60 種秋海棠屬植物在深圳地區園林應用能力的綜合評價

徐桂紅，楊蕾蕾，李凌飛

（深圳市中國科學院仙湖植物園/深圳市南亞熱帶植物多樣性重點實驗室，廣東 深圳 518004）

【研究意義】秋海棠屬（Begonia）植物是秋海棠科（Begoniaceae）多年生草本或亞灌木植物，是世界上多樣性最豐富的植物類群之一，全球超過2 000 種（含變種），品種超過15 000 種［1-4］。該類群具有花期長、葉形多樣獨特、葉色葉斑變化豐富等特征，觀賞價值較高，是一類優良的觀賞花卉，備受全球植物學家和園藝學家的青睞［1］。除觀賞價值外，該類群還具有藥用、食用和文化多方面用途［2-3］。我國野生秋海棠屬植物資源十分豐富，多分布在云南和廣西地區，目前已報道270 余種（含種下分類），總量及其多樣性均居全球前列［5］。秋海棠屬植物性喜陰涼、通風的環境，忌陽光直射，生長適溫為15～25 ℃，栽培基質以疏松透氣的砂質壤土為佳［6］。而深圳地區高溫、高濕，雨量充沛，可能會限制秋海棠屬植物的生長發育，使其容易發生病蟲害，增加栽培和養護難度［6-8］。因此，若在深圳園林中推廣應用海棠屬植物，篩選適合本地氣候的種類是關鍵。

【前人研究進展】目前，我國在野生秋海棠屬植物種質資源的收集、引種保育、新品種研發方面取得重要成果［1-3,9］。田代科［2-3,5］對秋海棠屬植物的種類分布格局、生境多樣性、習性多樣性、葉花果形態多樣性、繁殖方式多樣性、我國對該類群的保護現狀等進行研究，認為該類群適合于溫室和室內栽培，也能露天種植，可應用于盆栽觀賞、庭院造景、園林綠化等場景。李景秀等［1］對中國秋海棠屬植物的地理分布、形態特征、觀賞性狀及其栽培特性進行綜述，表明我國具有觀賞應用價值的秋海棠屬種類152 種。高洋洋等［9］以60 種廣西野生秋海棠為材料，從觀賞特性、生物學特性及開發潛力3 方面進行綜合評價，將傘葉秋海棠（B. umbraculifolia）等8種該屬植物綜合評級為Ⅰ級，具有較大園林應用潛力。陳云飛等［10］以30 種貴州原生秋海棠為材料，以株型、葉片形態、葉色葉斑、花色、花冠大小、花量等6 個性狀作為評價指標進行觀賞性評價，認為花葉秋海棠（B. cathayana）等8 種該屬植物觀賞價值最高、視覺美感較強、園林園藝開發利用潛力最大。王林云等［11］通過盆栽試驗，以38個觀葉秋海棠種類為材料，從植株性狀、葉部性狀、花部性狀、栽培特性及抗性等4 方面15 個指標進行品質性狀綜合評價，篩選出17 個株形豐滿緊湊、葉色鮮艷、生長勢強的優等級種類。然而這些評價所采用的數據均來自于野外調查觀測或在溫室、大棚內進行的盆栽試驗［9-11］，而非園林露地栽培，并不能直接說明所推薦秋海棠屬植物在引種地區的園林應用價值。深圳市仙湖植物園于2008 年開始收集秋海棠屬植物，目前已引種秋海棠屬植物400 余種（原生種260 余種、品種140 余種），保育種類數量在國內處于較為領先地位［3,12］；2022 年完成桑寄生狀秋海棠（B.loranthoides）等4 種秋海棠屬植物全基因組組裝，并進行74 個全球代表性種類的淺層基因組測序，揭示了秋海棠屬植物多樣性形成及適應性演化機制［13］，為秋海棠屬植物的開發應用提供了理論基礎。

