三十种藤本植物在高速公路边坡绿化的评价与筛选

唐忠国 陈弘曦 李冰 唐庆 霍典 李进华

（1.广西新祥高速公路有限公司 广西崇左 532200；2.广西壮族自治区林业科学研究院 广西南宁 530002；3.广西交通投资集团崇左高速公路运营有限公司 广西崇左 532200）

藤本植物指体细长而又不能自身直立生长，只能依附其他植物或支持物缠绕或攀援向上生长的植物。根据茎质地不同，可分为草质藤本和木质藤本；根据攀附方式的不同，可分为缠绕藤本、吸附藤本、卷须藤本和攀援藤本。藤本植物在立体绿化、边坡绿化、生态保护等方面具有非常高的应用价值[1]。对于土壤干旱又瘠薄的石质边坡等特殊环境，因其具有适应性强，根系发达和生物量大等特征，相对于草本植物而言，藤本植物更具优势[2-3]。目前，关于藤本植物应用方面的研究主要是空间立体绿化、土质边坡绿化评价及石场废弃地和石漠化地区生态修复等[4-11]，而对于藤本植物在高速公路石质边坡的应用筛选未见有报道。因此，本研究藤本植物在石质边坡绿化的应用价值并筛选出适宜的绿化种类，对于广西的生态绿化建设和生态保护具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样地概况试验地位于广西壮族自治区崇靖高速和崇水高速，崇左市属亚热带湿润季风区，1月平均气温13.8℃，7月平均气温28.1℃，年平均气温20.8～22.4℃，无霜期为330 d以上，江州区更高达364 d，降雨量为1 088～1799 mm，降雨量最多的地方是大新县下雷镇，市区及扶绥、宁明两县年平均降雨量在1 250 mm以下。春旱灾害较为频繁，8和9月受热带风暴影响易发水灾。

1.1.2 试材按景观价值、适生性能、繁育难度、应用潜力以及经济性等20个评价因子，初步选择30种藤本植物种植在广西崇靖高速和崇水高速石质边坡上，种植的藤本植物名录详见表1。

表1 三十种乡土藤本植物在高速公路边坡绿化名录

1.2 方法

1.2.1 试验设计试验在2020年3月开始，2022年8月，根据景观价值、适生性能、 繁育难度、应用潜力以及经济性等4个因子，设置20个指标针对30种藤本植物在高速公路边坡绿化的效果与潜力进行评价与筛选。

1.2.2 应用层次分析法（AHP）建立层次结构模型根据层次分析对层次隶属关系和指标关联性的要求，建立藤本植物景观价值、适生性能、繁育难度、应用潜力及经济性综合评价模型（表2）。模型分为3层，第1层为目标层（A）；第二层为准则层（B），包括景观价值(B1)、适生性能(B2)、繁育难度(B3)、应用潜力(B4)以及经济性(B5)等5个性状；第三层为因子层（C）。

1.2.3 各层级指标重要性程度判断矩阵构建各层级指标重要性程度，按9级设定，各级别的含义见表3。

表3 各层级指标重要性程度判断矩阵及其含义

1.2.4 评价等级的划分藤本植物的评价等级划分的标准，结合实地调查与综合评价的分值来划分，其分值≥4.00分为Ⅰ级，3.50～3.99分为Ⅱ级，3.00～3.49分为Ⅲ级。

2 结果与分析

2.1 判断矩阵的构造和各指标的权重计算

发放藤本植物在高速公路石质边坡绿化调查问卷并咨询30位专业为林学、园林施工、观赏园艺、遗传育种等领域的相关专家意见，对调查问卷进行整理分析，确定判断矩阵（表4）。

表4 不同层次的判断矩阵及一致性检验结果

用1/9-9比率标度对两两因子之间进行比较，求出其最大特征根λmax所对应的特征向量wi。所求特征向量wi经归一化，即为各评价因素的权重分配。一致性。检验公式：CR=CI/RI。其中CR为判断矩阵的随机一致性比率；CI为判断矩阵的一致性指标，CI=(λmax-n)/(n-1)。当判断矩阵的CR＜0.1时或λmax=n，CI=0时，认为矩阵具有满意的一致性，否则需调整矩阵中的元素以使其具有满意的一致性（表4中各矩阵判断都通过了一致性检验）。

