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基于根系形态与层次结构的草本根系固土力学机制研究

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基于根系形态与层次结构的草本根系固土力学机制研究

作者：袁海莉西南交通大学

学位级别：硕士

近年来,随着国家越来越重视生态环境,生态护坡技术也得到更广泛的应用,但植物根系对土体的加固作用认识还不够清楚,尤其是植物根系埋藏在地下,很难获得真实的形态与层次结构。目前的研究往往忽略根系动态生长,对根系形态特征过度简化,... 详细信息

近年来,随着国家越来越重视生态环境,生态护坡技术也得到更广泛的应用,但植物根系对土体的加固作用认识还不够清楚,尤其是植物根系埋藏在地下,很难获得真实的形态与层次结构。目前的研究往往忽略根系动态生长,对根系形态特征过度简化,导致根系固土力学机制的研究与实际情况相差甚远。因此,论文选取典型的护坡植物黑麦草为研究对象,通过种植试验、根系拉拔试验及根土复合体的直剪试验,得到根系及根土复合体的力学特征;建立符合真实黑麦草生长规律的具有多层次结构特征的复杂根系三维模型,研究了根系形态与层次结构对根系固土的影响,提出植物根系固土作用的量化分析方法,全面论述了具有复杂结构特征根系固土的力学机制,为边坡研究根系固土作用及生态护坡工程提供了一种力学计算模型及理论依据。主要工作与结论如下:(1)开展黑麦草种植试验,得到黑麦草根系的生长分布指标,提取出黑麦草生长模拟关键参数,对根系及根土复合体的力学性质进行测试及分析。黑麦草单根最大抗拉力与根直径正相关,函数关系式为F=0.8008e,单根的抗拉强度和根直径之间存在反幂函数关系,P=13.565D,拉拔力与生长时间、根径的关系正相关;黑麦草根系的主要作用是提高根土复合体的黏聚力,表现为随生长时间增长,先缓慢增加,后加速增长,然后减缓;随深度的增加,根土复合体的黏聚力值不断减小,先快速下降,后缓慢下降;根土复合体的黏聚力随种植密度的增加而增加。(2)采用课题组研发的Mech Root程序构建符合黑麦草根系结构特征的复杂根系三维模型,实现根系三维模型到根土复合体数值分析模型转换,开展根系形态对根系拉拔特性的影响研究。研究表明:随根系形态逐渐复杂,根系的拉拔承载力和固持力不断提高;根系拉拔破坏曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、破坏阶段,根系抵抗拉拔主要依靠一级根,二级根能发挥一定的作用,三级根发挥作用较小;根系形态越复杂,与土体的连接越紧密,对周围的土体的挤压、剪切以及加筋作用越强。(3)通过建立不同层次结构的根系模型,开展根系层次结构对根系拉拔特性的影响研究。研究发现:根系的层次结构越多,轴力分布的范围越广,根系总轴力的增长不是简单的由二级根和一级根的轴力累加得到,更多的是由于根系的分枝结构、形态变得复杂,引起的三维加筋效应加强,从而所有根系整体的力学效应加强;随拉拔位移增大,塑性屈服点不断沿着一级根往下发展,同时在一级根、二级根的分支点的位置集中并沿着二级根发展;对比发现,根系的弯曲特征能够改变土体的塑性点分布,传统锚杆根系为竖直的杆件,几乎不承受侧向压力,无法带动周围土体抵抗外界荷载,使土体具有弹塑性变形的能力。(4)通过对复杂结构特征根土复合体的剪切特性研究,阐明了根系形态与层次结构对根系固土的影响。研究表明:根系能够对根周土体的位移发挥明显的约束效果,形态越复杂,约束效果越好,同时能提高土体的韧性和延性,使剪切面附近土体的塑性区逐渐从剪切体边缘部分向根系周围集中,和土体共同承受外部剪切力引起的变形,提高根土复合体的抗剪强度;随根系层次结构增加,根系周围的剪应力和塑性区的分布不断增大,根土复合体剪切强度也不断增大,而传统杆件根系上几乎没有塑性点,无法对根周土体产生有效影响,模拟结果可靠性不高。(5)提出一种采用不同层次根系总轴力与整体轴力之比和轴力水平来量化根系固土能力的分析方法。虽然一级根的轴力水平远远大于二级根、三级根,但随根系复杂程度不断增加,二级根、三级根参与到根系固土作用的比例不断增大,且二级根的提升远大于三级根,二级根、三级根对固土的最大贡献分别从24.78%(10 d)增长至43.69%(28 d)和0.1%(10 d)增长至13.80%(28 d)。这一结论弥补了目前只强调一级根加固作用的不足。(6)开展群根根土复合体的直剪试验研究。随根系密度增加,根系对土体的位移的约束范围和塑性区范围不断扩大,落在根系上以及根周土体的塑性点明显增加,“加密区”不仅表现为塑性点数量更多,更密集,且范围更广,根土复合体的整体性更好;塑性区首先出现在剪切面的边缘,后逐渐向剪切面的中部扩展至整个剪切面,剪切盒对边缘部位土体的剪切作用大于中间部位的土体,且左右边缘比上下边缘更明显;随种植密度的增加,根土复合体的抗剪强度不断增大。(7)全面阐明了复杂草本群根根系的固土力学机制,主要包含草本根系复杂形态与多层次结构引起的三维加筋效应和群根联合作用。根系自身的力学性质使得根系具有固土能力,从而增强根土复合体强度,根系与土体的紧密接触、锚固作用以及弯曲特征使根土复合体具有了整体耦合的弹塑性变形能力以及各级别根系组合的协同受力机制;复杂群根的网状结构,使得根土复合体在受力过程中相邻根系的交叉重叠形成“加密区”,不同层次结构的群根与土体紧密结合形成一个有机整体协同承担荷载,带动更大范围土体发挥抗剪作用。

