文冠果評價指標體系的構建范文

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摘要:

【目的】構建文冠果Xanthocerassorbifolia不同類型的評價指標體系，為類型評價、實現分類經營提供依據。【方法】在掌握文冠果生物學特性及類型劃分的基礎上，應用層次分析法構建優良類型綜合評價指標體系。【結果】綜合評價指標體系由目標層、控制層和指標層組成。目標層由生長性狀、種子及果實性狀、產量性狀、產油性狀、物候期性狀組成。指標層由19個具體指標組成。應用層次分析法、特爾斐法、指數綜合評價法確定了各評價指標的權重和評價方法。利用該指標體系對內蒙古赤峰地區文冠果各類型進行評價的結果顯示:花朵類型中，單瓣白花型和單瓣紅花型的得分較高，分別為3.96和2.75;果實類型中，大球果型得分最高(3.98)，其次是圓柱果型(3.67)、三棱果型(3.50)，這3類為入選的豐產高油優良類型。【結論】所建立的評價指標體系能滿足以油用為目的的文冠果優良類型選擇要求。

關鍵詞:

文冠果;優良類型;評價體系;層次分析法;生物柴油

文冠果為無患子科文冠果屬植物，其適應性強，種子含油率30%～40%，是生產生物柴油的優質原料。文冠果已被列入《全國林業生物質能源發展規劃(2011—2020年)》，成為我國最具開發前景的生物質液體燃料樹種之一［1-4］。目前，文冠果生物柴油產業化發展急需選育豐產、高油的優良類型，以提高文冠果種子產量和質量。文冠果分布區廣，各地生態、氣候條件差異明顯，在長期自然選擇中形成形態特征、經濟性狀差異顯著的類型，例如花朵顏色、育性、果實形狀、產量特性等都存在明顯差異。由于研究目標不同，目前的類型劃分方法以及優良類型的評選方法各不相同，有些根據數量性狀進行聚類分析［5］，有些僅根據花朵性狀特征進行分類［6］。本研究從生物柴油樹種開發利用的角度出發，明確優良類型的評價指標，統一評價標準，進而構建文冠果優良類型綜合評價指標體系，該體系是在對文冠果種質資源情況進行調查、收集，以及類型劃分的基礎上，結合生產實踐，提出的簡便、易行的優良類型評價方法，有利于類型劃分與評選，實現分類經營與高效管理。

1材料與方法

1．1材料

以集中分布區的內蒙古赤峰市40年生文冠果林分為對象進行評價［7］，林分包括文冠果主要類型:單瓣白花型、單瓣紅花型、重瓣紫紅型、重瓣黃花型;小球果、大球果、扁球果、倒卵果、桃形果、三棱果、圓柱果［8］。共設置14塊標準地，調查單株630株。

1．2方法

1．2．1評價體系的構建

通過層次分析方法，先把樹形樹勢、葉片、果實、種子等方面的性狀分類，然后根據層次包含關系構成一個有機整體，構建指標評價分級標準，按照標準對各類型進行分級，按層次分析法確定權重。具體評價方法:為消除指標之間的差異，采用極差歸一化公式(1)對各指標進行標準化處理。式中:H'ij為第j指標第i樣本原始數據正規化后的值;Hij為第j指標第i樣本原始數據實測值;Hijmin為第j指標各樣本實測值中最小值;Hijmax為第j指標各樣本實測值中最大值;i為樣本號;j為指標號。標準化處理后，性狀評價按綜合指數公式(2)進行計算［9］。式中:H為文冠果性狀優良指數;m為指標組指標數;n為每指標組下總指標數;Wij為指標權重。根據公式(2)計算出文冠果各性狀的綜合評價指數H，據此評價性狀優良度［10］。

1．2．2指標測定及評價

2009—2012年，在文冠果優良林分內選擇有代表性群體進行標準地調查。標準地面積為30m×30m。對標準地內林木進行每木檢尺。主要觀測:樹高、冠幅、地徑、一級側枝粗、分枝角度、葉長、葉寬、種子縱徑、種子橫徑、果實縱徑、果實橫徑、每果種子數、單株種子產量、出種率、單位投影面積產量、種子含油率、種仁含油率、始果年齡、果實成熟期。其中，樹高用勃魯萊氏測高儀(上海耶茂儀表有限公司)測定。地徑、一級側枝粗用圍尺測定。分枝角度是一級側枝與樹干的夾角。葉長、葉寬:樹冠不同方向分別隨機采摘正常發育的小枝，每個小枝上取3片成熟葉片，測量葉片長和寬。種子縱徑、橫徑:每株樹按四分法取15粒種子，用游標卡尺測定，取平均數。果實縱徑、果實橫徑取樣和測量方法同種子。出種率=(種子質量/果實質量)×100%。單位投影面積產量=每株樹總產量/樹冠投影面積。含油率測定采用武漢航空儀表有限公司生產的HCY-10核磁共振(NMR)含油量測量儀測定。根據所構建指標體系的評價結果，結合優良類型選擇原則，選出優良類型。利用SPSS統計軟件對數據進行整理分析。

