云南高速公路隔离用刺篱植物的筛选研究

2013-11-22李一为李国锋罗素芳尹勤思

水资源开发与管理 2013年1期

李一为，孟强，沈毅，李国锋，蒋鹤，罗素芳，尹勤思

（1.交通运输部公路科学研究院，北京 100088；2.公路交通环境保护技术交通行业重点实验室，北京 100088；3.云南云岭高速公路养护绿化工程有限公司，云南昆明 650034）

高速公路的基本特点是全封闭、全立交、全部控制出入和车辆高速行驶。为了禁止人及动物穿越上路，在高速公路的路界内侧，必须设置禁入护栏［1］。目前国内外高速公路的禁入隔离栅多采用水泥桩刺铁丝构件或镀塑隔离栅等形式。金属隔离栅虽然施工简便，建后能立即实现隔离目的，但普遍存在易生锈腐蚀的缺点，一般3～4年就需更换，我国南方湿润多雨地区则更甚。

为此研究将适应当地环境条件的且可持续利用的刺篱植物在高速公路边缘栽植成植物隔离栅，取代传统的金属隔离栅，取得了良好的应用效果。目前关于刺篱植物选育、抗逆性、建植方式和刺篱植物在各地区的应用已有部分研究成果［2-8］，但由于物种生态习性的限制，大都限于某省或某工程中应用，无法推而广之，亦无法照搬应用于云南省高速公路植物隔离工程中。同时，有关刺篱植物筛选方法目前尚无相应的研究成果。因此，本文在对云南省刺篱植物资源进行调查的基础上，提出刺篱植物的筛选方法，为云南省高速公路隔离用刺篱植物选择提供参考。

1 刺篱植物选择的原则

1.1 功能作用强

选择成篱封闭快、外形美观的多年生带刺灌木，2～4年内可替代铁丝网封闭，形成绿篱状植物封闭隔离。

1.2 抗逆性强

耐旱、耐寒：选择耐旱、耐寒的树种可大大提高成活率，并保持正常的生长发育，达到预期的绿化效果。深根性、耐瘠薄：此类植物抗逆性强、耐瘠薄，又根深叶茂，绿化效果好。一般来讲，抗旱性强的树种都具有深根性、耐瘠薄的普遍性。抗病虫、抗污染：易感染病虫害的绿化植物，不仅养护投资大，费工多，而且落下的枝叶、虫体粪便、喷洒的各种杀虫剂等都会造成环境污染，所以要选择能抗病虫害，且易控制其发展和有特效农药防治的树种。抗污染、消化污染物、能吸收和降低汽车尾气的树种，有利于改善环境。

1.3 适应性强

公路绿化路线长，立地条件严酷，对绿化植物的管理比较粗放。选择绿化植物要坚持“就地取材、易栽、易活、易管”的原则，将当地的乡土树种作为选择重点，这样不仅可以确保能够适应当地的自然条件，提高成活率，还可以可降低绿化成本。

1.4 景观效果好

在高速行驶的车里，司乘人员的视野中除了天空和路面之外，侧面的竖向要素也占很大比重，而刺篱作为隔离设施，位于道路红线内侧，其景观质量对司乘人员有重要影响。因此需从种类、色彩、质感、形式等方面对刺篱植物进行合理配置，从而美化道路景观，减轻司机压力并缓解长途疲劳。

2 云南省高速公路隔离用刺篱植物筛选评价指标体系构建

2.1 筛选评价指标构建

根据上述原则，在专家咨询的基础上，建立了云南高速公路隔离用刺篱植物筛选评价指标体系。该评价指标体系可分为3 个层次：第一层为目标层，即云南省高速公路隔离用刺篱植物筛选评价；第二层次为准则层，即高速公路隔离用刺篱植物须符合的相关特性，包括刺篱植物自身隔离性能、刺篱植物抗逆性能以及景观效应；第三层次为指标层，包括13 个指标。指标应反映高速公路隔离用刺篱植物的具体特性，最终选取的指标见表1。

