental traits, such as branch color after leaves have fallen, adaptability, and fertility, serves as an important basis for the selection of ornamental willow germplasm resources and the selection of new varieties. 【Method】 Twenty willow clones with various branch colors and ornamental values were selected as experimental materials. According to the analytic hierarchy process, two target layers were set: ornamental and adaptability. On this basis, 11 factor layers were set up. Indicators were scored quantitatively, and the weight value and assignment of each evaluation indicator were determined. The preliminary establishment of the evaluation hierarchy model (based on differences in observation characteristics such as stem type, branch color, fertility, adaptability, preservation rate, and germination) was used to evaluate new willow clones with stable ornamental characteristics and good adaptability in Yancheng City, Jiangsu Province, China.【Result】 The weight ranking of each index in the factor layer to the total target was as follows: trunk color (F3)> twig color (F4)> plant height (F1)> catkin fertility (F7)> disease and insect resistance index (F9)> growth preservation rate (F8)> stem style (F2)> germination time (F10)> branch number (F6)> branch angle (F5)> flowering time (F11). Trunk color (F3), twig color (F4), and plant height (F1) contributed significantly to the ornamental properties of willow clones, with weights of 0.281 3, 0.193 0, and 0.127 7, respectively; these are the main indicators for the comprehensive evaluation of ornamental traits. The results showed that Salix miyabeana 78, 77, 85 and 80 clones can be selected as red-yellow color-branched willow clones, which have high ornamental values.【Conclusion】 In this study, we used the analytic hierarchy process to construct a structural model to comprehensively evaluate superior willow clones such as Salix miyabeana, S. integra, S. caprea, S. eriocephala, S. integra, S. integra ‘Hakuro Nishiki’, and S. purpurea. The selected colorful willow trees have an important reference basis for the genetic improvement of ornamental willow clones.

Key words: shrub willow, ornamental characteristic, analytic hierarchy process, Salix miyabeana, Salix eriocephala

中图分类号:

S687
S718

郭佳惠,教忠意,何旭东,等. 基于层次分析法对柳树观赏性及适应性的综合评价[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2021, 45(6): 169-176.

GUO Jiahui, JIAO Zhongyi, HE Xudong, ZHUGE Qiang, ZHOU Jie. A comprehensive evaluation of ornamental characteristics and adaptability of willows based on analytic hierarchy processes[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2021, 45(6): 169-176.DOI: 10.12302/j.issn.1000-2006.202106002.

图/表 6

表1

柳树各无性系特征"

