浅层滑坡多发区典型灌木根系对边坡土体抗剪强度的影响
发布时间：2022-01-06 01:34
生态建设是"一带一路"可持续发展的基础,甘肃省陇南市位于"一带一路"核心区域,地处浅层滑坡多发区,地质灾害频发。通过单根抗拉试验和重塑土直接剪切试验对该区域四种典型灌木杠柳、胡枝子、酸枣和石榴的土壤及根系进行研究,探讨灌木根系对土壤物理性质和浅层滑坡的改善效应。结果表明,灌木根系能显著提高土壤含水率,改善孔隙结构;抗拉强度与根径间存在显著幂函数关系（P<0.01）,根径<1 mm的毛细根抗拉强度最强,单根抗拉强度依次为胡枝子>石榴>酸枣>杠柳;重塑土抗剪强度随土壤含水率升高而降低,土壤粘聚力（C）和内摩擦角（φ）均随含水率增加而减小,在10%的最优含水率下,抗剪强度依次为石榴>酸枣>杠柳>胡枝子;随根系密度增加,杠柳和胡枝子的根-土复合体抗剪强度减小,酸枣和石榴在1.5倍天然根系密度下对土壤抗剪强度增强效果最强。通过评价浅层滑坡多发区不同灌木护土固坡效应,为"一带一路"沿线展开生态修复提供理论依据。
【文章来源】：生态学报. 2019,39(14)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
不同灌木垂直剖面土壤含水率Fig．2Soilmoisturecontentofdifferentshrubverticalsections图3不同灌木垂直剖面土壤孔隙度Fig．3Soilporosityofdifferentshrubsverticalsections
http://www．ecologica．cn拉强度，根系抗拉强度与根径之间有明显的幂函数关系(图5)，随根径增大，抗拉强度减小。抗拉强度范围分别为:杠柳4．31MPa—86．6MPa，胡枝子25．8MPa—158MPa，酸枣6．74MPa—48．6MPa，石榴17．5MPa—89．9MPa，胡枝子抗拉强度较高，酸枣最低。当根径小于1mm时，抗拉强度递减速率最快，四种灌木抗拉强度均较高，其中胡枝子毛根抗拉强度约为酸枣和杠柳的2倍。在1mm—4mm根径范围内，根系抗拉强度随根径变化平缓，胡枝子根系抗拉强度约为石榴2倍、酸枣和杠柳的3倍。四种灌木中胡枝子根系抗拉强度最好，根径小于1mm的毛根抗拉强度较好。图2不同灌木垂直剖面土壤含水率Fig．2Soilmoisturecontentofdifferentshrubverticalsections图3不同灌木垂直剖面土壤孔隙度Fig．3Soilporosityofdifferentshrubsverticalsections图4土壤团聚体含量Fig．4Soilaggregatecontent3．3重塑土抗剪强度3．3．1土壤含水率对抗剪强度的影响土壤抗剪强度随垂直正压力的增加呈线性增长，满足摩尔-库伦强度理论τ=C+δtanφ(图6)。在设定含0215生态学报39卷
http://www．ecologica．cn图7根-土复合体的抗剪强度与垂直压力的关系Fig．7Ｒelationshipbetweenshearstrengthandverticalpressureofroot-soilcomposite表2不同含根密度下根-土复合体直接剪切试验结果Table2Ｒesultsofdirectsheartestofroot-soilcompositeunderdifferentrootdensities植物类型Planttype根系密度Ｒootdensity/(g/100g土)抗剪强度与正压力拟合关系Ｒelationshipbetweenshearstrengthandpositivepressure粘聚力CＲootcohesion/kPa内摩擦角φIntermalfrictionangle/(°)粘聚力C值增长幅度Cohesiongrowthrate/%Ｒ2杠柳0y=22．46+0．51x22．4627．02－0．96P．sepium0．50y=29．13+0．54x29．1328．3729．700．830．75y=25．43+0．48x25．4325．6413．220．971．00y=23．13+0．40x23．1321．802．980．97胡枝子0y=11．86+0．44x11．8623．75－0．92L．bicolor1．20y=26．94+0．32x26．9417．74127．150．981．80y=16．30+0．50x16．3026．5737．440．952．40y=13．29+0．51x13．2927．4712．060．96酸枣0y=12．18+0．64x12．1832．62－0．96Z．jujube0．85y=18．22+0．34x18．2218．7849．590．771．28y=16．03+0．72x16．0335．7531．610．791．70y=13．08+0．48x13．0825．647．390．90石榴0y=11．81+0．65x11．8133．02－0．98P．granatum0．52y=19．56+0．52x19．5627．4765．620．970．78y=14．29+0．69x14．2934．6121．000．991．04y=12．92+0．64x12．9232．629．400．9614期李佳等:浅层滑坡多发区典型灌木根系对边坡土体抗剪强度的影响3215
【参考文献】：
期刊论文
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[6]“一带一路”建设农业生态环境合作现状与前景分析[J]. 姜晔,耿建忠. 世界农业. 2015(10)
[7]白龙江流域不同降雨侵蚀力模型对比研究[J]. 田黎明,孙爽,王刚,张鹏,马金珠. 水文. 2015(01)
[8]滇池流域山地富磷区常见植物的水土保持功能比较[J]. 王甜甜,付登高,阎凯,曹晶潇,张龙,张岩,张亚杰,段昌群. 水土保持学报. 2014(03)
