李一為 ,孟 強(qiáng),沈 毅,李國(guó)鋒,蔣 鶴,羅素芳,尹勤思
(1.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院,北京 100088;2.公路交通環(huán)境保護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100088;3.云南云嶺高速公路養(yǎng)護(hù)綠化工程有限公司,云南 昆明 650034)
高速公路的基本特點(diǎn)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(dòng)物穿越上路,在高速公路的路界內(nèi)側(cè),必須設(shè)置禁入護(hù)欄[1]。目前國(guó)內(nèi)外高速公路的禁入隔離柵多采用水泥樁刺鐵絲構(gòu)件或鍍塑隔離柵等形式。金屬隔離柵雖然施工簡(jiǎn)便,建后能立即實(shí)現(xiàn)隔離目的,但普遍存在易生銹腐蝕的缺點(diǎn),一般3~4年就需更換,我國(guó)南方濕潤(rùn)多雨地區(qū)則更甚。
為此研究將適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(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(yīng)用效果。目前關(guān)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(yīng)用已有部分研究成果[2-8],但由于物種生態(tài)習(xí)性的限制,大都限于某省或某工程中應(yīng)用,無(wú)法推而廣之,亦無(wú)法照搬應(yīng)用于云南省高速公路植物隔離工程中。同時(shí),有關(guān)刺籬植物篩選方法目前尚無(wú)相應(yīng)的研究成果。因此,本文在對(duì)云南省刺籬植物資源進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)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(nèi)可替代鐵絲網(wǎng)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(zhǎng)發(fā)育,達(dá)到預(yù)期的綠化效果。深根性、耐瘠?。捍祟愔参锟鼓嫘詮?qiáng)、耐瘠薄,又根深葉茂,綠化效果好。一般來(lái)講,抗旱性強(qiáng)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(hù)投資大,費(fèi)工多,而且落下的枝葉、蟲體糞便、噴灑的各種殺蟲劑等都會(huì)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(nóng)藥防治的樹種。抗污染、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(zhǎng),立地條件嚴(yán)酷,對(duì)綠化植物的管理比較粗放。選擇綠化植物要堅(jiān)持“就地取材、易栽、易活、易管”的原則,將當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土樹種作為選擇重點(diǎn),這樣不僅可以確保能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件,提高成活率,還可以可降低綠化成本。
在高速行駛的車?yán)?,司乘人員的視野中除了天空和路面之外,側(cè)面的豎向要素也占很大比重,而刺籬作為隔離設(shè)施,位于道路紅線內(nèi)側(cè),其景觀質(zhì)量對(duì)司乘人員有重要影響。因此需從種類、色彩、質(zhì)感、形式等方面對(duì)刺籬植物進(jìn)行合理配置,從而美化道路景觀,減輕司機(jī)壓力并緩解長(zhǎng)途疲勞。
根據(jù)上述原則,在專家咨詢的基礎(chǔ)上,建立了云南高速公路隔離用刺籬植物篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系可分為3 個(gè)層次:第一層為目標(biāo)層,即云南省高速公路隔離用刺籬植物篩選評(píng)價(jià);第二層次為準(zhǔn)則層,即高速公路隔離用刺籬植物須符合的相關(guān)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(yīng);第三層次為指標(biāo)層,包括13 個(gè)指標(biāo)。指標(biāo)應(yīng)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(biāo)見表1。
表1 云南省高速公路隔離用刺籬植物隔離效果評(píng)價(jià)指標(biāo)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(zhǎng)勢(shì)均一的枝條,測(cè)量枝的長(zhǎng)度,統(tǒng)計(jì)刺的數(shù)量;
刺的密度=刺的數(shù)量/枝的長(zhǎng)度;
(2)刺的長(zhǎng)度:測(cè)量每種植物刺的長(zhǎng)度,取平均數(shù);
(3)刺的堅(jiān)硬度:主要根據(jù)刺的木質(zhì)化程度,進(jìn)行比較。木質(zhì)化程度高,刺的抗折壓強(qiáng)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(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和現(xiàn)場(chǎng)觀察確定;
(2)抗旱性,耐瘠性選擇標(biāo)準(zhǔn):主要通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和現(xiàn)場(chǎng)觀察確定。