基于以上判断矩阵，得出B层权重，计算出因子层（C）相对于准则层的权重，将2个层次的权重相乘，计算因子层（C）相对于目标层权重，进行排序，即层次总排序(表5)。

表5 综合评价体系因子层(C)相对于目标层(A)的总排序结果

2.2 计算综合评价得分

依据野外调查、引种驯化的日常观测、试验和养护工作记录，参考林学、遗传育种、风景园林等相关专家意见和文献[10]，制定5分制评分标准（表6）。依据评分标准对30种藤本植物进行打分，计算各项指标的平均分，再与各指标权重加权综合，得出各植物的综合评分。

表6 各评价指标的评分标准

2.3 藤本植物在高速公路石质边坡绿化的综合评价

根据各项指标的评分标准，对30种藤本植物在石质边坡绿化进行评分。AHP评价体系中，根据各指标的权重和评分标准（表5、6），将各指标所得的分值与各自权重值相乘，然后将所有指标所计算得到的数值相加，得出各藤本植物的综合得分。

由表7可知，根据综合评价的分值来划分，其分值≥4.00分为Ⅰ级，3.50～3.99分为Ⅱ级，3.00～3.49分为Ⅲ级。因此，将30种藤本植物综合得分按照差值平均划分为3个等级，Ⅰ级的藤本植物为囊托羊蹄甲、爬山虎、三角梅小叶浅紫、木麒麟、使君子、鸡屎藤、翅茎白粉藤、炮仗花、菰腺忍冬、常春油麻藤，适应性较强的藤本植物；Ⅱ级的藤本植物为蒜香藤、金钟藤、凌霄、山蒟、珊瑚藤，适应性强的植物；其他均为Ⅲ级，适应性一般的藤本植物。

表7 三十种藤本植物在石质边坡绿化的综合评分

3 讨论与结论

3.1 讨论

AHP层次分析法是目前对植物筛选较为科学合理的评价方法。对于不同评价目的和植物类群的变化，具有较大的差异，受主观性变化影响大。不同专家学者、不同层次的观赏者、不同年龄及受教育水平不同者都会影响评价结果[12]。大量研究表明，藤本植物在垂直绿化、边坡绿化、矿山修复等生态修复方面具有较突出的贡献，比如马若晨等[13]研究三角梅品种的耐寒性发现，三角梅小叶紫耐寒性较强，观赏性较高的植物；宋世杰等[14]研究顶绿化植物耐热性发现，常春油麻藤具有一定的耐热性，同时也是边坡绿化较好的藤本植物；于帅等[15]研究露天矿山植被恢复发现爬山虎具有较好的吸盘，能够牢固的附着在石壁上，在露天矿山植被恢复中的应用效果较好；冯茹等[10]研究采石场废弃地藤本植物发现，爬山虎在耐旱和耐高温的适生性较为突出，葛藤生长速度以及固土能力较为突出，而金银花对土壤和气候的选择并不严格，但是植被调查和采石废弃地藤本种植情况却不尽人意，各项评价指标均不具优势。

在本研究中，根据藤本植物的生物学特性与生态学特性，并结合实地调查种植试验土壤结构、温度耐性、成活情况、养护难易、生长快慢等综合特点，按景观价值、适生性能、繁育难度、应用潜力以及经济性等4个因子，设置20个指标作为评价因子，对30种藤本植物的高速石质边坡绿化效果进行综合评价。结果表明，根据综合评分的分值从高到低，其分值最高是囊托羊蹄甲，其次是爬山虎，分值最低是山牵牛。有研究表明，爬山虎在植物修复方面具有优越性，在耐旱、耐贫瘠和耐高温等各方面表现较为突出[16-19]，但是在本研究中，爬山虎排序并不是第1，而是囊托羊蹄甲，这也反映了在公路边路绿化方面，还有部分具有较高的应用价值与潜力的藤本植物，尚待今后进一步的研究利用。

3.2 结论

本研究以广西崇靖和崇水高速公路为试验地，根据试验地现场调查和层次分析相结合的方法，按景观价值、适生性能、繁育难度、应用潜力以及经济性等4个因子，设置20个指标针对30种藤本植物在高速公路边坡绿化的效果与潜力进行评价与筛选。结果表明：Ⅰ级藤本植物为囊托羊蹄甲、爬山虎、三角梅小叶浅紫、木麒麟、使君子、鸡屎藤、翅茎白粉藤、炮仗花、菰腺忍冬、常春油麻藤，适应性较强的藤本植物；Ⅱ级藤本植物为蒜香藤、金钟藤、凌霄、山蒟、珊瑚藤，适应性强的藤本植物；其他均为Ⅲ级，适应性一般。