李一為 ,孟 強,沈 毅,李國鋒,蔣 鶴,羅素芳,尹勤思
(1.交通運輸部公路科學研究院,北京 100088;2.公路交通環(huán)境保護技術交通行業(yè)重點實驗室,北京 100088;3.云南云嶺高速公路養(yǎng)護綠化工程有限公司,云南 昆明 650034)
高速公路的基本特點是全封閉、全立交、全部控制出入和車輛高速行駛。為了禁止人及動物穿越上路,在高速公路的路界內側,必須設置禁入護欄[1]。目前國內外高速公路的禁入隔離柵多采用水泥樁刺鐵絲構件或鍍塑隔離柵等形式。金屬隔離柵雖然施工簡便,建后能立即實現隔離目的,但普遍存在易生銹腐蝕的缺點,一般3~4年就需更換,我國南方濕潤多雨地區(qū)則更甚。
為此研究將適應當地環(huán)境條件的且可持續(xù)利用的刺籬植物在高速公路邊緣栽植成植物隔離柵,取代傳統(tǒng)的金屬隔離柵,取得了良好的應用效果。目前關于刺籬植物選育、抗逆性、建植方式和刺籬植物在各地區(qū)的應用已有部分研究成果[2-8],但由于物種生態(tài)習性的限制,大都限于某省或某工程中應用,無法推而廣之,亦無法照搬應用于云南省高速公路植物隔離工程中。同時,有關刺籬植物篩選方法目前尚無相應的研究成果。因此,本文在對云南省刺籬植物資源進行調查的基礎上,提出刺籬植物的篩選方法,為云南省高速公路隔離用刺籬植物選擇提供參考。
選擇成籬封閉快、外形美觀的多年生帶刺灌木,2~4年內可替代鐵絲網封閉,形成綠籬狀植物封閉隔離。
耐旱、耐寒:選擇耐旱、耐寒的樹種可大大提高成活率,并保持正常的生長發(fā)育,達到預期的綠化效果。深根性、耐瘠薄:此類植物抗逆性強、耐瘠薄,又根深葉茂,綠化效果好。一般來講,抗旱性強的樹種都具有深根性、耐瘠薄的普遍性??共∠x、抗污染:易感染病蟲害的綠化植物,不僅養(yǎng)護投資大,費工多,而且落下的枝葉、蟲體糞便、噴灑的各種殺蟲劑等都會造成環(huán)境污染,所以要選擇能抗病蟲害,且易控制其發(fā)展和有特效農藥防治的樹種??刮廴?、消化污染物、能吸收和降低汽車尾氣的樹種,有利于改善環(huán)境。
公路綠化路線長,立地條件嚴酷,對綠化植物的管理比較粗放。選擇綠化植物要堅持“就地取材、易栽、易活、易管”的原則,將當地的鄉(xiāng)土樹種作為選擇重點,這樣不僅可以確保能夠適應當地的自然條件,提高成活率,還可以可降低綠化成本。
在高速行駛的車里,司乘人員的視野中除了天空和路面之外,側面的豎向要素也占很大比重,而刺籬作為隔離設施,位于道路紅線內側,其景觀質量對司乘人員有重要影響。因此需從種類、色彩、質感、形式等方面對刺籬植物進行合理配置,從而美化道路景觀,減輕司機壓力并緩解長途疲勞。
根據上述原則,在專家咨詢的基礎上,建立了云南高速公路隔離用刺籬植物篩選評價指標體系。該評價指標體系可分為3 個層次:第一層為目標層,即云南省高速公路隔離用刺籬植物篩選評價;第二層次為準則層,即高速公路隔離用刺籬植物須符合的相關特性,包括刺籬植物自身隔離性能、刺籬植物抗逆性能以及景觀效應;第三層次為指標層,包括13 個指標。指標應反映高速公路隔離用刺籬植物的具體特性,最終選取的指標見表1。
表1 云南省高速公路隔離用刺籬植物隔離效果評價指標體系
2.2.1 刺籬植物自身隔離性能
(1)刺的密度:每種選取長勢均一的枝條,測量枝的長度,統(tǒng)計刺的數量;
刺的密度=刺的數量/枝的長度;
(2)刺的長度:測量每種植物刺的長度,取平均數;
(3)刺的堅硬度:主要根據刺的木質化程度,進行比較。木質化程度高,刺的抗折壓強度越高;
(4)枝葉茂密度:以枝條分枝間距表示,分枝距離越短,枝葉密度越高。
