三十種藤本植物在高速公路邊坡綠化的評價與篩選

唐忠國 陳弘曦 李冰 唐慶 霍典 李進華

（1.廣西新祥高速公路有限公司 廣西崇左 532200；2.廣西壯族自治區林業科學研究院 廣西南寧 530002；3.廣西交通投資集團崇左高速公路運營有限公司 廣西崇左 532200）

藤本植物指體細長而又不能自身直立生長，只能依附其他植物或支持物纏繞或攀援向上生長的植物。根據莖質地不同，可分為草質藤本和木質藤本；根據攀附方式的不同，可分為纏繞藤本、吸附藤本、卷須藤本和攀援藤本。藤本植物在立體綠化、邊坡綠化、生態保護等方面具有非常高的應用價值[1]。對于土壤干旱又瘠薄的石質邊坡等特殊環境，因其具有適應性強，根系發達和生物量大等特征，相對于草本植物而言，藤本植物更具優勢[2-3]。目前，關于藤本植物應用方面的研究主要是空間立體綠化、土質邊坡綠化評價及石場廢棄地和石漠化地區生態修復等[4-11]，而對于藤本植物在高速公路石質邊坡的應用篩選未見有報道。因此，本研究藤本植物在石質邊坡綠化的應用價值并篩選出適宜的綠化種類，對于廣西的生態綠化建設和生態保護具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣地概況試驗地位于廣西壯族自治區崇靖高速和崇水高速，崇左市屬亞熱帶濕潤季風區，1月平均氣溫13.8℃，7月平均氣溫28.1℃，年平均氣溫20.8～22.4℃，無霜期為330 d以上，江州區更高達364 d，降雨量為1 088～1799 mm，降雨量最多的地方是大新縣下雷鎮，市區及扶綏、寧明兩縣年平均降雨量在1 250 mm以下。春旱災害較為頻繁，8和9月受熱帶風暴影響易發水災。

1.1.2 試材按景觀價值、適生性能、繁育難度、應用潛力以及經濟性等20個評價因子，初步選擇30種藤本植物種植在廣西崇靖高速和崇水高速石質邊坡上，種植的藤本植物名錄詳見表1。

表1 三十種鄉土藤本植物在高速公路邊坡綠化名錄

1.2 方法

1.2.1 試驗設計試驗在2020年3月開始，2022年8月，根據景觀價值、適生性能、 繁育難度、應用潛力以及經濟性等4個因子，設置20個指標針對30種藤本植物在高速公路邊坡綠化的效果與潛力進行評價與篩選。

1.2.2 應用層次分析法（AHP）建立層次結構模型根據層次分析對層次隸屬關系和指標關聯性的要求，建立藤本植物景觀價值、適生性能、繁育難度、應用潛力及經濟性綜合評價模型（表2）。模型分為3層，第1層為目標層（A）；第二層為準則層（B），包括景觀價值(B1)、適生性能(B2)、繁育難度(B3)、應用潛力(B4)以及經濟性(B5)等5個性狀；第三層為因子層（C）。

1.2.3 各層級指標重要性程度判斷矩陣構建各層級指標重要性程度，按9級設定，各級別的含義見表3。

表3 各層級指標重要性程度判斷矩陣及其含義

1.2.4 評價等級的劃分藤本植物的評價等級劃分的標準，結合實地調查與綜合評價的分值來劃分，其分值≥4.00分為Ⅰ級，3.50～3.99分為Ⅱ級，3.00～3.49分為Ⅲ級。

2 結果與分析

2.1 判斷矩陣的構造和各指標的權重計算

發放藤本植物在高速公路石質邊坡綠化調查問卷并咨詢30位專業為林學、園林施工、觀賞園藝、遺傳育種等領域的相關專家意見，對調查問卷進行整理分析，確定判斷矩陣（表4）。

表4 不同層次的判斷矩陣及一致性檢驗結果

用1/9-9比率標度對兩兩因子之間進行比較，求出其最大特征根λmax所對應的特征向量wi。所求特征向量wi經歸一化，即為各評價因素的權重分配。一致性。檢驗公式：CR=CI/RI。其中CR為判斷矩陣的隨機一致性比率；CI為判斷矩陣的一致性指標，CI=(λmax-n)/(n-1)。當判斷矩陣的CR＜0.1時或λmax=n，CI=0時，認為矩陣具有滿意的一致性，否則需調整矩陣中的元素以使其具有滿意的一致性（表4中各矩陣判斷都通過了一致性檢驗）。