【本研究切入點】深圳市仙湖植物園探索將收集的秋海棠屬植物，以花境、熱帶雨林缸、垂直綠化、專類植物展等形式應用于深圳園林中，取得較好展示效果［12,14］。篩選合適的觀賞地被植物既有利于培育深圳園林的景觀特色，也可以豐富城市生態系統的生物多樣性［7］。秋海棠屬植物種類繁多、觀賞性狀和適應性多樣，在不同地區、不同種類及品種間差異顯著［2-3,8-10］，因此，栽培養護及適生條件也具有特異性［6,8］。綜合評價秋海棠屬植物在深圳地區的園林應用能力，篩選適合深圳氣候的秋海棠屬植物，有助于指導該類群的園林應用與推廣。

【擬解決的關鍵問題】近年來，層次分析法（Analytic hierarchy process,AHP）在農業和林業的種質資源評價方面得到廣泛應用［7,15-16］。本研究以前期在深圳園林中試驗應用的60 種秋海棠屬植物為材料，通過長期觀測和收集數據，以層次分析法、定性和定量相結合的方式建立秋海棠屬植物綜合評價體系，并通過該體系篩選適合深圳地區園林應用的秋海棠屬植物。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選擇深圳市仙湖植物園保育的秋海棠屬植物60 種（表1），其中栽培品種29 個、原生種31 個。根據秋海棠屬植物的形態特征和栽培特點，將其分為竹節類、根莖類、叢生類、蔓生類等類型［1］。2018 年1 月至2023 年1 月開展觀賞性、適應性和露天種植表現等性狀指標的調查觀測，2023 年2—6 月進行綜合評價。

表1 60 種秋海棠屬植物名錄Table 1 List of 60 Begonia species/cultivars used in this study

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗地和栽培管理 秋海棠擴繁苗以花境、熱帶雨林缸、垂直綠化等形式種植應用于仙湖植物園、東湖公園、中心公園、深南大道、北環大道等地。

1.2.2 綜合評價模型建立 依據試驗觀測數據，參考《園林植物篩選通用技術要求》（CJ/T 512-2017）［16］及徐桂紅等［7］、蒙林平等［17］、張曉紅等［18］研究成果，建立3 層結構的層次分析模型（表2），對60 種秋海棠屬植物園林應用能力進行評價。模型包括目標層（A）、約束層（B）、標準層（C），目標層為秋海棠屬植物在深圳地區的園林應用能力評價（A）；約束層包括觀賞性（B1）、適應性（B2）、露天種植表現（B3）3 個影響因素（表2）。判斷矩陣一致性檢驗法參照徐桂紅等［7］、高洋洋等［9］、楊林等［15］、蒙林平等［17］等研究成果進行。

表2 秋海棠屬植物園林應用能力綜合評價模型Table 2 Comprehensive evaluation system about the landscape application ability of Begonia species/cultivars

1.2.3 評分標準及評分方法 綜合參考《園林植物篩選通用技術要求》（CJT 512-2017）［16］、日本秋海棠園藝分類標準［1］及高洋洋等［9］、王林云等［11］、戴南等［19］、陸瑩等［20］的研究成果，結合秋海棠屬植物觀賞性、適應性、露天種植表現對應因子，得出秋海棠屬植物園林應用能力綜合評價各因子評分量化標準（表3），計算各品種在相應因子中的初步得分。同時，通過問卷形式，于2023 年2—5 月邀請高校教師、園藝愛好者、園林從業者等相關領域專家共30 人進行打分，通過元素兩兩比對建立各層判斷矩陣，利用加權平均法計算獲得各因子權重平均分，依次得到準則層權重WB1～WB3 和指標層權重WC1～WC16，將19 項因子（B1～B3、C1～C16）初步得分乘以對應權重，即為該指標最終得分，每種秋海棠屬植物的各層因子最終得分相加，得到該種植物園林應用能力的綜合得分。

