哈尔滨市中小河流河岸缓冲带挺水植物筛选研究

2018-11-02宋思铭

水利科技与经济 2018年10期

宋思铭

(哈尔滨市水务科学研究院，哈尔滨 150001)

1 概述

挺水植物的茎叶挺出水面，根系扎入泥土，花开时花朵离开水面，多数花色艳丽，植株形态直立挺拔。大部分挺水植物都有改善水环境质量、增强河岸带观赏价值的作用，如今挺水植物己被广泛应用于人工河岸带构建、水景园、野趣园的营造中，但并非所有的挺水都具有实际推广价值[1]。哈尔滨市有着丰富的挺水植物资源，其中相当一部分的挺水植物具有较强的生态价值，适合用于哈尔滨市河岸缓冲带的构建。

2 研究方法

2.1 评价指标选取与等级结构

2.1.1 评价指标的层次结构

本文借鉴水生植物群落评价方法及生态学相关理论，采纳相关专家的意见和建议[2]，结合已有研究成果，选取7项指标进行挺水植物筛选。具体指标见表1。

表1 挺水植物筛选指标

耐寒性(C1)：以挺水植物在哈尔滨市中小河流河岸带能够正常越冬的最低温度表示。

耐涝性(C2)：以挺水植物全部被水淹没的生存天数表示。

耐旱性(C3)：以挺水植物在完全干旱的环境中生存的天数表示。

TN去除率(C5)：以挺水植物在哈尔滨市中小河流水质条件下的TN去除率表示。

花期长短(C6)：以挺水植物在哈尔滨中小河流河岸带正常生长的开花时间表示。

植株高度(C7)：以挺水植物在哈尔滨中小河流河岸带正常生长的地上部分长度表示。

2.1.2 评语等级结构

模糊评价的工作基础是评价等级的划分，评价等级确定后，利用评语将评价目标划分成易于接受的等级，才能进行进一步的评价[2]。哈尔滨市中小河流河岸带挺水植物筛选的总目标分为高度适宜、适宜、勉强适宜和不适宜4个等级，总目标评价等级及具体含义见表2。

表2 总目标评价等级及其含义

2.2 权重确定

在对所选7项评价指标模糊判断的基础上，运用层次分析法确定挺水植物的权重，将各因素进行两两比较判断，构造出判断矩阵。通过判断矩阵的计算，进行层次排序和一致性检验，得到各因素的组合权重。

2.3 适宜性标准

在哈尔滨市中小河流河岸带挺水植物筛选过程中，参照相关规范和研究成果[3]，并咨询相关专家，形成河岸带挺水植物指标标准，各标准的选取见表3。

EBV是CCB-Ⅱ制动机重要的人机操纵平台，EBV主要由手柄杆，转轴，摩擦盘，弹簧开关，拨杆，大、小齿轮，机械排气阀，电位器，微动开关，面板，控制板卡、信号采集模块、LON通信模块组成，其中共有7个微动开关，2个电位器（大小闸各用1个）。EBV是整个制动系统Lon网络中的一个节点，通过采集手柄所处的位置信息，这个位置信息包括电位器读数与微动开关状态，经过控制板卡分析计算后由Lon网传输至IPM，IPM下发指令至EPCU实施相应制动操作。

表3 挺水植物筛选指标等级标准值

2.4 隶属度模型

对于评价指标值越大且所选植物越不适宜哈尔滨市中小河流河岸带栽种的，采用降半提醒分布函数来描述它们的隶属度，则每个指标对适宜性4个等级的隶属度函数分别为：

(1)

(2)

(3)

(4)

式中：UⅠ、UⅡ、UⅢ、UⅣ分别为各评价指标对4个评价等级的指标隶属度函数；x为各评价指标的实际值；A1、A2、A3、A4分别为各评价等级的分级标准值。

对于评价指标值越大且所选植物越适宜哈尔滨市中小河流河岸带栽种的，采用升半提醒分布函数来描述它们的隶属度，则每个指标对适宜性4个等级的隶属度函数分别为：

(5)

(6)

(7)

(8)

3 结果与分析

3.1 确定权重系数

各指标的判断矩阵如下：

C1C2C3C4C5C6C7C111/283399C22192288C31/81/911/61/622C41/31/261199C51/31/261199C61/91/81/21/91/915C71/91/81/21/91/91/51

经计算，该判断矩阵的最大特征根λmax=7.621 7，特征向量为(0.285 6，0.296 9，0.034 6，0.165 0，0.165 0，0.033 3，0.019 6)T，CI=0.103 6。

相应的RI=1.32，由此可计算出CR，即

CR=CI/RI=0.078 5<0.1

因为CR<0.1，所以该判断矩阵是一致的。因此，哈尔滨市中小河流缓冲带挺水植物筛选中各指标的权重系数为(0.285 6，0.296 9，0.034 6，0.165 0，0.165 0，0.033 3，0.019 6)T。

3.2 确定隶属度值

通过查阅大量文献，同时咨询有关专家学者，确定了哈尔滨市中小河流河岸带挺水植物筛选各指标的实际值[4-5]，以各指标平均值计，详见表4。

根据表3中的指标标准值和表4中的指标实际值，利用式(1)-式(8)可以计算出各指标隶属于不同等级的隶属度值，建立不同植物各指标隶属度值所组成的7×4阶矩阵。

哈尔滨市中小河流河岸带挺水植物筛选指标隶属度值计算结果见表5。

表4 不同挺水植物各指标实际值

表5 各筛选指标隶属度值

续表5

隶属度矩阵建立后，利用所求得的特征向量即权重系数(0.285 6，0.296 9，0.034 6，0.165 0，0.165 0，0.033 3，0.019 6)T与隶属度矩阵相乘，分别建立不同植物的模糊关系矩阵，见表6。

表6 不同植物模糊关系矩阵

从表6中可以看出，花叶芦竹、美人蕉、千屈菜、德国鸢尾、再力花等5种植物隶属于高度适宜的隶属度值最大，分别为0.48、0.50、0.49、0.55、0.58，根据模糊数学的最大隶属度原则，最终评定为这5种植物高度适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽种；芦苇、水葱、菖蒲、黄花鸢尾等4种植物隶属于适宜的隶属度值最大，分别为0.76、0.46、0.50、0.48，根据模糊数学的最大隶属度原则，最终评定为这4种植物适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽种；水芹、香蒲等2种植物隶属于勉强适宜的隶属度值最大，分别为0.48、0.51，根据模糊数学的最大隶属度原则，最终评定为这两种植物勉强适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽种；雨久花、泽泻等两种植物隶属于不适宜的隶属度值最大，分别为0.53、0.52，根据模糊数学的最大隶属度原则，最终评定为这两种植物不适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽种。

4 结论

对初步筛选出的13种植物进行了进一步筛选。其中，花叶芦竹、美人蕉、千屈菜、德国鸢尾、再力花等5种植物高度适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽种，芦苇、水葱、菖蒲、黄花鸢尾等4种植物适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽种，水芹、香蒲等2种植物勉强适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽种，雨久花、泽泻等2种植物不适宜哈尔滨市中小河流河岸缓冲带栽种。