关键词：草本根系形态分布力学模型拉拔试验根土复合体直剪试验根系轴力有限元模拟

膨胀土中草本根系的生长特征及其对裂隙发育的影响

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膨胀土中草本根系的生长特征及其对裂隙发育的影响

作者：黄效广西大学

学位级别：硕士

草本植物广泛应用于生态护坡工程中,膨胀土草本根系特征与土体裂隙发育关系密切。研究草本根系特征对膨胀土裂隙发育的影响,对膨胀土边坡生态防护草种选择有着重要意义。本文以广西壮族自治区水牛研究所膨胀土边坡上的11种草本植物为研... 详细信息

草本植物广泛应用于生态护坡工程中,膨胀土草本根系特征与土体裂隙发育关系密切。研究草本根系特征对膨胀土裂隙发育的影响,对膨胀土边坡生态防护草种选择有着重要意义。本文以广西壮族自治区水牛研究所膨胀土边坡上的11种草本植物为研究对象,分析草本植物在冬季期间的根系生长特征与生长情况,运用MATLAB熵值法进行植物根系长势评价,为南宁膨胀土边坡生态防护的植物选育提供依据。选择狗牙根、黑麦草、高羊茅3种根系特征差异较大的草种进行同等条件下种植,依据其根系特征以及现场试验数据,制备80%密实度的重塑根土复合体试样进行干湿循环试验,并与素膨胀土样进行对比分析。讨论不同根系特征对根土复合体裂隙发育的影响,通过分析土体表面裂隙的数码图像以及内部CT剖面图像,获得平均裂隙面积率、平均裂隙数量、平均裂隙长度、平均裂隙宽度4个土体裂隙特征指标,研究3种不同草本根系特征对膨胀土裂隙发育的影响。主要结论如下:(1)在冬季时,广西壮族自治区水牛研究所膨胀土地区的草本植物以鬼针草、高羊茅、狗牙根、马唐为主,其根系长势良好,是当地膨胀土地区开挖边坡后恢复绿化的首选护坡植物。(2)在相同的干湿循环条件下,根土复合体的表面、内部剖面裂隙面积率比素膨胀土低。含根率(根系与土的质量之比)在一定范围内,土体含根率越高,根系对裂隙发育的阻裂作用越大。根系阻碍土体表面裂隙向深度下发育,减少了雨水入渗内部的路径。在膨胀土边坡上种植草本植物,有利于提高膨胀土边坡稳定性。(3)在相同的干湿循环条件下,高羊茅根土复合体裂隙数量较素膨胀土、狗牙根和黑麦草的根土复合体高,细小裂隙将长裂隙分割,高羊茅根土复合体表面裂隙平均长度、宽度较低,土体表面裂隙网格密度较大。根土复合体表面裂隙数量与表面裂隙平均长度、宽度呈负相关。(4)在相同的干湿循环条件下,高羊茅根土复合体内部裂隙发育程度比素膨胀土、狗牙根和黑麦草的根土复合体低。从根系特征对膨胀土裂隙发育影响的角度分析,在相同生长条件下,高羊茅阻裂效果比狗牙根、黑麦草好。(5)在膨胀土边坡上种植草本植物,优先选取发芽后根系生长特征良好的本土类草种,有利于减少膨胀土裂隙的发育,提高边坡的稳定性。