1.2.4 判斷矩陣的一致性檢驗 一致性是指判斷思維的邏輯一致性［21］，按照以下步驟進行一致性檢驗。

（1）計算最大特征根λmax：

式中，A 為判斷矩陣，W 為權重向量。

（2）計算一致性指標CI（Consistency Index）：

式中，當CI=0，表示有完全的一致性；CI 接近于0，有滿意的一致性；CI 越大，不一致越嚴重。

（3）計算隨機一致性指標RI（Random Index）：

（4）計算一致性比例CR（Consistency Ratio）：

如果CR＜0.1，則認為該判斷矩陣通過一致性檢驗，否則就不具有滿意一致性。

2 結果與分析

2.1 判斷矩陣一致性檢驗及權重比較

由表4～表7 可知，A-Bi 判斷矩陣的一致性比率CR=0.0063，B1-Ci 判斷矩陣的一致性比率CR=0.0034，B2-Ci 判斷矩陣的一致性比率CR=0.0062，B3-Ci 判斷矩陣的一致性比率CR=0.0041，4 個判斷矩陣的一致性比率CR 均＜0.1，表明構建的判斷矩陣接近于完全一致，適用于計算各指標權重。約束層3 個指標觀賞性（B1）、適應性（B2）、露天種植表現（B3）權重分別為0.2524、0.3570、0.3906（表4），表明對秋海棠屬植物在深圳地區的園林應用能力評價影響存在差異，影響力排序為觀賞性＜適應性＜露天種植表現。在標準層中，葉色和斑紋（C3）、花期（C4）、花密度（C5）、稀有性（C8）對觀賞性影響較大，權重分別為0.1317、0.1325、0.1487、0.1380；莖性狀（C6）和附屬物（C7）對觀賞性影響最小，權重分別為0.0937，0.0997（表5）；在影響適應性的4 個因子中，抗逆性（C9）、抗病蟲害性（C10）、繁殖難易程度（C11）、抗倒伏性（C12）的權重分別為0.3111、0.2606、0.2801、0.1481（表6），表明抗逆性（C9）對適應性影響最大；在影響露天種植表現的4 個因子中，影響力排序為成活率（C13）＞露天長勢（C14）＞管理強度（C16）＞應用類型（C15），以成活率（C13）對露天種植表現影響最大、權重為0.2985，應用類型（C15）影響最小、權重為0.1945（表7）。

表4 A-Bi 判斷矩陣及一致性檢驗Table 4 A-Bi judgement matrix and identical testing

表5 B1-Ci 判斷矩陣及一致性檢驗Table 5 B1-Ci judgement matrix and identical testing

表6 B2-Ci 判斷矩陣及一致性檢驗Table 6 B2-Ci judgement matrix and identical testing

表7 B3-Ci 判斷矩陣及一致性檢驗Table 7 B3-Ci judgement matrix and identical testing

2.2 秋海棠屬植物等級劃分及評價結果

2.2.1 等級劃分 根據綜合評價模型的評分標準得出每個秋海棠屬植物各評價因素的分值，再乘以各因素相對權重值，最后將各項乘積相加計算每個品種的綜合評價值［7］。按照綜合評價分值的分布情況，可將60 種秋海棠屬植物分為4 個等級：Ⅰ級，≥85 分，綜合評分高，園林應用價值高，表現優秀，適于在深圳園林中推廣應用；Ⅱ級，75～85 分，綜合評分較高，園林應用表現優良，可進行園林應用；Ⅲ級，65～75 分，綜合評分一般，園林應用價值一般，可作為園林應用備用材料；Ⅳ級，65 分，綜合評分較低，園林應用價值較低，不宜在深圳園林中推廣應用。

