陕北黄土区护坡植物根系分布和抗剪增强分析

发布时间：2021-04-07 06:06

　　林草一体生态护坡是广泛应用的边坡防护模式,科学选择护坡植物并且合理有效的空间配置对提高坡体稳定性具有重要意义。试验选取黄土区自然坡体常见护坡植物小叶杨和白羊草为研究对象,利用三维坐标采样法,通过洗根—扫描—图像分析—根—土复合体抗剪增强试验,研究二者根系形态分布以及相应的根土复合体的抗剪增强作用,以期为护坡植物选择和栽植模式提供依据。结果表明:（1）根长、根表面积以及根系直径与距离小叶杨主根距离的关系均表现为指数函数显著下降（p<0.05）;其与土层深度的关系同样表现为指数函数显著下降（p<0.05）。植物根系主要分布在0—60 cm的土层深度中,根长和根表面积二者分别占其总量的75.49%,73.92%。（2）根—土复合体的根长和根表面积与残余抗剪强度均表现为线性函数显著上升（p<0.05）。在0—30 cm的土层深度中,根—土复合体的最大抗剪强度较素土提升了约11倍,在40—60 cm的土层深度,最大抗剪强度较素土提升了8～9倍,在70—100 cm的土层深度中,其最大抗剪强度约为素土的3倍。因此说明小叶杨和白羊草作为护坡植物具有较好的固土能力和抗剪能力,是较合理... 

【文章来源】：水土保持研究. 2020,27(03)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【图文】：

小叶杨(单株)-白羊草复合根系形态参数随土层深度变化

图1 小叶杨(单株)-白羊草复合根系形态参数随土层深度变化表1为以小叶杨为基点,以距地面为1 m的垂直范围内的根系形态参数的平均值分布调查表.由表1可以看出,植物复合根系形态参数在垂直分布上,随土层深度的变化趋势为:随着土层深度的增加,根长密度表现为逐渐减少;根表面积密度的变化幅度较大,但总体上仍表现为逐渐减小;根系直径变化趋势较不明显,但仍随土层深度增加其变化值逐渐减小。根长密度在0—60 cm的土层中约占总量的75.49%,其中在0—10 cm的土层深度,根长密度为0.566 cm/cm3;10—20 cm的深度根长密度次之,为0.26 cm/cm3,在100 cm的土层深度根长密度最小,仅为0.083.cm/cm3。根表面积密度在0—60 cm的土层中约占总量的73.92%,且在土层中变化幅度较大,其中最大值为0.081 cm2/cm3,其次为0.054 cm2/cm3,最小值为0.017 cm2/cm3。根系直径在0—30 cm的土层深度中,根系直径较大,在10—20 cm的土层中,根系直径最大,为0.000 5 cm/cm2,其次为20—30 cm的土层,根系直径为0.000 4 cm/cm2,在1 m的土层时有最小值为0.000 1 cm/cm2。

经线性拟合分析,植物根—土复合体根系形态参数—根长密度、根表面积密度与残余抗剪强度函数式分别为:y=1205.7x-18.57,r=0.75(p<0.05);y=12647.1x-352.53,r=0.91(p<0.05),由此可知,植物根系复合体形态参数—根长密度和根表面积密度均随残余抗剪强度的增大而表现为显著的增大。而根系直径离散程度大与残余抗剪强度未发现有线性相关性。当根系直径为0.000 3 cm/cm2时,残余抗剪强度最大值是755 kPa。图4 小叶杨(单株)-白羊草复合根系形态参数与残余抗剪强度

【参考文献】：
期刊论文
[1]陕北林草混交根土复合体抗剪强度研究[J]. 王月,杜峰,周敏,张馨月,张贇贇.  水土保持研究. 2018(02)
[2]黄土高原植物根系增强土体抗剪强度的模型与试验研究[J]. 瞿文斌,及金楠,陈丽华,胡雨村.  北京林业大学学报. 2017(12)
[3]含根系土体抗剪强度试验研究进展[J]. 王金霞,杨旸,李亚伟,孙高峰,赵燚柯,段青松.  江苏农业科学. 2017(18)
[4]青海湖地区草本植物根系力学特性试验研究[J]. 贺振昭,党生,刘昌义,窦增宁,胡夏嵩.  中国水土保持. 2017(04)
[5]护坡植物根系分布及抗拉力学特性[J]. 袁雪红,高照良,张翔,杜捷,张小娟.  南水北调与水利科技. 2016(05)
[6]根系分布方式对根-土复合体抗剪强度的影响[J]. 陈终达,肖宏彬,张春晓,李珍玉,曾娟娟,何彬,谢佳佑.  中南林业科技大学学报. 2016(08)
[7]黄土高原高速公路护坡植物根系分布及力学特性研究[J]. 刘子壮,高照良,杜峰,张晓娟.  水土保持学报. 2014(04)
[8]不同护坡草本植物的根系分布特征及其对土壤抗剪强度的影响[J]. 李建兴,何丙辉,谌芸,黄茹,陶俊,田太强.  农业工程学报. 2013(10)
[9]植物根系固土护坡抗剪强度试验研究[J]. 刘小燕,桂勇,罗嗣海,邓通发,周军平.  江西理工大学学报. 2013(03)
[10]关于公路边坡坍塌问题的探讨[J]. 曹婧,曹云武.  中国新技术新产品. 2010(21)

博士论文
[1]公路黄土路堑高边坡稳定性研究[D]. 高德彬.长安大学 2008

硕士论文
[1]灌草混交根系提高高速公路边坡残余抗剪强度研究[D]. 朱琪.中南林业科技大学 2018
[2]植物根系形态和力学特性对黄土区浅层边坡土体的抗剪增强作用[D]. 王月.西北农林科技大学 2017
[3]植被护坡技术及工程绿色机理研究[D]. 兰明雄.华侨大学 2008
[4]植被护坡技术及综合防护体系研究[D]. 刘世奇.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2004



本文编号：3122951