关键词：膨胀土草本根系根土复合体裂隙性裂隙特征参数 CT

宁南黄土区典型林分林下草本植被根系分布特征

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北方园艺 2023年第5期 69-76页

作者：王月玲王思成许浩万海霞董立国韩新生宁夏农林科学院林业与草地生态研究所宁夏防沙治沙与水土保持重点实验室宁夏银川750002 宁夏农业综合开发中心宁夏银川750000

以宁南黄土区彭阳中庄小流域4种典型林分(山杏林、山桃林、山杏柠条林、山杏沙棘林)林下草本植被为研究对象,通过采用样方-根钻法和Win RHIZO根系分析系统对不同林地0~30 cm土层的草本根系生物量和分布特征进行了定量分析,以期揭示宁南... 详细信息

以宁南黄土区彭阳中庄小流域4种典型林分(山杏林、山桃林、山杏柠条林、山杏沙棘林)林下草本植被为研究对象,通过采用样方-根钻法和Win RHIZO根系分析系统对不同林地0~30 cm土层的草本根系生物量和分布特征进行了定量分析,以期揭示宁南黄土区不同人工林下草本根系分布特征,为研究区生态恢复和林分配置提供参考依据。结果表明:各林地草本总生物量、总根长密度和总根系表面积密度均表现出山杏柠条和山杏沙棘混交林较大,山杏林和山桃林较小且相差不大。根系参数主要分布于0~10 cm,随着土壤深度的增加各指标均呈现递减的趋势。0~30 cm土层不同径级的根长密度和根表面积密度基本以0~0.5 mm径级的根系分布最广,0~2 mm径级的细根所占比例较大,且随着根系直径的增加二者基本呈现下降趋势。不同土层不同径级的根长密度基本表现为0~0.5 mm>0.5~1 mm>1~2 mm>2~3.5 mm>3.5 mm。总体反映出混交林林下草本植被各根系参数相较于纯林在土壤表层占比均较高,能够有效改善表层土壤结构,提高土壤抗侵蚀性能。

关键词：宁南黄土区林地草本根系根长密度根表面积密度

崩岗侵蚀劣地草本植物根系抗拉特性与微观性质的关系

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崩岗侵蚀劣地草本植物根系抗拉特性与微观性质的关系

作者：李思诗福建农林大学

学位级别：硕士

植被恢复是崩岗侵蚀治理的重要手段,植物根系抗拉力学特性是根系固土研究的基础,而抗拉特性与根系微观性质有关。为探究植物根系抗拉特性与微观性质的关系,本文以长汀县崩岗区种植的狗牙根(Cynodon dactylon)、宽叶雀稗(Paspalum wettst... 详细信息

植被恢复是崩岗侵蚀治理的重要手段,植物根系抗拉力学特性是根系固土研究的基础,而抗拉特性与根系微观性质有关。为探究植物根系抗拉特性与微观性质的关系,本文以长汀县崩岗区种植的狗牙根(Cynodon dactylon)、宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)、香根草(Vetiveria zizanioides)、巨菌草(Pennisetum sp.)4种草本植物为研究对象,通过根系拉伸试验、主要化学成分含量和显微结构测定试验,得到了根系抗拉力学特性与根系化学成分、微观结构的关系。主要结论如下:(1)直径、标距、生长期是影响4种草本根系抗拉力学特性的重要因素,而拉伸速率对4种草本根系抗拉特性的影响均不显著。根系的最大抗拉力与直径之间均呈幂函数正相关关系;抗拉强度与直径之间均呈幂函数负相关关系。不同标距条件下,4种草本根系的最大抗拉力和抗拉强度大小都表现为:30 mm标距水平>50 mm标距水平>100 mm标距水平。当生长期为5个月和9个月时,4种草本植物根系平均抗拉力、抗拉强度都表现为:生长期9个月的值>生长期5个月的值。两个生长期内,4种草本根系抗拉性能大小顺序相同,平均抗拉力大小依次为:巨菌草>宽叶雀稗>香根草>狗牙根;平均抗拉强度大小依次为:巨菌草>香根草>宽叶雀稗>狗牙根。(2)相同生长期内,随着径级增大,根系木质素含量均有所增加,纤维素含量均有减少。随着生长期增加,4种草本根系半纤维素和综纤维素含量表现为增加的趋势;香根草纤维素平均含量减少,其他3草种均有增加;狗牙根和巨菌草木质素平均含量略有减少,宽叶雀稗和香根草略有增加;木纤比除香根草略有增加,其他3草种均基本不变。狗牙根、宽叶雀稗、香根草、巨菌草4种禾本科草本植物根系的最大抗拉力(F)受木质素(L)含量的影响最大,二者的函数关系为:F=2.73L-24.21(R2=0.63,P草本根系横切面,由外到内均包括表皮、皮层和中柱三个基本部分,7个微观结构(表皮、皮层、中柱鞘、木质部、韧皮部、髓、中柱)的组织比量均为皮层面积百分比最大,中柱面积百分比次之。狗牙根、宽叶雀稗、香根草、巨菌草4种禾本科草本植物根系的抗拉力学特性主要受表皮、中柱鞘、中柱面积百分比的影响,且与中柱鞘、中柱面积百分比呈正相关关系,与表皮面积百分比呈负相关关系。根系抗拉力(F)与表皮(Ep)、中柱鞘(Pe)、中柱(Va)面积百分比间函数关系为:F=-2.75Ep+13.44 Pe+0.46Va—24.87(R2=0.99,P<0.05,n=24);抗拉强度(P)与三者间函数关系为:P=-3.36Ep+16.00 Pe+0.86 Va-25.01(R2=0.99,P<0.05,n=24)。