表1 云南省高速公路隔离用刺篱植物隔离效果评价指标体系

2.2 指标的获取方法

2.2.1 刺篱植物自身隔离性能

（1）刺的密度：每种选取长势均一的枝条，测量枝的长度，统计刺的数量；

刺的密度=刺的数量/枝的长度；

（2）刺的长度：测量每种植物刺的长度，取平均数；

（3）刺的坚硬度：主要根据刺的木质化程度，进行比较。木质化程度高，刺的抗折压强度越高；

（4）枝叶茂密度：以枝条分枝间距表示，分枝距离越短，枝叶密度越高。

2.2.2 刺篱植物抗逆性能

（1）根系深度主要通过查阅相关文献资料和现场观察确定；

（2）抗旱性，耐瘠性选择标准：主要通过查阅相关文献资料和现场观察确定。

（3）抗病虫判断：主要通过查阅相关文献资料和现场不同刺篱植物实际表现判断。

2.2.3 刺篱植物景观效应

对常绿与否、开花期、花的观赏性、果期和果的观赏性，主要通过查阅相关文献资料、现场观察和专家咨询确定。

3 云南高速公路隔离用刺篱植物筛选评价指标权重及模型构建

3.1 评价指标权重确定

权重是反应不同评价因子间重要程度差异的数值，也是体现评价因子在总指标中的地位、作用以及对总体指标的影响程度。本研究通过咨询20 位同行专家打分（采用“1-7”及其倒数标度法，对各个指标相对重要性进行打分）与层次分析方法相结合确定各个评价因子的权重。本研究中各个评价指标推荐权重分配见表2。

3.2 综合评价模型构建

3.2.1 建立评价指标的层次结构

大类指标：Fi为大类指标；

单项指标：Fij在i大类指标内，第j个单项指标的分值。

3.2.2 各级指标分值的确定方法

（1）单项指标的平均值可以根据指标的类型，可按照具体的评价调查表得到；

（2）大类指是对单项指标的进一步汇总。

式中：Wij为第i 大类指标内部第j 类单项指标的权重；Fij为第i大类指标内部第j类单项指标分值。

表2 高速公路隔离用刺篱植物筛选评价指标体系权重分析

3.2.3 综合评价值的计算

综合评价值是对于大类指标评价值的进一步综合，它的大小反应了该带刺植物作为高速公路隔离用刺篱植物效果的好坏，计算公式如下：

式中：A 表示刺篱植物综合评价指数；WiFi表示某评价指标下的评价分数值；Wi第i 大类指标的权重；Fi为第i大类指标的评价分值。

4 云南省高速公路隔离用刺篱植物筛选评价

4.1 备选刺篱植物

备选刺篱植物品种包括剑麻、花椒、马缨丹等16 种带刺植物（见表3），材料采自云南山区，均在元谋苗圃经过为期1年的驯化。

4.2 云南省高速公路隔离用刺篱植物筛选评价

首先采用上述指标获取方法，通过资料查询、现场观测和专家咨询等方法，获取刺篱植物自身隔离性能、刺篱植物抗逆性能和刺篱植物观赏性等评价指标的分析结果，详见表4～6。

在指标获取的基础上，进行专家打分。分值采用10 分制，以“9，7，5，3，1”的等级分值代表综合隔离效果好、综合隔离效果较好、综合隔离效果一般、综合隔离效果较差和综合隔离效果差进行定性指标的定量化赋值。刺篱植物筛选评价因子打分见表7。

表3 刺篱植物备选品种一览

表4 刺篱植物自身隔离性能

表5 刺篱植物抗逆性

基于上述评价模型及评价作用分值，本研究对上述16种刺篱植物进行筛选评价，评价结果见表8。

通过以上分析可以看出，云南省高速公路隔离用刺篱植物筛选评价结果分值大于7 的刺篱植物为：苦刺、马缨丹、围涎刺、叶子花，表明其综合隔离效果较好。分值大于5 的刺篱植物为：火棘、枳、剑麻、扁核木、刺槐、霸王鞭、花椒，表明其综合隔离效果一般。金合欢、紫叶小檗、贴梗海棠、野蔷薇、刺竹子分值均低于5，表明其综合隔离效果较差。