2結果與分析

2．1指標體系的結構建立

文冠果優良林分綜合評價指標體系實際上就是把優良性狀綜合起來，用具體的指標集合加以描述。在文冠果種質資源調查、收集、保存、分析的基礎上，結合近年來的一些樹種品種選育實踐，提出優良性狀評價方法，初步構建文冠果優良性狀綜合評價指標體系。以生物柴油樹種為文冠果開發利用目的，其綜合評價指標主要包括生長性狀、種子及果實性狀、產量性狀、產油性狀、物候期性狀。指標體系分層構架如表1所示，共有19個具體指標。目標層:最終目標，即構建文冠果優良類型綜合評價指標體系。控制層:支持目標層的5大主要因子，即生長性狀、種子及果實性狀、產量性狀、產油性狀、物候期性狀。指標層:組成控制層的具體因子。指標層有19個具體指標，反映了生物柴油樹種文冠果的主要形態和經濟指標特征。根據文冠果不同類型的生長狀況、生物學特性以及經濟性狀特征，建立文冠果類型評價分級標準。將指標層的各指標分成5級，具體見表2。

2．2指標權重的確定

根據層次分析法［11-14］得出權重，采用l～9標度方法建立判別矩陣［15-16］，計算各評價指標相對權重(Wi)，層次單排序及一致性檢驗結果見表3。總體一致性(CI)為0.030，平均隨機一致性(RI)為0.476，一致性比率(CR)為0.063＜0.1，一致性滿足要求，說明結果可靠。對各層次排序結果加權組合，得到各評價指標對總目標的權重值(表1)。

2．3類型評價結果

以集中分布區的內蒙古赤峰市40年生文冠果林分為對象進行調查和綜合評分。以指標體系的權重為基礎，按照1.2的評價方法，結合不同類型分級標準，對標準地調查的各類型進行綜合打分，評價得分見表4。從表4可以看出，不同花朵類型中，單瓣白花型文冠果得分(3．96)明顯高于其他花朵類型，單瓣紅花型得分也較高(2．75)。不同果實類型文冠果得分高低順序也有所差別，大球果型得分最高(3.98)，其次是圓柱果型(3.67)、三棱果型(3.50)。本研究從生物柴油原料樹種的角度出發，對文冠果進行類型劃分和優良類型選擇，因此種子產量、含油率等商品性狀是主要的選優指標［17］。在以上打分評定的基礎上，優良類型選擇還結合以下原則:1)類型評價得分高于 3.5分;2)林齡在10年以上;3)被選類型2～3年的平均單位面積產油量比當地相同或相似林分對照類型的平均單位面積產油量高30%;4)生長快，進入盛果期早;5)抗逆性強，適應性廣。根據各類型得分，結合以上優良類型選擇原則，優良類型選擇結果如下:調查地區平均單位投影面積產油量為17.39g·m－2，各果實類型中，大球果型、三棱果型、圓柱果型這3類的單位投影面積產油量分別為23.85、22.80、22.55g·m－2，分別是平均單位投影面積產油量的1.37、1.31、1.30倍，3種類型的種子產量、含油率、出籽率也都較高，因此，大球果型、三棱果型、圓柱果型3類為該地區的豐產高油優良類型。

3討論與結論

受外界環境條件以及內部基因突變的影響，文冠果產生了大量變異，表現為形態特征差異明顯的各類型，這些變異是進行遺傳改良的主要資源。發展文冠果生態能源林既要具有維持生態平衡的作用，還要具有提供穩定高產生物質液體燃料原料的功能。因此，文冠果優良類型評價指標體系不僅考慮到種子產量、種子含油率等性狀，同時考慮到樹形樹勢、葉片、果實、種子等方面的綜合性狀。本研究在目標層下提出3個準則層，共19個指標的文冠果類型的綜合評價體系。研究結果表明，單位投影面積產量、種子含油率、種子產量3項指標的權重值最高，其評價結果與文冠果選優的基本原則一致，說明層次分析法適合于綜合評價體系的構建。根據以上指標體系對內蒙古赤峰地區文冠果各類型進行了評價，花朵類型中單瓣白花型和單瓣紅花型的得分較高。果實類型中，大球果型得分最高，其次是圓柱果型、三棱果型，這3類為入選的豐產高油優良類型。評價結果與實際觀測、選擇目的相符，說明所建立的評價指標體系能滿足以油用為目的的文冠果優良類型選擇要求。目前，有關能源樹種類型評價的研究不多，吳志莊等［9］同樣采用層次分析法建立了黃連木Pistaciachinensis優良類型綜合評價指標體系，評價結果與黃連木優樹選擇的基本原則高度一致。范繁榮等［18］利用含油率、結實指標結合生物量建立無患子Sapindusmukorossi單株選優的綜合評價體系，并利用投影尋蹤技術對各量化性狀的權重進行科學確定。本研究所建立的評價指標體系基本能滿足以油用為目的的文冠果優良類型選擇的要求。本體系指標選擇易于操作和推廣，適合文冠果主要分布區資源的評價。選出的優良類型，生長性狀和經濟性狀均較優秀，可作為文冠果無性繁殖的材料來源。

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作者：敖妍 單位：北京林業大學 省部共建森林培育與保護教育部重點實驗室 國家能源非糧生物質原料研發中心