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[10]不同植茶年限土壤团聚体及其有机碳分布特征[J]. 李玮,郑子成,李廷轩,刘敏英. 生态学报. 2014(21)
博士论文
[1]黄土高原水蚀风蚀交错带小流域植被恢复的水土环境效应研究[D]. 佘冬立.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2009
硕士论文
[1]林木根系对土壤性质的影响研究[D]. 郑力文.北京林业大学 2015
本文编号：3571449
【文章来源】：生态学报. 2019,39(14)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
不同灌木垂直剖面土壤含水率Fig．2Soilmoisturecontentofdifferentshrubverticalsections图3不同灌木垂直剖面土壤孔隙度Fig．3Soilporosityofdifferentshrubsverticalsections
http://www．ecologica．cn拉强度，根系抗拉强度与根径之间有明显的幂函数关系(图5)，随根径增大，抗拉强度减小。抗拉强度范围分别为:杠柳4．31MPa—86．6MPa，胡枝子25．8MPa—158MPa，酸枣6．74MPa—48．6MPa，石榴17．5MPa—89．9MPa，胡枝子抗拉强度较高，酸枣最低。当根径小于1mm时，抗拉强度递减速率最快，四种灌木抗拉强度均较高，其中胡枝子毛根抗拉强度约为酸枣和杠柳的2倍。在1mm—4mm根径范围内，根系抗拉强度随根径变化平缓，胡枝子根系抗拉强度约为石榴2倍、酸枣和杠柳的3倍。四种灌木中胡枝子根系抗拉强度最好，根径小于1mm的毛根抗拉强度较好。图2不同灌木垂直剖面土壤含水率Fig．2Soilmoisturecontentofdifferentshrubverticalsections图3不同灌木垂直剖面土壤孔隙度Fig．3Soilporosityofdifferentshrubsverticalsections图4土壤团聚体含量Fig．4Soilaggregatecontent3．3重塑土抗剪强度3．3．1土壤含水率对抗剪强度的影响土壤抗剪强度随垂直正压力的增加呈线性增长，满足摩尔-库伦强度理论τ=C+δtanφ(图6)。在设定含0215生态学报39卷
http://www．ecologica．cn图7根-土复合体的抗剪强度与垂直压力的关系Fig．7Ｒelationshipbetweenshearstrengthandverticalpressureofroot-soilcomposite表2不同含根密度下根-土复合体直接剪切试验结果Table2Ｒesultsofdirectsheartestofroot-soilcompositeunderdifferentrootdensities植物类型Planttype根系密度Ｒootdensity/(g/100g土)抗剪强度与正压力拟合关系Ｒelationshipbetweenshearstrengthandpositivepressure粘聚力CＲootcohesion/kPa内摩擦角φIntermalfrictionangle/(°)粘聚力C值增长幅度Cohesiongrowthrate/%Ｒ2杠柳0y=22．46+0．51x22．4627．02－0．96P．sepium0．50y=29．13+0．54x29．1328．3729．700．830．75y=25．43+0．48x25．4325．6413．220．971．00y=23．13+0．40x23．1321．802．980．97胡枝子0y=11．86+0．44x11．8623．75－0．92L．bicolor1．20y=26．94+0．32x26．9417．74127．150．981．80y=16．30+0．50x16．3026．5737．440．952．40y=13．29+0．51x13．2927．4712．060．96酸枣0y=12．18+0．64x12．1832．62－0．96Z．jujube0．85y=18．22+0．34x18．2218．7849．590．771．28y=16．03+0．72x16．0335．7531．610．791．70y=13．08+0．48x13．0825．647．390．90石榴0y=11．81+0．65x11．8133．02－0．98P．granatum0．52y=19．56+0．52x19．5627．4765．620．970．78y=14．29+0．69x14．2934．6121．000．991．04y=12．92+0．64x12．9232．629．400．9614期李佳等:浅层滑坡多发区典型灌木根系对边坡土体抗剪强度的影响3215
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅层滑坡多发区典型植被恢复树种根系对土壤抗剪强度影响[J]. 洪苗苗,汪霞,赵云飞,欧延升,黄政. 山地学报. 2018(01)
[2]原状粉质黏土抗剪强度的恢复试验研究[J]. 曹荣国,范建华,马中骏,吕江峰. 路基工程. 2016(04)
[3]油松、华北落叶松根系抗拉特性的影响因素[J]. 李宁,陈丽华,杨苑君. 北京林业大学学报. 2015(12)
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博士论文
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硕士论文
[1]林木根系对土壤性质的影响研究[D]. 郑力文.北京林业大学 2015
本文编号：3571449
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