关键词：崩岗草本根系抗拉力学特性化学成分根系微观结构

黄土边坡典型护坡植被的根系加固力学效应演化分析

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中国公路学报 2024年第6期37卷 98-110页

作者：包含敖新林高月升兰恒星郭冠淼郑涵长安大学公路学院陕西西安710064 黄土科学全国重点实验室(筹) 陕西西安710054 陕西省水务集团有限公司陕西西安710075 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 自然资源部生态地质与灾害防控重点实验室陕西西安710054 长安大学水利与环境学院陕西西安710054

植被防护是增强边坡浅层力学稳定性,恢复路域生态环境的重要手段。为了研究草本植物对黄土边坡的加固效应,以典型护坡植被高羊茅为例,获取其各发育阶段根系的形态参数指标,并进行拉伸试验,得到根系力学特性演化规律。此外,通过直剪试验... 详细信息

植被防护是增强边坡浅层力学稳定性,恢复路域生态环境的重要手段。为了研究草本植物对黄土边坡的加固效应,以典型护坡植被高羊茅为例,获取其各发育阶段根系的形态参数指标,并进行拉伸试验,得到根系力学特性演化规律。此外,通过直剪试验获得了原状根土复合体的抗剪强度参数,采用响应面法分析了各因素对根系加固力学效应的影响程度,并将植物生长状况的跟踪应用于土体强度的演化解释,进而分析根系发育周期内边坡浅层力学稳定性的变化。研究结果表明:根系的形态参数指标均随发育时间而显著增大,根土间的相互作用得到提升,根系对土壤的加固效应逐渐增强,沿土层深度方向呈现出依次减弱的空间差异性;根系的抗拉力、极限延伸率、抗拉强度以及弹性模量均随发育时间呈现正相关关系,且上层根系所能提供的抗拉力最大,对复合体的力学加固效应也最强;根系可以改变土体剪切力学行为特征,增大剪切峰值强度,延长剪切峰值位移,在边坡受到剪切破坏时,能够抵抗更大的极限剪应力,并延长破坏时间,且加固效果随着坡度的提升而显著增大,法向应力、含水率、根面积比对土体的力学效应逐次增强;基于高羊茅根系,优化了Wu-Waldron-Model根土复合体模型中的固土修正因子k,建立了更加精确量化根系固土效应的计算方法。

关键词：路基工程植被护坡试验研究草本根系力学效应

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澜沧江黄登电站消落带土壤崩解性研究

澜沧江黄登电站消落带土壤崩解性研究

作者：保锐琴云南农业大学

学位级别：硕士

澜沧江黄登水电站位于三江并流区核心区域,该区域生态脆弱敏感,地质灾害频发、生态环境带幅窄且稳定性差,大量的水电开发,导致水土流失加剧,生态环境恶化,能源开发与生态环境保护矛盾突出。土壤崩解性作为衡量土壤抗蚀性的重要指标,研... 详细信息