无性系 clone	树种 species	主干颜色 stem color	小枝颜色 twig color	分枝角度/ (°) branch angle	分枝数 branch number	株高/m plant height			干型 stem style	保存率/% preservation ratio	抗病性 disease resistance	雌雄花育性 catkin fertility
无性系 clone	树种 species	主干颜色 stem color	小枝颜色 twig color	分枝角度/ (°) branch angle	分枝数 branch number	<2	≥2~3	≥3	干型 stem style	保存率/% preservation ratio	抗病性 disease resistance	雌雄花育性 catkin fertility
33	欧洲红皮柳 S. purpurea	橙红 orange red	橙红 orange red	≥30~60	6.1	√			直立	66.67	中	♂
48	钻石柳 S. eriocephala	黄绿 olivine	黄绿 olivine	≥30~60	8.7	√			直立	77.78	中	♂
53	钻石柳 S. eriocephala	橙红 orange red	橙红 orange red	≥60~80	13.8	√			直立	77.78	中	♂
57	钻石柳 S. eriocephala	黄绿 olivine	黄绿 olivine	≥60~80	10.8	√			稍弯	66.67	中	♂
77	宫布氏柳 S. miyabeana	橙红 orange red	橙红、红 orange red,red	<30	9.0			√	稍弯	93.30	强	♂
79	宫布氏柳 S. miyabeana	黄绿 olivine	橙色 orange	≥30~60	9.5		√		稍弯	93.30	强	♂
78	宫布氏柳 S. miyabeana	红 red	橙红 orange red	≥30~60	11.4		√		直立	93.30	强	♂
80	宫布氏柳 S. miyabeana	金黄 yellow	黄绿、橙色 olivine,orange	≥30~60	10.6			√	直立	93.30	强	♂
P61	杞柳 S. integra	灰绿 gray green	橙色、红 orange,red	<30	10.7		√		直立	100.00	强	♀
85	宫布氏柳 S. miyabeana	黄绿 olivine	橙红、红 orange red, red	≥30~60	11.6		√		直立	96.67	强	♂
87	尖叶紫柳×欧洲红皮柳 S. koriyanagi × S. purpurea	橙黄 orange	浅橙 light orange	≥30~60	13.6		√		直立	50.00	强	♂
88	宫布氏柳 S. miyabeana	黄绿 olivine	浅橙、红 light orange, red	<30	11.2			√	直立	83.30	强	♂
89	宫布氏柳 S. miyabeana	橙色 orange	橙红 orange red	<30	10.6			√	直立	56.67	强	♂
91	钻石柳 S. eriocephala	灰绿 gray green	灰绿 gray green	<30	11.8		√		直立	43.33	强	♂
92	蒿柳×宫布氏柳 S. viminalis × S. miyabeana	黄绿 olivine	黄绿、橙色 olivine, orange	≥30~60	18.2		√		直立	50.00	强	♂
P588	黄花柳 S. caprea	灰褐 dust-color	红red	≥60~80	11.8	√			稍弯	50.00	中	♀
P646	花叶柳 S. integra ‘Hakuro Nishiki’	灰色 grey	红red	≥60~80	7.7	√			稍弯	90.00	强	♀
P594	黄花柳 S. caprea	灰褐 dust-color	红褐 reddish brown	≥60~80	5.4	√			稍弯	50.00	强	♂
P716	钻石柳 S. eriocephala	灰褐 dust-color	暗红、红褐 dark red, reddish brown	≥60~80	10.2			√	直立	100.00	强	♂
‘苏柳 1053’	(簸箕柳×毛枝柳) 杂交F1代 S. uchowensis× S. dasyclados	红褐 reddish brown	暗红、紫红 dark red, mulberry	<30	9.2			√	直立	90.00	强	♀

表1

表2

表3

表4

表5

表6

参考文献 29

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目标层(T) target layer (T)	准则层(C) criterion layer (C)	因子层(F) factor layer (F)
观赏性评判(T1) ornamental evaluation	观赏性状 (C1) ornamental characters	F1-株高plant height
		F2-干型stem style
		F3-主干颜色stem color
		F4-小枝颜色twig color
		F5-分枝角度branch angle
		F6-分枝数branch number
		F7-雌雄花的育性catkin fertility
生长适应性评判(T2) evaluation of growth adaptability	适应性 (C2) adaptability	F8-生长保存率growth preservation ratio
		F9-抗病性disease resistance
		F10-萌芽早晚germination time
		F11-开花早晚flower time

层次模型 hierarchical model	判断矩阵 judgment matrix								权重 weight	一致性检验 consistency test
T-C		C1	C2							λ_max =2.000 0
	C1	1	4						0.800 0	I_C=0.000 0
	C2	1/4	1						0.200 0	R_C=0.000 0
C1		F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7
	F1	1	3	1/3	1/2	5	4	2	0.159 613
	F2	1/3	1	1/5	1/4	3	2	1/2	0.067 818	λ_max= 7.195 23
	F3	3	5	1	2	7	6	4	0.351 662	I_C= 0.032 5
	F4	2	4	1/2	1	6	5	3	0.241 208	R_C= 0.023 9
	F5	1/5	1/3	1/7	1/6	1	1/2	1/4	0.030 781
	F6	1/4	1/2	1/6	1/5	2	1	1/3	0.044 877
	F7	1/2	2	1/4	1/3	4	3	1	0.104 041
C2		F8	F9	F10	F11
	F8	1	1/2	2	3				0.292 2	λ_max= 4.070 9
	F9	2	1	2	3				0.413 3	I_C= 0.023 6
	F10	1/2	1/2	1	2				0.186 7	R_C= 0.026 5
	F11	1/3	1/3	1/2	1				0.107 8