2.2.2 刺籬植物抗逆性能
(1)根系深度主要通過查閱相關文獻資料和現場觀察確定;
(2)抗旱性,耐瘠性選擇標準:主要通過查閱相關文獻資料和現場觀察確定。
(3)抗病蟲判斷:主要通過查閱相關文獻資料和現場不同刺籬植物實際表現判斷。
2.2.3 刺籬植物景觀效應
對常綠與否、開花期、花的觀賞性、果期和果的觀賞性,主要通過查閱相關文獻資料、現場觀察和專家咨詢確定。
權重是反應不同評價因子間重要程度差異的數值,也是體現評價因子在總指標中的地位、作用以及對總體指標的影響程度。本研究通過咨詢20 位同行專家打分(采用“1-7”及其倒數標度法,對各個指標相對重要性進行打分)與層次分析方法相結合確定各個評價因子的權重。本研究中各個評價指標推薦權重分配見表2。
3.2.1 建立評價指標的層次結構
大類指標:Fi為大類指標;
單項指標:Fij在i大類指標內,第j個單項指標的分值。
3.2.2 各級指標分值的確定方法
(1)單項指標的平均值可以根據指標的類型,可按照具體的評價調查表得到;
(2)大類指是對單項指標的進一步匯總。
式中:Wij為第i 大類指標內部第j 類單項指標的權重;Fij為第i大類指標內部第j類單項指標分值。
表2 高速公路隔離用刺籬植物篩選評價指標體系權重分析
3.2.3 綜合評價值的計算
綜合評價值是對于大類指標評價值的進一步綜合,它的大小反應了該帶刺植物作為高速公路隔離用刺籬植物效果的好壞,計算公式如下:
式中:A 表示刺籬植物綜合評價指數;WiFi表示某評價指標下的評價分數值;Wi第i 大類指標的權重;Fi為第i大類指標的評價分值。
備選刺籬植物品種包括劍麻、花椒、馬纓丹等16 種帶刺植物(見表3),材料采自云南山區(qū),均在元謀苗圃經過為期1年的馴化。
首先采用上述指標獲取方法,通過資料查詢、現場觀測和專家咨詢等方法,獲取刺籬植物自身隔離性能、刺籬植物抗逆性能和刺籬植物觀賞性等評價指標的分析結果,詳見表4~6。
在指標獲取的基礎上,進行專家打分。分值采用10 分制,以“9,7,5,3,1”的等級分值代表綜合隔離效果好、綜合隔離效果較好、綜合隔離效果一般、綜合隔離效果較差和綜合隔離效果差進行定性指標的定量化賦值。刺籬植物篩選評價因子打分見表7。
表3 刺籬植物備選品種一覽
表4 刺籬植物自身隔離性能
表5 刺籬植物抗逆性
基于上述評價模型及評價作用分值,本研究對上述16種刺籬植物進行篩選評價,評價結果見表8。
通過以上分析可以看出,云南省高速公路隔離用刺籬植物篩選評價結果分值大于7 的刺籬植物為:苦刺、馬纓丹、圍涎刺、葉子花,表明其綜合隔離效果較好。分值大于5 的刺籬植物為:火棘、枳、劍麻、扁核木、刺槐、霸王鞭、花椒,表明其綜合隔離效果一般。金合歡、紫葉小檗、貼梗海棠、野薔薇、刺竹子分值均低于5,表明其綜合隔離效果較差。
本研究較系統(tǒng)的提出了由刺籬植物自身隔離性能、刺籬植物抗逆性能和刺籬植物景觀效應等3個層次構成,共13 個評價指標的云南省高速公路隔離用刺籬植物篩選評價指標體系,并構建了綜合評價模型。通過對16 種刺籬植物的篩選評價,認為苦刺、馬纓丹、圍涎刺、葉子花等4種刺籬植物綜合隔離效果較好。
表6 刺籬植物觀賞性
表7 云南省高速公路隔離用刺籬植物篩選評價因子作用分值
表8 云南省高速公路隔離用刺籬植物篩選評價
本研究各評價指標以定性指標為主,雖然輔以一定數量的定量指標,但在評價過程中,主要以專家主觀經驗為依據,因此,在今后的研究中應進一步提高定量指標的比重,從而減少人為主觀因素對評價結果的影響。
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