材料與方法

1.研究地概況

研究地點位于四川省彭州市升平鎮(zhèn)積泉村，東經(jīng)１０３°５３′，北緯３０°５９′。該區(qū)屬于四川盆地亞熱帶濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫１５．６℃，年極端最高溫３６．９℃，最低溫－６．２℃，最熱月份（７月）２４．８℃，最冷月（１月）５．２℃，全年無霜期平均２７６ｄ，多年平均降水量９３２．５ｍｍ。針對該地區(qū)氣候條件以及巖石邊坡的立地條件，結(jié)合之前數(shù)年的試驗研究，從初選的８７種植物中，確定了１８種鄉(xiāng)土植物。由于巖石邊坡特定的干旱脅迫條件，輔引６種干旱抗性植物作為參試植物（表１，略）。

2.試驗設(shè)計

試驗坡面位于四川省彭州市升平鎮(zhèn)積泉村四川省勵自生態(tài)技術(shù)有限公司科研基地進門右側(cè)，坡面背靠升平鎮(zhèn)－軍樂鎮(zhèn)的公路，公路外側(cè)為人民渠楊柳渠。人工模擬邊坡坡高４．３５ｍ，坡向為北偏西１６．５２°，坡度為６０．６１°，下層原始坡面共分為３個區(qū)域，分別為原漿砌片石邊坡、原混凝土邊坡，內(nèi)填經(jīng)夯實的土壤（圖１，圖略）。應(yīng)用護坡卷材技術(shù)［１１］，將參試植物種子直播于坡面，定期進行全生育期的生長量觀測、物候觀測、護坡及覆蓋功能觀測。該試驗開始于２０１１年４月，取得的試驗數(shù)據(jù)用于層次分析的專家評分參考。

3.試驗方法

植物篩選應(yīng)用層次分析法ＡＨＰ（ＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ）［１２］，它基于系統(tǒng)層次原理建立，是一種定性和定量相結(jié)合的多指標(biāo)分析評價方法。主要分三步：一是建立多要素層次分析的評價體系；二是建立判斷矩陣，專家運用１～９標(biāo)度法判斷各因子的相對重要性，確定各指標(biāo)的權(quán)重；三是對各指標(biāo)賦值進行綜合評價。

(1)指標(biāo)體系：將收集到的各種生態(tài)因子和試驗觀測數(shù)據(jù)進行篩選，提取對巖石邊坡植被恢復(fù)有影響的主要因子。以植物抗逆性、品質(zhì)特性（試驗效果）和功能效益作為篩選準(zhǔn)則，把抗旱性、抗病蟲害、抗貧瘠性、耐高溫、生長速率、覆蓋度、出苗率、保存率（第２個生長季的保存率）、涵固土性、綠期、景觀效果、培育成本作為相應(yīng)評價指標(biāo)，建立層次分析模型，選擇出最具競爭力的目標(biāo)植物材料（圖２，略）。(2)判斷矩陣的建立及計算：構(gòu)造各層次的判斷矩陣，邀請專家以１～９標(biāo)度法（表２）對各層次指標(biāo)進行評價賦值和成對比較，并計算權(quán)向量，進行一致性檢驗。具體計算過程為：通過對各層進行評分構(gòu)建判斷矩陣Ａ－Ｂ、Ｂ１－Ｃ、Ｂ２－Ｃ、Ｂ３－Ｃ；排序計算：按列規(guī)范化得到ｂｉｊ，ｂｉｊ＝ａｉｊ／∑ａｉｊ；對規(guī)范化后的判斷矩陣進行規(guī)范列平均得Ｗｉ；一致性檢驗：計算判斷矩陣的最大特征值λｍａｘ，λｍａｘ＝（Ａ×Ｗｉ）／（ｎ×Ｗｉ）＝（ＣＷ）ｉ／（ｎ×Ｗｉ），其中Ａ、Ｗｉ為矩陣；計算一致性指標(biāo)ＣＩ，ＣＩ＝（λｍａｘ－１）／（ｎ－１）；查閱隨機一致性指標(biāo)ＲＩ；計算隨機一致性比例ＣＲ＝ＣＩ／ＲＩ，當(dāng)ＣＲ＜０．１，判斷矩陣具有一致性。