判断矩阵 judgment matrix	因子层(F) 相对于准则层(C)的权重 weight of F layer relative to C layer		因子层(F) 相对于目标层(T)权重 weight of F layer relative to T layer	排序 rank	判断矩阵 judgment matrix	因子层(F) 相对于准则层(C)的权重 weight of F layer relative to C layer		因子层(F) 相对于目标层(T)权重 weight of F layer relative to T layer	排序 rank
F1	C1 观赏价值 ornamental value	0.159 6	0.127 7	3	F7	C1 观赏价值 ornamental value	0.104 0	0.083 2	4
F2		0.067 8	0.054 3	7	F7	C1 观赏价值 ornamental value	0.104 0	0.083 2	4
F3		0.351 7	0.281 3	1	F8	C2 生长适应性 growth adaptability	0.292 2	0.058 4	6
F4		0.241 2	0.193 0	2	F9		0.413 3	0.082 7	5
F5		0.030 8	0.024 6	10	F10		0.186 7	0.037 3	8
F6		0.044 9	0.035 9	9	F11		0.107 8	0.021 6	11

序号 No.	评价指标 evaluating indicator	评分标准 scoring criteria
序号 No.	评价指标 evaluating indicator	1分	2分	3分	4分
1	株高/m plant height	< 2	≥2~3	≥3	—
2	干型stem style	稍弯	直立	—	—
3	主干颜色stem color	灰、灰绿、褐绿	黄、黄绿	橙红、橙色、浅红、红褐	红、紫红
4	小枝颜色twig color	灰绿、绿	黄绿	浅橙色、橙红	暗红、红褐、红
5	分枝角度/(°)branch angle	接近 90	≥60~ 80	≥30~ 60	<30
6	分枝数branch number	≥5~10	≥10~15	>15	—
7	雌雄花育性catkin fertility	♀	♂	—	—
8	生长保存率/% growth preservation rate	低(<80)	中(≥80~90)	高(>90)	—
9	抗病性disease resistance	弱	中等	强	—
10	萌芽早晚germination time	晚	早	—	—
11	开花早晚flowering time	晚	早	—	—

基于层次分析法对柳树观赏性及适应性的综合评价

A comprehensive evaluation of ornamental characteristics and adaptability of willows based on analytic hierarchy processes

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无性系 clone	C1							C2				综合得分 score	排序 sort		等级 rank
无性系 clone	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7	F8	F9	F10	F11	综合得分 score	排序 sort		等级 rank
78	2	2	4	3	3	2	2	3	3	2	2	2.921 4	1	Ⅰ
‘苏柳1053’	3	2	3	4	4	2	1	3	3	2	1	2.880 5	2
77	3	1	3	3	4	2	2	3	3	2	2	2.738 1	3
85	2	2	2	4	3	3	2	3	3	2	2	2.587 6	4
80	3	2	2	3	3	3	2	3	3	2	2	2.522 3	5
88	3	2	2	3	4	3	2	2	3	2	2	2.488 5	6	Ⅱ
79	2	1	2	3	3	3	2	3	3	2	2	2.340 3	7
87	2	2	2	3	3	3	2	1	3	2	2	2.277 7	8
92	2	2	2	3	3	4	2	1	3	1	1	2.254 7	9
33	1	2	3	3	3	2	2	1	2	1	1	2.253 9	10
P61	2	2	1	4	4	3	1	3	3	2	2	2.247 6	11
53	1	1	3	3	2	3	2	1	2	1	1	2.210 9	12
89	3	2	1	3	4	3	2	1	3	1	2	2.111 3	13
P716	1	2	1	4	2	3	2	3	3	1	1	2.095 0	14
P594	1	1	1	4	2	2	2	2	3	1	1	1.946 4	15	Ⅲ
P646	1	1	1	4	2	2	1	1	3	1	1	1.804 7	16
48	1	2	2	2	3	2	2	1	2	1	1	1.779 6	17
P588	1	1	1	4	2	3	1	1	2	1	1	1.758 0	18
57	1	1	2	2	2	3	2	1	2	1	1	1.736 6	19
91	2	2	1	1	4	3	2	1	3	1	1	1.576 2	20

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