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user: 2. 材料和方法 2.1. 供试材料 试验所用材料均为当地常见的乡土植物种，共有4种，无芒雀麦(Bromus inermis Leyss，简称Bi)、冰草(Agropyrom cristatum (L.) Gaertn.，简称Ac)、披碱草(Elymus dahuricus Turcz.，简称Ed)和老芒麦(Elymus sibiricus L.，简称Es)，由北京正道生态科技有限公司提供。其中无芒雀麦和冰草产地为加拿大，披碱草和老芒麦产地为我国青海，种子质量经测定均能满足试验要求。 2.2. 试验方法 2.2.1. 试验地概况 试验地点位于内蒙古自治区呼和浩特市土默特左旗的哈素海风景区内环湖路20 km边坡处，北纬40˚36'、东经110˚58'、海拔988.2 m，属于温带大陆性季风气候。年均气温7.1℃，年均降水量339.8 mm，全年光照充足，太阳总辐射量在1658.82~1727.77 Mw∙h/m 2 之间，全年平均日照时数3056.3~3115.5 h。由于筑路缘故，试验地土壤基本上为砾石和碎石块且伴杂有筑路残留垃圾，试验前进行了障碍物清理及种植土补换工作。边坡坡面朝向向北，坡度为20˚。 2.2.2. 试验方案 试验设4个单播对照处理、6个双草种组合等比例混播处理、4个三草种组合等比例混播处理和1个四草种组合等比例混播处理，共15个处理(见表1)。 小区面积24 m 2 (6 m × 4 m)，重复3次，计45个小区，采用随机区组排列。2013年7月13日播种，方式为人工撒播，播后用齿耙覆土(厚度约为1 cm)并踩压，苗后仅进行了杂草拔除，此后为自然生长状态。 2.3. 测试指标 2.3.1. 生态适应性指标 1) 成坪速度：播种当年苗后盖度达到85%时视为成坪，从出苗日起到成坪的时间来表示成坪速度。在每个试验小区内随机取3个重复1 m × 1 m的样方进行测量。 2) 越冬率：2014年春返青后，在每个试验小区内随机取3个重复20 cm × 20 cm的样方，测量其成活枝条数占总枝条数的百分比。 3) 综合抗逆性：采用盆栽试验，成坪后断水，任其自然生长，观察各处理植物干旱状态下的持久抗逆耐力，在持续40天亏水期内能够保持良好生长状态时间越长的处理得分越高。采用10分制，由5名专业技术人员分别根据各处理的生长情况估测打分，最后取各处理重复平均数记为各处理最后得分。 4) 株高：2014年开花期，在每个试验小区内随机取样株10株，测量植株的绝对高度。 5) 密度：2014年开花期，在每个试验小区内随机取3个重复20 cm × 20 cm的样方，测量其枝条数。 6) 盖度：2014年开花期，在每个试验小区内随机取3个重复1 m × 1 m的样方，测量其覆盖度。 Table 1 Experimental desig 序号 No. 处理代码 Handling code 播种量(kg/hm 2 ) Seeding rate 无芒雀麦 Smooth brome 冰草 Crested wheatgrass 披碱草 Dahuriawildryegrass 老芒麦 Siberian wildryegrass 合计 Total 1 Bi 322.0 —— —— —— 322.0 2 Ac —— 100.6 —— —— 100.6 3 Ed —— —— 388.9 —— 388.9 4 Es —— —— —— 382.1 382.1 5 BiAc 161.0 50.3 —— —— 211.3 6 BiEd 161.0 —— 194.5 —— 355.5 7 BiEs 161.0 —— —— 191.0 352.0 8 AcEd —— 50.3 194.5 —— 244.8 9 AcEs —— 50.3 —— 191.0 241.3 10 EdEs —— —— 194.5 191.0 385.5 11 BiAcEd 107.3 33.5 129.6 —— 270.4 12 BiEdEs 107.3 —— 129.6 127.4 364.3 13 BiAcEs 107.3 33.5 —— 127.4 268.2 14 AcEdEs —— 33.5 129.6 127.4 290.5 15 BiAcEdEs 80.5 25.2 97.2 95.5 298.4 表1. 试验设计方案 2.3.2. 