黄河源区不同禁牧年限对垂穗披碱草单根及其根-土复合体力学强度特征的影响

为研究黄河源区不同禁牧年限高寒草地植物根系力学特性及根系增强土体抗剪强度贡献特征,本研究以黄河源区河南县地区未禁牧、1 a禁牧、4 a禁牧、10 a禁牧4种工况下的高寒草地植物垂穗披碱草为研究对象,在野外调查、取样及室内单根拉伸试验和根-土复合体直剪试验的基础上,探讨了垂穗披碱草在不同禁牧年限下,单根抗拉力和根-土复合体抗剪强度指标变化特征及其影响因素。结果表明:1~4 a短期禁牧增加了垂穗披碱草生长量指标,而10 a长期禁牧其生长量指标则呈降低的变化特征。随着禁牧年限增加,垂穗披碱草单根抗拉力呈先增大后降低的变化规律,1和4 a禁牧单根抗拉力较未禁牧增幅分别为15.9%、14.8%;垂穗披碱草单根抗拉强度、根-土复合体黏聚力均呈降低趋势,其中10 a禁牧垂穗披碱草单根抗拉强度、根-土复合体黏聚力相对于未禁牧降低幅度最大,分别为57.3%、63.5%。进一步研究表明,根-土复合体黏聚力c值与根径、土体密度之间呈显著正相关关系,与含水率之间则呈显著负相关关系,且黏聚力c值随含根量的增加呈先增大后减小的变化规律。研究结果可为高寒地区开展草地退化、水土流失等灾害的有效防治提供理论支撑和实际指导。