基于以上判斷矩陣，得出B層權重，計算出因子層（C）相對于準則層的權重，將2個層次的權重相乘，計算因子層（C）相對于目標層權重，進行排序，即層次總排序(表5)。

表5 綜合評價體系因子層(C)相對于目標層(A)的總排序結果

2.2 計算綜合評價得分

依據野外調查、引種馴化的日常觀測、試驗和養護工作記錄，參考林學、遺傳育種、風景園林等相關專家意見和文獻[10]，制定5分制評分標準（表6）。依據評分標準對30種藤本植物進行打分，計算各項指標的平均分，再與各指標權重加權綜合，得出各植物的綜合評分。

表6 各評價指標的評分標準

2.3 藤本植物在高速公路石質邊坡綠化的綜合評價

根據各項指標的評分標準，對30種藤本植物在石質邊坡綠化進行評分。AHP評價體系中，根據各指標的權重和評分標準（表5、6），將各指標所得的分值與各自權重值相乘，然后將所有指標所計算得到的數值相加，得出各藤本植物的綜合得分。

由表7可知，根據綜合評價的分值來劃分，其分值≥4.00分為Ⅰ級，3.50～3.99分為Ⅱ級，3.00～3.49分為Ⅲ級。因此，將30種藤本植物綜合得分按照差值平均劃分為3個等級，Ⅰ級的藤本植物為囊托羊蹄甲、爬山虎、三角梅小葉淺紫、木麒麟、使君子、雞屎藤、翅莖白粉藤、炮仗花、菰腺忍冬、常春油麻藤，適應性較強的藤本植物；Ⅱ級的藤本植物為蒜香藤、金鐘藤、凌霄、山蒟、珊瑚藤，適應性強的植物；其他均為Ⅲ級，適應性一般的藤本植物。

表7 三十種藤本植物在石質邊坡綠化的綜合評分

3 討論與結論

3.1 討論

AHP層次分析法是目前對植物篩選較為科學合理的評價方法。對于不同評價目的和植物類群的變化，具有較大的差異，受主觀性變化影響大。不同專家學者、不同層次的觀賞者、不同年齡及受教育水平不同者都會影響評價結果[12]。大量研究表明，藤本植物在垂直綠化、邊坡綠化、礦山修復等生態修復方面具有較突出的貢獻，比如馬若晨等[13]研究三角梅品種的耐寒性發現，三角梅小葉紫耐寒性較強，觀賞性較高的植物；宋世杰等[14]研究頂綠化植物耐熱性發現，常春油麻藤具有一定的耐熱性，同時也是邊坡綠化較好的藤本植物；于帥等[15]研究露天礦山植被恢復發現爬山虎具有較好的吸盤，能夠牢固的附著在石壁上，在露天礦山植被恢復中的應用效果較好；馮茹等[10]研究采石場廢棄地藤本植物發現，爬山虎在耐旱和耐高溫的適生性較為突出，葛藤生長速度以及固土能力較為突出，而金銀花對土壤和氣候的選擇并不嚴格，但是植被調查和采石廢棄地藤本種植情況卻不盡人意，各項評價指標均不具優勢。

在本研究中，根據藤本植物的生物學特性與生態學特性，并結合實地調查種植試驗土壤結構、溫度耐性、成活情況、養護難易、生長快慢等綜合特點，按景觀價值、適生性能、繁育難度、應用潛力以及經濟性等4個因子，設置20個指標作為評價因子，對30種藤本植物的高速石質邊坡綠化效果進行綜合評價。結果表明，根據綜合評分的分值從高到低，其分值最高是囊托羊蹄甲，其次是爬山虎，分值最低是山牽牛。有研究表明，爬山虎在植物修復方面具有優越性，在耐旱、耐貧瘠和耐高溫等各方面表現較為突出[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，這也反映了在公路邊路綠化方面，還有部分具有較高的應用價值與潛力的藤本植物，尚待今后進一步的研究利用。

3.2 結論

本研究以廣西崇靖和崇水高速公路為試驗地，根據試驗地現場調查和層次分析相結合的方法，按景觀價值、適生性能、繁育難度、應用潛力以及經濟性等4個因子，設置20個指標針對30種藤本植物在高速公路邊坡綠化的效果與潛力進行評價與篩選。結果表明：Ⅰ級藤本植物為囊托羊蹄甲、爬山虎、三角梅小葉淺紫、木麒麟、使君子、雞屎藤、翅莖白粉藤、炮仗花、菰腺忍冬、常春油麻藤，適應性較強的藤本植物；Ⅱ級藤本植物為蒜香藤、金鐘藤、凌霄、山蒟、珊瑚藤，適應性強的藤本植物；其他均為Ⅲ級，適應性一般。