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我国山茶科种质资源观赏价值评价研究进展

时间:2024-07-28

魏云华,张燕青,潘 宏

(福建省农业科学院农业工程技术研究所,福建福州 350003)

山茶科(Theaceae)约有36 属700 种,主要分布在亚洲的亚热带和热带地区,中国有15 属480 余种。山茶科植物大多为常绿的乔木或灌木,具有很高的观赏价值和经济价值[1-4]。山茶科茶属的茶树和油茶属的油茶是重要的经济作物,山茶属的山茶花是中国传统十大名花之一,也是世界名花之一,在园林上得到了广泛的应用[5-6],中国主要有云南山茶(Camellia reticulataLindl.)、金花茶[Camellia petelotii(Merr.)Sealy]、红山茶(Camellia japonicaLindl.)、茶梅(Camellia sasanquaThunb.)等。目前,除山茶属外,山茶科植物应用于园林的种类相对较少,很多野生和半野生山茶科的植物观赏价值未被很好地开发利用[7]。

山茶科种质资源创新和应用历来受到国内外花卉界的青睐和关注,对山茶观赏价值评价是确定育种目标和合理选配育种材料的基础和关键环节[8]。山茶科植物种类繁多,品种观赏特性各不相同,要求有不同的评价指标。观赏价值评价指标体系是一个多因子复杂的体系,目前的评价指标具有主观性、复杂性和不确定性。因此,有必要建立可操作、可量化、科学系统的观赏性状价值评价体系,为观赏型山茶新品种选育提供科学依据。

1 植物观赏价值常见评价方法

植物观赏性状评价方法经历了从定性到定量、从单指标评价到多指标综合评价的发展过程。人们既要求园林植物花大、色艳,也要求具有常绿、姿美、味香等优点。因此,植物观赏价值评价需要一个客观、全面、科学和定量的综合评价体系,而系统科学、灰色系统理论及统计数学等学科的发展,为观赏性状评价体系的建立奠定了基础。

现有文献记载的植物观赏价值评价可以追溯到20世纪50年代,评价方法较多,如百分制记分法、心理物理学法、感官评分法、灰色关联度分析法、加权评分法,以及近年来的层次分析法(AHP 法)等[9-23]。陈俊愉等和王菲彬等对梅花、玫瑰和金花茶等采用百分制法进行观赏价值评价,该方法直观、简洁、使用方便,但是主观随意性强,要求评分人员具有较强的专业知识[9-10]。心理物理学法主要是在百分制系统的基础上对野外拍摄的野生观赏植物照片进行室内幻灯评判的方法,以美景度作为衡量标准,如方燕鸿对1 506张野外拍摄的、效果较好的、能够客观反映植物基本观赏特性的野生观赏植物照片进行观赏特性数量化评价[11]。周满宏采用感官评分法对杜鹃花属野生观赏植物资源进行观赏价值评价及利用[12]。灰色关联分析法,是根据因素间发展趋势的相似或相异程度,衡量因素间关联程度的一种方法,张小燕等采用灰色关联分析法进行观赏草的适应性评价[13]。高江云等采用百分制记分评选法和模糊数学模型综合评价法相结合的加权评分法对国产姜科植物观赏特性评价,并进行优良种类筛选[14]。以上方法主要是用感性认识进行观赏价值评价,都相对直观简单,便于操作和运用,但主观性较强、可比性差,结果因人而异,多人评价时结论难以统一。

层次分析法(AHP 法)是一种层次权重决策分析方法,它将定量与定性相结合,将处理人的主观判断用数量的形式进行赋值,把一些复杂的问题分解成若干层次,进而对植物进行观赏性分析评价。目前已有一些文献报道采用AHP 法进行观赏价值评价,如酢浆草、桂花、百合、三色堇、扶桑等植物种质资源观赏价值的筛选评价[24-30]。AHP 法具有较高的有效性和准确性,可以相对客观地分析各自的优势观赏点。但无论是层次结构的建立,还是判断矩阵的构造,人的主观判断、选择、偏好对结果存在的影响极大。针对这个问题,已有专家引入熵值法确定指标权重,运用熵技术对AHP 法确定的权重进行修正[31-34],用灰色关联法对植株观赏价值进行综合评价,降低人为主观因素的影响。林立等用层次分析法确定各指标权重,然后用熵值法进行修正,在修正的权重基础上,对野鸦椿进行灰色关联综合评价,并根据加权关联度野鸦椿的观赏性进行量化排序与分级[31]。赫京生等利用灰色关联度评价、熵权法,确定观赏指标权重,计算关联系数等对石斛进行观赏性评价,筛选出观赏价值较高的品种,划分出不同的观赏类型[34]。