澜沧江黄登水电站位于三江并流区核心区域,该区域生态脆弱敏感,地质灾害频发、生态环境带幅窄且稳定性差,大量的水电开发,导致水土流失加剧,生态环境恶化,能源开发与生态环境保护矛盾突出。土壤崩解性作为衡量土壤抗蚀性的重要指标,研究澜沧江黄登水电站消落带地区典型土壤及含根土壤崩解特性,为该区域土壤侵蚀防控、减少入库泥沙提供依据,同时也为该区植被恢复提供选择。本文采用野外调查取样与室内试验相结合的方法,测定库周5种典型土壤的崩解性和理化性质,分析土壤崩解性与土壤性质的相关性。并在该库区开展野外崩解试验测定了不同初始含水率（ω）下狗牙根(Cynodon dactylon（Linn.）Pers.)、美人蕉（Canna indica L.）、风车草（Cyperus alternifolius L.）、花叶芦竹（Arundo donax ***）、菖蒲（Acorus calamus L.）5种消落带适生植物草本根土复合体的崩解量和崩解速率、根系特征,分析初始含水率对消落带含根土壤崩解性的影响。结果如下:（1）库周供试土壤崩解性由强到弱依次为表现为:红壤、黄棕壤、淤积土（上）、淤积土（下）、紫色土,不同ω的紫色土在90 min内均未完全崩解,红壤完全崩解,下层淤积土ω草本根系能降低土壤的崩解量和崩解速率,ω较大时,根系会提高土壤的崩解量和崩解速率,促进土壤崩解。在5种含根土壤中,以狗牙根的抗崩解性最强,美人蕉最弱。（4）在非饱和状态,根系直径d≤1 mm的根系具有明显的抗崩解作用,而d>2 mm的根系具有促进崩解的作用;在饱和状态,d≤1 mm的根系特征与崩解量和崩解速率关系都不显著,d>1 mm的根系具有促进崩解的作用。结论:在澜沧江黄登电站消落带地区,对ω饱和的红壤、黄棕壤、淤积土、紫色土,可用土壤全氮含量、粉粒含量和液限来预测土壤的崩解性;在ω较低的情况下,草本根系能抑制土壤的崩解,ω较大时,根系会促进土壤崩解。在黄登电站库区推进土壤侵蚀防治、生态环境修复过程中,对库周红壤和黄棕壤采取必要的林草或工程措施进行综合治理;对紫色土在加强保护的前提下宜农则农、宜林则林;电站水库建成后形成的消落带区域在植被恢复中,适生性的前提下,应优选细根植物。

关键词：黄登电站土壤崩解土壤性质初始含水率草本根系防治措施

G111公路讷嫩段18种护坡植物根系固土特性研究

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G111公路讷嫩段18种护坡植物根系固土特性研究

作者：刘玉花东北林业大学

学位级别：硕士

国道G111讷嫩段是较严重的风沙区,选择固沙效能较高的植物在公路边坡植被恢复中具有重要意义。本文选取18种东北常见植物,对其根系固土效能进行研究,首先采用原状土冲刷水槽法、静水崩解法来比较不同植物对土壤抗冲、抗蚀性的增强效应,... 详细信息