2.2.2 評價結果 由表8 可知：（1）Ⅰ級秋海棠屬植物共20 種、占33.33%，分別是珊瑚秋海棠、蓖麻葉秋海棠、虎斑秋海棠、微風冰川秋海棠、U400 秋海棠、白芷葉秋海棠、荷葉秋海棠、大王秋海棠、寧明銀秋海棠、畫家調色板秋海棠、幾何秋海棠、羞澀秋海棠、瑪雅閣秋海棠、蘇秋海棠、少瓣秋海棠、圣誕老人秋海棠、帕洛瑪王子秋海棠、秋日灰燼秋海棠、黛西秋海棠、長纖秋海棠。（2）Ⅱ級秋海棠屬植物共19 種、占31.67%，分別是金線秋海棠、海倫·布萊斯秋海棠、澀葉秋海棠、鐵十字秋海棠、食用秋海棠、歐樂可可秋海棠、巴西變色秋海棠、銀幣秋海棠、燈果秋海棠、星點秋海棠、利蓮安秋海棠、迪特希里秋海棠、彩紋秋海棠、海藍寶石秋海棠、靖西秋海棠、象耳秋海棠、海倫·劉易斯秋海棠、龍胄秋海棠、橙紅秋海棠。它們在株型、抗逆性、抗病蟲害能力等指標上表現良好。（3）Ⅲ級秋海棠屬植物共15種、占25.00%，分別是蘭嶼秋海棠、弄崗秋海棠、牛耳秋海棠、伊麗莎白秋海棠、滑雪座秋海棠、保羅紳士秋海棠、布隆澤秋海棠、舟海丹秋海棠、鹿寨秋海棠、方氏秋海棠、羅城秋海棠、小籽秋海棠、小兄弟秋海棠、榆葉秋海棠、羅甸秋海棠。它們在株型、抗逆性、管理強度、品種退化等指標上得分較高，在芳香性、葉質和葉色、抗病蟲害能力、自我擴繁能力等指標上得分較低。（4）Ⅳ級秋海棠屬植物共6 種、占10.00%，分別是綠脈秋海棠、花葉秋海棠、伯基爾秋海棠、龍虎山秋海棠、多葉秋海棠、方柄秋海棠。它們在抗逆性、抗病蟲害能力、露天長勢、成活率等指標得分較低，綜合得分不高。

表8 秋海棠屬植物園林應用能力綜合評分結果Table 8 Results of comprehensive evaluation on the landscape application ability of Begonia species/cultivars

2.3 秋海棠屬植物在深圳園林中的應用示范

從應用場景來看，秋海棠屬植物在深圳園林中的應用有鑲邊植物、垂直綠化、地被、生態缸、主題植物展覽、花境、花壇等形式（圖1）。

圖1 秋海棠屬植物在深圳園林中的應用Fig.1 Application of Begonia species/cultivars in Shenzhen gardens

2.3.1 鑲邊植物 將珊瑚秋海棠、U400 秋海棠、瑪雅閣秋海棠等品種應用在林緣、停車場旁、建筑物旁等地方，可起到銜接硬質地面和園林植物的作用，軟化水泥地面和建筑物，完成硬鋪裝與軟景的過渡（圖1A）。

2.3.2 垂直綠化 將羞澀秋海棠、毛利秋海棠等與腎蕨（Nephrolepis cordifolia）、波斯頓蕨（N.exaltata）等組合懸掛于垂直墻面，不同組合可體現園林從業者的豐富表現力（圖1B）。由于植物具有柔化建筑外形的效果，秋海棠屬植物的豐富色彩和質地可以削弱公共空間中建筑群的嚴重壓迫感，使生硬的空間環境變得富有生命感和親和力。

2.3.3 地被 秋海棠屬植物喜歡涼爽、濕潤、蔭蔽的環境，自然常見于森林底層、石壁、山谷溪流邊、洞穴內外等地方［2］。將羞澀秋海棠、寧明銀秋海棠、畫家調色板秋海棠、鐵十字秋海棠等種類與蕨類、枯木等搭配應用，可營造出生物多樣性豐富、生機勃勃的林下地被（圖1C、D）。隨著時間流逝，枯木上生長各種真菌、苔蘚、地衣等，林下景觀與周邊環境渾然結合，體現出人與自然、自然生物間的和諧共生。

