植物生活史型定量划分及其权重配置方法——以四棱豆生活史型划分为例

摘要

植物生活史型定量划分方法研究是植物生活史型研究的重要内容.现有的生活史型定量划分方法是基于主成分分析法(PCA)建立起来的,未考虑性状指标之间的相互影响,因此需要探索适用于“网状”结构指标体系的植物生活史型划分新方法.根据植物生活史型划分指标的层次性特点,以攀援型和矮生型四棱豆(Psophocarpus tetragonolobus)为例,分别采用主成分分析法(PCA)、层次分析法(AHP)和网络层次分析法(ANP)对性状指标进行权重配置,计算性状指标的综合得分和生活史型划分参数,结果如下:与ANP相比,PCA计算的V型(营养生长型)参数值偏低(x在0.39以下),S型(有性生殖型)参数值偏高(z在0.453以上)；AHP计算的V型参数值偏高(x在0.614以上),S型参数值偏低(z在0.088以下)；3种方法计算的生活史型划分参数差异明显.由于PCA、AHP均要求性状指标之间相互独立,不能排除性状指标之间的关联,因此基于PCA、AHP的四棱豆生活史型划分结果均出现了偏差,表明性状指标之间的相关性影响了生活史型划分结果.ANP的指标体系为“网状”结构,其控制层、网络层各个指标之间均存在关联.构建ANP的判断矩阵时提取了性状指标的相关矩阵信息,权重配置反映了性状指标之间的相关关系.基于ANP方法对攀援型和矮生型四棱豆生活史型的划分结果分别为V0.517C0.327S0.156和V0.416C0.43S0.154.当性状指标之间的相关不显著时,可采用PCA和AHP法分配权重；当性状指标之间存在显著相关时,采用ANP法进行权重配置更为恰当.综上所述,基于ANP的植物生活史型划分方法解决了性状指标之间相互影响问题,为植物生活史型定量研究提供了新的有效方法.