2 山茶科种质资源观赏价值评价研究进展

目前,对山茶科植物观赏价值综合评价的研究报道不多。廖美兰等对广西20种金花茶的观赏价值开展研究,筛选出崇左金花茶等6种观赏价值极高的金花茶[35];陈艺荃等对28个山茶花品种进行观赏价值的综合评价与观赏品种的筛选,认为山茶花观赏价值主要受花量、花期、花径、色彩和叶形等因子的综合影响,其中花量和花期是最关键的影响因子[36]。陈菊艳等对长毛红山茶观赏性状(树姿、叶、花、果等)和抗逆性等方面的观察、分析和评价,表明天柱种源的长毛红山茶具有更好的观赏特性[37]。周庄等对4 种山茶科野生灌木(短柱茶、毛枝连蕊茶、金叶微毛拎、窄基红褐柃)的园林观赏性状、生长性状和生态适应性等方面进行了评价,认为短柱茶和毛枝连蕊茶是叶花果兼赏型植物,金叶微毛拎和窄基红褐柃叶片颜色艳丽且稳定,可以作为色叶群植造型植物[38]。薛克娜等应用层次分析法,对猪血木(Euryodendron excelsumHung T.Chang)、杜鹃红山茶(Camellia azaleaC.F.Wei)、越南抱茎茶[Camellia amplexicaulis(Pit.) Cohen-Stuart] 和石笔木(Tutcheria championiNakai)等4 种山茶科植物的树形、花、叶和果进行观赏价值综合评价,结果显示花最能影响人对植物的评判,其次是树形、叶,最后是果[39]。赵鸿杰等应用层次分析法,对山茶科50个原生种进行了综合评价,认为观赏特性为最重要评价因素,观赏特性的指标层按权重值大小排列依次是形、花、叶、果、枝[40]。关玉梅等采用主成分分析法对浙江红山茶的10个观赏性状(株高、冠幅、冠幅∕株高、花径、花色、花量、开花指数、果色、果量、果径)进行分析评价,得到5 个主成分,结合观赏性状相关矩阵的特征向量,建立观赏性状评价模型[41]。谢云采用层次分析法和专家问卷法,建立了递阶层次结构评价模型和观赏山茶观赏特性评价的指标体系,选出了生长势、株型、花色、花期、果色、开花季节、生长习性、嫩梢颜色、花的显示度、单位面积花量、花香、果量、果形、叶稠密度、花瓣着色类型、果径等16个权重较大的指标,得出浙江红山茶中的变异类型具有较高的观赏价值和开发利用价值的结论[42]。

目前,用于观赏的山茶科植物主要来源于山茶属的红山茶、云南山茶、茶梅、金花茶几大族群及其杂交、变异等选育出的品种,也有一些观赏品种来源于山茶属和山茶科其他属间的杂交。目前的山茶科观赏栽培品种与非观赏性应用的种质资源之间的观赏性状有着较大的差异,未来的观赏性品种选育又与这些非观赏性应用的种质资源有密切关系。因此,对山茶科种质资源的观赏价值评价是非常重要但又复杂的系统性工作。

3 展望

对山茶科种质资源观赏价值的评价是确定育种目标和合理选配育种材料的基础和关键环节。然而,目前山茶科种质资源观赏价值评价研究,在评价指标体系、评价方法方面还不够系统全面。

在评价指标体系方面,主要存在以下问题:1)缺乏作为园艺植物的山茶花观赏价值大小的定量评价,没有建立完整的评价指标体系。2)山茶花的园艺品种数量众多,而进行观赏价值评价研究的品种样本数较少,其是否符合大众审美需求的典型性、代表性等尚需进一步商榷。3)姑且不论世界各国对山茶观赏价值取向不同,仅就国内而言,各地区观赏价值的评价指标因受审美偏好、经济发展状况和环境需求等因素影响而不同。已开展的研究多在指标因子筛选和权重上进行一定的修正,尚缺乏一个普适性的公认标准,此外如抗逆性等一些因素对生长和观赏的影响几乎没有在当前评价体系中得到表达。这些问题可能导致目前对山茶新品种观赏价值大小的判断没有科学量化依据,依靠经验判断为主,主观随意性大。4)目前为止山茶科其他植物的观赏价值评价研究集中于地区品种或者是具有一定共同特征的某一类品种间的互相比较,存在一定的局限性。尤其是在山茶科栽培观赏品种与非观赏性应用的种质资源间的观赏性状存在相当的差异,如果不能对其做出客观合理评价,会影响山茶科种质资源的广泛开发利用。

在评价方法方面,目前山茶科种质资源观赏价值评价研究报道中大多采用层次分析(AHP)的评价方法,这个方法人的主观判断、选择、偏好对结果存在一定影响。不同植物的观赏特性是不同的,如桂花的评价可以充分强调其香味价值,相对弱化花的观赏价值,白桦树皮是其重要的观赏价值,相对弱化花果。认为山茶科植物观赏价值综合评价指标体系的构建,需要根据观赏植物的自身特质建立相对应的评价体系及指标等级,不同的观赏特性,不同的评价指标。观赏特性包括植株的花朵、叶片、果实等各个部位的形态、颜色、大小、质地、气味等,以及植株的全株形态和一些特殊寓意的观赏特性。为解决山茶科栽培观赏品种与非观赏性应用的种质资源间评价指标不同的问题,可以在山茶科观赏价值评价中建立两个指标体系,一个作为商业品种的观赏价值评价系统,另一个作为种质资源观赏价值潜力判断的评价系统,再寻求两个系统间的对应关系,为山茶科新优观赏品种的选育提供参考。因此,综合参照我国山茶科植物品种分类、测试指南及《植物新品种特异性、一致性、稳定性测试指南 山茶属》(GBT26911—2011),建立相对完整的评价指标体系,借鉴林立等和赫京生等引入熵值法确定指标权重,运用熵技术对AHP 法确定的权重进行修正,进而用灰色关联法对观赏价值进行综合评价,降低人为主观因素的影响[31,34]。

综上所述,山茶科种质资源观赏价值评价需有针对性地分类进行,可从完善评价指标和评价方法两方面,开展山茶科种质资源观赏价值的综合评价,合理开发利用山茶科种质资源,促进山茶科新优观赏品种的选育和推广应用。

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