2.3.4 生態缸 在相對封閉的空間內，以吸水石為載體，以枯木為骨架，搭配種植銀幣秋海棠、金線秋海棠、小兄弟秋海棠等（圖1E）以及鳳尾蕨（Pteris creticavar.nervosa）、滴水觀音（Alocasia odora）、蘭科（Orchidaceae）植物、苦苣苔科（Gesneriaceae）植物等，模擬和展示林下植物及附生植物多樣的熱帶雨林景觀，營造出叢林一角，讓人們在欣賞植物美麗形態的同時，能夠了解生態系統的相互依賴和環環相扣，提醒人們在大自然中扮演理智角色。

2.3.5 主題植物展覽 隨著人們生活水平的提高，精神需求也越來越高，人們對美的理解與鑒賞水平也逐漸提升。收集觀賞性狀、形態、分類相似、且可以共同展示的主題植物，越來越受到人們歡迎［22］。以植物小島的形式，集中展示荷葉秋海棠、珊瑚秋海棠、瑪雅閣秋海棠、黛西秋海棠、橙紅秋海棠、星點秋海棠、微風冰川秋海棠、海倫·劉易斯秋海棠等種類（圖1F），集中呈現秋海棠屬植物花、葉、莖、以及種植方式的多樣性，在獲得豐富多樣景觀的同時，可喚起人們對大自然奇妙造物的感嘆，提醒人們尊重和參與保護生物多樣性。

2.3.6 花境 花境為近年來在深圳園林中應用廣泛的一種植物配置手法，能夠以混合種植的方式展示植物的群體美和個體美。將羞澀秋海棠、微風冰川秋海棠、四季秋海棠等應用于花境中，與景石、枯木等搭配，結合所處環境要素，充分發揮秋海棠屬植物花葉兼賞的特點，能夠長時間、低成本地維持花境景觀效果（圖1G）。

2.3.7 花壇 在公園中種植珊瑚秋海棠、畫家調色板秋海棠、U400 秋海棠、瑪雅閣秋海棠、微風冰川秋海棠等種類，與天南星科（Araceae）、鳥巢蕨（Asplenium nidus）、變葉木（Codiaeum variegatum）、新幾內亞鳳仙花（Impatiens hawkeri）等常用園林植物搭配，以木屑或碎石鋪面，營造出色彩豐富、層次分明、干凈整潔的花壇景觀（圖1H、I）。花壇設置也能在展示植物觀賞姿態的同時，起到組織人流、分割景觀空間的作用。

3 討論

3.1 秋海棠屬植物綜合評價體系的建立

層次分析法通過構建多層次、多維度的模型決策解決多目標、多準則、內容復雜的問題，是一種定性和定量相結合的決策分析方法［15-17］。秋海棠屬植物具有豐富的生境多樣性、習性多樣性、葉花果形態多樣性、繁殖方式多樣性等特點［2-3］，應用單一的評價標準對其觀賞性狀等進行評價較為困難［10］。而對植物園林應用能力的評價，除了觀賞性外還涉及適應性、露天種植表現、植物對人的影響等方面［16］。本研究以秋海棠屬植物在深圳地區的園林應用能力評價為目標層，從秋海棠屬植物觀賞特性的角度，確定株型、葉片形狀、葉色和斑紋、花期、花密度、莖性狀、附屬物、稀有性等8 個因子組成觀賞性約束層；從適應深圳熱帶亞熱帶氣候的角度，確定抗逆性、抗病蟲害性、繁殖難易程度、抗倒伏性等4 個因子組成適應性約束層；從露天栽培的角度，確定成活率、露天長勢、應用類型、管理強度等4 個因子組成露天種植表現約束層，建立了較為完善的綜合性評價體系。從研究結果來看，約束層3個指標對秋海棠屬植物在深圳地區的園林應用能力評價影響影響力排序為觀賞性＜適應性＜露天種植表現。這與秋海棠屬植物生活型豐富，葉片和花朵形態、色彩多樣，觀賞性較強有關。由于秋海棠屬植物一般喜歡溫暖濕潤、透氣清涼的環境，在影響其在深圳地區的園林應用能力方面，適應性和露天種植表現種類間具有一定差異，所占權重較高。評價和篩選出適應性較好、露天種植表現上佳、適宜深圳園林應用的秋海棠屬植物較為重要，建立適合的綜合評價體系對秋海棠屬植物的園林應用具有積極推動作用。然而，本研究也存在一定局限性，如指標內的權重難以再次細化，適應性中的耐熱、耐旱、耐濕、耐澇、耐陰等因子，具體到深圳園林范圍內也有差異，但為了方便專家進行打分和考量，對其權重進行了均值處理；指標間的相互聯系難以考慮，如抗逆性的差異會影響成活率、露天長勢、管理強度等指標。因此，在以后的綜合評價實踐中，有必要進一步調整因素和指標，使評價結果更加準確。