結(jié)果與分析

1.判斷矩陣權(quán)重分析

植物抗逆性決定了試驗物種能否在巖石邊坡嚴酷的氣候及土壤條件下成活、生存與發(fā)展，比植物的品質(zhì)特性和功能特性略為重要。品質(zhì)特性是建立在試驗基礎(chǔ)上，消除了主觀隨機因素的影響，是抗逆性的直接體現(xiàn)，因此，品質(zhì)特性略比功能效益重要。功能效益是工程質(zhì)量效益評價的重要指標(biāo)，需納入指標(biāo)分析體系。建立準(zhǔn)則要素的判斷矩陣時，綜合多名專家意見，得到各項準(zhǔn)則的權(quán)重（表３）。經(jīng)計算，集結(jié)后的判斷矩陣Ａ－Ｂ一致性比例ＣＲ＝０．００８１＜０．１，因此判斷矩陣具有一致性。抗逆性是巖石邊坡植被恢復(fù)物種選擇的首要考慮因素，主要由抗旱性、抗病蟲害、耐貧瘠和耐高溫等因素決定。由于四川盆地地處南方，最冷月均溫在５°以上，耐寒性不是主要考慮因素，而因巖石邊坡形成的裸地，土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，輻射強烈，持水保水能力差，所以對植物抗旱性要求更加苛刻；同時由于巖石邊坡輻射強烈，邊坡較其周邊微生境的氣溫更高，因此要求所選植物具有耐高溫等特性；植物耐貧瘠與抗病蟲害對植株的生長也具有重要的作用。由此建立植物環(huán)境適應(yīng)性各因子正互矩陣，得到各項因子的權(quán)重（表４）。集結(jié)后的判斷矩陣Ｂ１－Ｃ一致性比例ＣＲ＝０．０７８３＜０．１，因此判斷矩陣具有一致性。品質(zhì)特性由實地試驗得出，主要由生長速率、覆蓋度、出苗率和保存率等因子決定。保存率為建植后第２年的存活率，是植物對邊坡生長環(huán)境適應(yīng)性的集中體現(xiàn)，受植物抗逆特性及邊坡微生境條件的共同制約；出苗率為生長季最高出苗數(shù)量與播種量的比率，是植物品質(zhì)特征的重要指標(biāo)；覆蓋率與生長速率代表了植物侵占和競爭能力。用生長季中測得的試驗數(shù)據(jù)對植物品質(zhì)特性進行評價，從而取得較為客觀的評價結(jié)果。各因子權(quán)重見表５。集結(jié)后的判斷矩陣Ｂ２－Ｃ一致性比例ＣＲ＝０．０６８１＜０．１，因此判斷矩陣具有一致性。功能效益主要由涵固土性、綠期、景觀效果和培育成本等因子決定。涵固土性是植物護坡的重要功能，主要表現(xiàn)在護坡植物根系的錨固和保持水土作用，因其在土壤中盤根錯節(jié)，使邊坡土體成為土與根系的復(fù)合成材料，是邊坡穩(wěn)定性的重要保證；綠色期主要是由植物的生物學(xué)特性決定，在一定程度上也受到環(huán)境條件的制約，但變化幅度較小，一般作為物種常量由專家給出；景觀效果是評價邊坡綠化的重要指標(biāo)，主要體現(xiàn)在植物形態(tài)，花、葉、果景觀價值和色彩、協(xié)調(diào)性等方面；培育成本是在試驗過程中材料、勞務(wù)、運輸?shù)确矫鎸嶋H發(fā)生的工程量的貨幣值體現(xiàn)，是工程效益的重要評價指標(biāo)。各因子權(quán)重見表６(略)。集結(jié)后的判斷矩陣Ｂ３－Ｃ一致性比例ＣＲ＝０．０３９４＜０．１，因此判斷矩陣具有一致性。在各層因子單排序符合一次性檢驗的基礎(chǔ)上，將各因子層對準(zhǔn)則層的權(quán)重及準(zhǔn)則層對目標(biāo)層的權(quán)重進行綜合，得到各因子對邊坡生態(tài)恢復(fù)植物選擇的權(quán)重（表７，略）。

2.綜合評價結(jié)果

在邀請相關(guān)的專家對供選植物進行評分后，對各項因子分數(shù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。結(jié)合層次分析法計算出的權(quán)重結(jié)果，采用綜合評價指數(shù)（ＣＥＩ）來反映最終結(jié)果。公式如下：ＣＥＩｉ＝∑ｎｉ＝１ＭｉＣｉ。式中，Ｍｉ為單項指標(biāo)分值，Ｃｉ為評價指標(biāo)Ｃ第ｉ指標(biāo)的權(quán)重，ｎ為評價指標(biāo)數(shù)，并以此得出備選植物的綜合評分。根據(jù)ＣＥＩ的計算結(jié)果，將參試的植物按照草本與木本分類后，再進行排序。參照綜合評分排序的結(jié)果（表８），按照得分高低最終選擇出９種最適宜于四川盆地巖石邊坡植被恢復(fù)的適應(yīng)性植物。得分較高的草本植物依次為：高羊茅、批堿草、百喜草；最適宜的木本植物：銀合歡、紫穗槐、黃荊、多花木藍、截葉胡枝子、檸條。