国道G111讷嫩段是较严重的风沙区,选择固沙效能较高的植物在公路边坡植被恢复中具有重要意义。本文选取18种东北常见植物,对其根系固土效能进行研究,首先采用原状土冲刷水槽法、静水崩解法来比较不同植物对土壤抗冲、抗蚀性的增强效应,最后用主成分分析法对衡量土壤抗侵蚀指标进行分析。主要研究结果如下：1.灌木类：(1)8种灌木根系在土壤中分布形态差异很大。在垂直剖面上,紫丁香、东北连翘、辽东水蜡、红王子锦带、侧柏呈“甲”字形分布;红瑞木、毛樱桃、树锦鸡儿分别呈“由”、“干”、“T”字形分布;同一灌木对土壤抗冲性的增强效应随土层深度增加而减小,随坡度增大而减小,随雨量的增大而减小;在主成分分析中,得出有机质、速效钾含量及小于1 mm的根系生物量、根系长度在植物对土壤抗冲性增强效应中起主要作用。在大雨条件下更为明显,它们的公因子方差分别为：0.99,0.98,0.98,0.97;8种灌木对土壤抗冲性的增强效应依次为：紫丁香>东北连翘>红瑞木>辽东水蜡>红王子锦带>侧柏>毛樱桃>树锦鸡儿,建议对前4种推广应用。(2)9种灌木土壤抗蚀性的增强效应不同,但都随着土层深度增加,抗蚀指数呈下降趋势,且9种灌木土壤抗蚀指数(S)都随浸水时间(t)呈三次函数曲线变化(R2≥0.82)。微团聚体、有机质、速效钾、>5 mm和2-0.5 mm土壤大团聚体及根系生物量、根系长度,在植物对土壤抗蚀性增强效应中起主要作用,它们的公因子方差都超过了0.90。9种灌木根系对土壤抗蚀性增强效应依次为：紫丁香>树锦鸡儿>侧柏>红瑞木>东北连翘>辽东水蜡>紫穗槐>毛樱桃>红王子锦带,建议对前5种推广应用。2.草本类：9种草本植物对土壤抗侵蚀效能的增强效应不同,且同一植物对土壤抗冲性的增强效应随土层深度增加而减小,随坡度增大而减小,随雨量增大而减小;同一植物抗蚀指数(S)随浸水时间(t)呈三次函数曲线变化(R2≥0.88)。在主成分分析中得出微团聚体类、有机质、树叶干重、粗根根系长度、细根根系长度及生物量占到了主要作用,它们的公因子方差都超过了0.81。经研究表明9种草本植物对土壤抗侵蚀的增强效应在抗冲中表现为：草地早熟禾>紫花苜蓿>紫花地丁>黑心金光菊>大叶铁线莲>马兰>秋英>萱草>细叶景天;在抗蚀中表现为：紫花苜蓿>细叶景天>草地早熟禾>黑心金光菊>萱草>紫花地丁>大叶铁线莲>秋英>马兰。最后得出草地早熟禾、紫花苜蓿、黑心金光菊对土壤抗侵蚀的增强效应最强,建议推广应用。

关键词： G111公路灌木根系草本根系土壤抗冲性土壤抗蚀性植被恢复

三峡水库消落带草本根-土复合体抗冲性能研究

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三峡水库消落带草本根-土复合体抗冲性能研究

作者：徐文秀重庆师范大学

学位级别：硕士

在季节性水位涨落和周期性干湿交替作用下,三峡水库消落带植物根系的分布、形态参数和生物量等随生长季和淹水深度而变化,但土壤抗冲性能对其响应机理尚不明确,不能有效指导消落带固土护岸植物筛选、群落构建。选取三峡水库消落带3种典... 详细信息

在季节性水位涨落和周期性干湿交替作用下,三峡水库消落带植物根系的分布、形态参数和生物量等随生长季和淹水深度而变化,但土壤抗冲性能对其响应机理尚不明确,不能有效指导消落带固土护岸植物筛选、群落构建。选取三峡水库消落带3种典型草本植物为对象,测定退水出露期不同生长阶段的土壤理化性质、根系形态参数和抗冲性能指标,分析草本植物在不同高程和不同土层深度的根系特征和抗冲性能变化,揭示消落带草本根-土复合体抗冲性能对根系生长时空变化的响应机理。主要结果如下:(1)3种草本根系集中分布于0-10 cm土层,D≤1.00 mm根系所占比重较大。3种草本根系生物量在172 m和165 m高程处明显较大。生长初期,扁穗牛鞭草和狗牙根根系生物量均显著大于苍耳(P根系生物量均较大。与生长初期相比,生长旺盛期苍耳根系生物量增大幅度最大,扁穗牛鞭草次之,狗牙根最小。(2)3种草本0-10 cm土层根-土复合体抗冲性能较强。3种草本根-土复合体抗冲性能随高程减小逐渐减弱,这种变化趋势在生长旺盛期时相对不明显。生长初期,扁穗牛鞭草根-土复合体抗冲性能最强,狗牙根次之,苍耳最弱;生长旺盛期,扁穗牛鞭草和苍耳根-土复合体抗冲性能均较强。与生长初期相比,生长旺盛期苍耳和扁穗牛鞭草根-土复合体抗冲性能明显增强。(3)3种草本0-10 cm土层根-土复合体的抗冲指数与各根系指标均呈显著正相关(P根系指标是影响草本根-土复合体抗冲性能的关键因子。从生长初期到生长旺盛期,根系生长可逐步提高土壤抗冲性能。(4)生长初期和生长旺盛期0-10 cm土层根-土复合体的抗冲指数与基本土壤理化性质指标、根系指标的关系均可用线性回归方程进行良好拟合。消落带典型草本根系生长状况对草本根-土复合体抗冲性能的影响起主导作用,这种主导作用随根系的不断生长而愈加明显。

关键词：抗冲性能草本根系三峡水库消落带模拟冲刷试验