固土能力指标 1) 根体积：2014年8月，在每个试验小区内随机取3个重复20 cm × 20 cm的样方，下挖15 cm挖出植株根部，清理敷土后用带刻度的量筒，采用浸水法测量根体积。 2) 根系分布情况：2014年8月，在每个试验小区内随机取3个重复20 cm × 20 cm的样方，下挖15 cm分别测量0~5 cm、5~10 cm、10~15 cm根的生物量，依据层位根系生物量和根系生物量总重赋予分值，层位越深根系生物量越重的分值越高，根生物量总重越重的分值也越高。采用10分制，由5名专业技术人员分别根据各处理层位根系生物量和根系生物量总重进行估测打分，最后取各处理重复平均数记为各处理最后得分。 3) 地下生物量：2014年8月，在每个试验小区内随机取3个重复20 cm × 20 cm的样方，深挖40 cm取出根部，清理敷土后在65℃下烘干12 h至恒重，测出地下生物风干重量。 2.3.3. 保水能力指标 1) 土壤绝干含水量：2014年6月雨季前，用土钻在每个试验小区内随机3次重复取土，称鲜重后再在105℃下烘干12 h至干重即可计算出土壤绝干含水量。 2) 抗冲刷能力：2014年9月雨季后，在每个试验小区内随机取3个重复1 m × 1 m的样方，通过测量冲刷沟的条数和面积并计算出总体积，来反映各处理的抗冲刷能力，冲刷沟数量、面积和总体积越大的得分越少，反之越多。采用10分制，由5名专业技术人员分别根据各处理小区冲刷沟数量、面积和总体积进行估测打分，最后取各处理重复平均数计入各处理最后得分。 3) 地上生物量：2014年8月，在每个试验小区内随机取3个重复20 cm × 20 cm的样方，取植株地上部分用烘箱在65℃下烘干12 h至恒重，测出植株的地上生物风干重量。 4) 茎叶截留率：2014年8月，在每个试验小区内随机取3个重复20 cm × 20 cm的样方，取植株地上部分茎叶，称量茎叶鲜质量后将其样品完全浸入清水中5 min，轻轻取出待重力水滴尽后再称量。通过吸水后质量与吸水前质量的差值对吸水前质量的百分比值计算出茎叶持水的最大截留率，以此来反映护坡植被的茎叶持水截留能力。 2.3.4. 景观指标 1) 色泽：采用10分制，由5名专业技术人员分别根据各处理试验小区草坪植被茎叶的绿色程度目测打分。 2) 绿色期：目测每个处理试验小区内80%植株由早春返青日起至秋末茎叶枯黄日止的持续时间。 3) 均一性：采用10分制，由5名专业技术人员分别根据每个试验小区内草坪植被外貌的一致性程度目测打分。 2.4. 分析方法 2.4.1. AHP层次分析法的基本原理 AHP层次分析法是一种用来解决多个目标复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法。该方法是将定量分析和定性分析相结合，用决策者的经验来判断和衡量每个决策方案的相对重要程度，并合理地给出每个决策方案的权重系数，利用权重系数求得各个方案的优劣次序，从而解决某些难以用定量法解决的课题。 2.4.2. AHP法评价不同草种混播组合模型的建立 1) Yaahp软件的应用 利用AHP层次分析法在计算各个因子的权重时，有根法、和法、幂法等计算方法来计算权重向量。但是由于计算复杂和容易出错，所以利用Yaahp软件计算，以提高工作效率。 2) 确定因素集和评价集 影响草种混播组合植被护坡效果的因素有很多，从草种生态适应性方面来说有草种的密度、盖度、成坪速度、越冬率、株高和综合抗逆性；从草种根系的固土能力来说有根系分布的情况、根体积和地下生物量；从草种保水能力来说有土壤含水量、茎叶截留率、抗冲刷能力和地上生物量；从景观方面来说有草种的绿色期、色泽和均一性。根据以上影响因素，建立了以下因素集和评价集。 因素集：U = {u 1 ，u 2 ，u 3 ，u 4 ，u 5 ，u 6 ，u 7 ，u 8 ，u 9 ，u 10 ，u 11 ，u 12 ，u 13 ，u 14 ，u 15 ，u 16 ，} = {密度，盖度，成坪速度，越冬率，株高，综合抗逆性，根系分布的情况，根体积，地下生物量，土壤含水量，茎叶截留率，抗冲刷能力，地上生物量，绿色期，色泽，均一性}。 评价集：V = {v 1 ，v 2 ，v 3 ，v 4 } = {优，良，中，差} 3) 各因素权重的确定 ① 构建层次结构图：AHP层次分析法将决策问题分成若干个层次，最高层为目标层，表示研究问题的目的；中间层为准则层，表示解决问题的中间环节；最底层为指标层，表示选择的方案和措施等。本研究方案将“最佳草种混播组合”作为目标层；将生态适应性、固土能力、保水能力和景观效果4项作为准则层；将密度、盖度、成坪速度等16个具体因素作为指标层，建立了如图1所示的层次结构分析图。 ② 构建判断矩阵：在层次分析中，对每一层各个因素的相对重要性给出判断，这些判断通过恰当的标度用数字表示出来写作矩阵，这种矩阵就是判断矩阵。比例标度的意义见表2。 根据图1的层次结构图和表2的比例标度意义，分别请10名相关试验专业人员对每两项指标的相关重要程度做出标度值判断，经过统计与分析建立了正互矩阵及其权重系数(见表3)。 图1. 最佳草种混播组合层次结构分析图 Table 2 Meaning the ratio of the scal 标度值 Scaling value 两个因素相比，其中一个比另一个的重要程度 Compared to two factors，One of the important degree than the other 1 同样重要 Equally important 3 稍微重要 Somewhat important 5 比较重要 More important 7 十分重要 Very important 9 绝对重要 Absolutely essential 2、4、6、8为上述相邻判断的中值 2，4，6，8 for determination of the value of said adjacent 表2. 比例标度的意义 ③ 权重的计算和一致性检验：根据Yaahp软件可计算出表3各因素集判断矩阵中各因子的权重和矩阵的一致性，凡判断矩阵的一致性小于0.1的因素集，说明其矩阵具有满意的一致性，证明其判断矩阵可行。计算结果表明，最佳草种组合集、生态适应性集、固土能力集、保水能力集和景观效果集的判断矩阵一致性分别为0.0277、0.0600、0.0000、0.0163和0.0000，均小于0.1，说明各因素集矩阵具有满意的一致性，证明各因素集判断矩阵均可行。 ④ 综合评价分值的计算：根据上文得到如下综合评价的公式 式中，P——不同草种混播组合的综合评价得分 Q i ——各项评价指标的权重 R i ——各项评价指标的分值 根据P值的大小来确定最佳的草种混播组合。 Table 3 Judgment matrix various factors associated scale value and weighting facto 序号 No. 因素集 Factor set 纵向因素 Longitudnal factor 横向因素 Transverse factors 权重系数 Weight coefficient 因素集权重 Factor set Weight 综合权重 Comprehensive weight 适应性 固土能力 保水能力 景观效果 1 最佳 草种 组合 生态适应性 1 3 3 7 0.5238 0.5238 2 固土能力 1/3 1 1 5 0.2117 0.2117 3 保水能力 1/3 1 1 5 0.2117 0.2117 4 景观效果 1/7 1/5 1/5 1 0.0528 0.0528 成坪速度 越冬率 抗逆性 株高 密度 盖度 5 生态 适应性 成坪速度 1 1 1/3 5 1/3 1/3 0.1179 0.0617 6 越冬率 1 1 1/3 3 1 1 0.1345 0.0705 7 综合抗逆性 3 3 1 5 3 3 0.3703 0.1940 8 株高 1/5 1/3 1/5 1 1/3 1/3 0.0487 0.0255 9 密度 3 1 1/3 3 1 1 0.1643 0.0861 10 盖度 3 1 1/3 3 1 1 0.1643 0.0861 根体积 根系分布 地下生物量 11 固土 能力 根体积 1 3 1 0.4286 0.0907 12 根系分布 1/3 1 1/3 0.1428 0.0302 13 地下生物量 1 3 1 0.4286 0.0907 土壤含水量 抗冲刷能力 地上生物量 茎叶截留 14 保水 能力 土壤含水量 1 3 1/3 3 0.2517 0.0533 15 抗冲刷能力 1/3 1 1/5 1 0.0967 0.0205 16 地上生物量 3 5 1 5 0.5549 0.1175 17 茎叶截留率 1/3 1 1/5 1 0.0967 0.0205 色泽 绿色期 均一性 18 景观 效果 色泽 1 1/3 1 0.2000 0.0106 19 绿色期 3 1 3 0.6000 0.0317 20 均一性 1 1/3 1 0.2000 0.0106 表3. 各因素正互矩阵关联标度值及其权重系数