3.2 秋海棠屬植物在深圳地區的園林應用能力評價

在全球15 000 種秋海棠屬植物中，四季秋海棠栽培群、球莖秋海棠栽培群、麗格秋海棠群、大王秋海棠栽培群品種等較為著名［1,3］。受制于適應性方面的限制，秋海棠屬植物在我國城市園林中的應用還處于起步階段［2-4,23］。針對深圳地區高溫高濕的氣候條件，本研究從觀賞性、適應性、露天種植表現3 方面對60 種秋海棠屬植物的露天栽培應用進行綜合評價，結果表明，Ⅰ級和Ⅱ級秋海棠屬植物分別為20 種和19 種，在觀賞性、適應性、露天種植表現等方面表現優良、評價得分較高，適合在深圳園林中推廣應用。其中，栽培品種26 種、占比66.67%，原生種13 種、占比33.33%，這可能與栽培品種已經過選育篩選有關。育種能夠利用雜交、突變、核輻射或化學誘變等獲得抗病性、觀賞性、適應性集中的品種［8］。野生秋海棠雖然形態各異、種類極多、觀賞部位多樣，是育種的親本來源，但若要大范圍應用于城市園林中，還需要進行園林示范試驗，進一步觀測和篩選評價［9-11］。Ⅲ級秋海棠屬植物共15種，它們在適應性、露天種植表現等方面存在一些不足，總體評價得分一般，建議作為在深圳園林中應用的備選品種。Ⅳ級秋海棠屬植物共6 種、占10.00%，分別是綠脈秋海棠、花葉秋海棠、伯基爾秋海棠、龍虎山秋海棠、多葉秋海棠、方柄秋海棠，它們在抗逆性、抗病蟲害能力、露天長勢、成活率等指標得分較低，綜合得分不高，不建議在深圳園林中應用，但考慮到這些種類在觀賞性狀上具有一定價值，可以作為種質資源予以收集［9-10］，在品種培育方面作為親本進行使用。

4 結論

本研究通過鑲邊植物、垂直綠化、地被、生態缸、主題植物展覽、花境、花壇等多樣的應用方式，充分展示秋海棠屬植物在深圳園林中的豐富多樣性和生態之美。綜合評價結果表明，珊瑚秋海棠、蓖麻葉秋海棠、虎斑秋海棠等20 種秋海棠屬植物的評價結果為Ⅰ級，推薦深圳園林中優先推廣應用；金線秋海棠、海倫·布萊斯秋海棠、澀葉秋海棠等19 種植物的評價結果為Ⅱ級，建議在深圳園林中推廣應用；蘭嶼秋海棠、弄崗秋海棠、牛耳秋海棠等15 個品種的評價結果為Ⅲ級，可作為在深圳園林中應用的備選品種；綠脈秋海棠、花葉秋海棠、伯基爾秋海棠等6 個品種的評價結果為Ⅳ級，不建議在深圳園林中推廣應用。