(3)抗病蟲判斷:主要通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料和現(xiàn)場(chǎng)不同刺籬植物實(shí)際表現(xiàn)判斷。
2.2.3 刺籬植物景觀效應(yīng)
對(duì)常綠與否、開花期、花的觀賞性、果期和果的觀賞性,主要通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料、現(xiàn)場(chǎng)觀察和專家咨詢確定。
權(quán)重是反應(yīng)不同評(píng)價(jià)因子間重要程度差異的數(shù)值,也是體現(xiàn)評(píng)價(jià)因子在總指標(biāo)中的地位、作用以及對(duì)總體指標(biāo)的影響程度。本研究通過(guò)咨詢20 位同行專家打分(采用“1-7”及其倒數(shù)標(biāo)度法,對(duì)各個(gè)指標(biāo)相對(duì)重要性進(jìn)行打分)與層次分析方法相結(jié)合確定各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。本研究中各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)推薦權(quán)重分配見表2。
3.2.1 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)
大類指標(biāo):Fi為大類指標(biāo);
單項(xiàng)指標(biāo):Fij在i大類指標(biāo)內(nèi),第j個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)的分值。
3.2.2 各級(jí)指標(biāo)分值的確定方法
(1)單項(xiàng)指標(biāo)的平均值可以根據(jù)指標(biāo)的類型,可按照具體的評(píng)價(jià)調(diào)查表得到;
(2)大類指是對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)的進(jìn)一步匯總。
式中:Wij為第i 大類指標(biāo)內(nèi)部第j 類單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重;Fij為第i大類指標(biāo)內(nèi)部第j類單項(xiàng)指標(biāo)分值。
表2 高速公路隔離用刺籬植物篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重分析
3.2.3 綜合評(píng)價(jià)值的計(jì)算
綜合評(píng)價(jià)值是對(duì)于大類指標(biāo)評(píng)價(jià)值的進(jìn)一步綜合,它的大小反應(yīng)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(jì)算公式如下:
式中:A 表示刺籬植物綜合評(píng)價(jià)指數(shù);WiFi表示某評(píng)價(jià)指標(biāo)下的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)值;Wi第i 大類指標(biāo)的權(quán)重;Fi為第i大類指標(biāo)的評(píng)價(jià)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(jīng)過(guò)為期1年的馴化。
首先采用上述指標(biāo)獲取方法,通過(guò)資料查詢、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)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(píng)價(jià)指標(biāo)的分析結(jié)果,詳見表4~6。
在指標(biāo)獲取的基礎(chǔ)上,進(jìn)行專家打分。分值采用10 分制,以“9,7,5,3,1”的等級(jí)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(jìn)行定性指標(biāo)的定量化賦值。刺籬植物篩選評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)模型及評(píng)價(jià)作用分值,本研究對(duì)上述16種刺籬植物進(jìn)行篩選評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果見表8。
通過(guò)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(píng)價(jià)結(jié)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(yīng)等3個(gè)層次構(gòu)成,共13 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的云南省高速公路隔離用刺籬植物篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并構(gòu)建了綜合評(píng)價(jià)模型。通過(guò)對(duì)16 種刺籬植物的篩選評(píng)價(jià),認(rèn)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)
本研究各評(píng)價(jià)指標(biāo)以定性指標(biāo)為主,雖然輔以一定數(shù)量的定量指標(biāo),但在評(píng)價(jià)過(guò)程中,主要以專家主觀經(jīng)驗(yàn)為依據(jù),因此,在今后的研究中應(yīng)進(jìn)一步提高定量指標(biāo)的比重,從而減少人為主觀因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。
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