两种草本植物对红黏土边坡的固土护坡效应

[目的]探讨两种草本植物对红黏土边坡的固土护坡效应,为该类型边坡、河道、大坝的生态治理提供科学参考。[方法]以红黏土边坡为研究对象,选取狗牙根和香根草作为护坡植物,通过种植试验、根系拉伸试验、直剪试验、室内模拟冲刷试验,探讨两种草本植物的护坡效应。[结果]①种植150 d内,两种草本植物均稳定生长,根系抗拉强度持续增加;生长30~150 d,狗牙根的最大抗拉力从0.84 N增至8.59 N,香根草的最大抗拉力从4.78 N增至89.89 N。②生长120 d时,对比无根土,狗牙根根土复合体的黏聚力提升91.1%,内摩擦角提升12.45%;香根草根土复合体的黏聚力提升107.47%,内摩擦角提升12.74%。③生长150 d时,对比裸坡,狗牙根坡的径流速率降低45.02%~54.15%,产沙速率降低58.3%~93.85%,60 min累计产沙量降低81.02%;香根草坡的径流速率降低35.46%~46.48%,产沙速率降低46.8%~89.44%,60 min累计产沙量降低74.61%。[结论]两种草本植物对红黏土边坡都具有良好的固土护坡效应,香根草对土体抗剪强度的增益效果更明显,狗牙根的水土保持效果更显著。

长江河岸边坡狗牙根根系力学性能研究

河岸边坡在流域生态系统中发挥着重要作用,植物根系通过发挥抗拉力学性能,提高了边坡稳定性,对河岸边坡生态稳定具有意义。然而,目前对长江河岸不同高程和排水方式下优势草本物种根系的抗拉力学特性认识不足。因此,选取优势草本物种狗牙根为研究对象,进行室内拉伸试验,分析其在不同高程和排水方式下的抗拉力学特性。结果表明:(1)狗牙根的抗拉力与根径呈幂函数增长关系,其抗拉强度、延伸率以及弹性模量与根径满足幂函数下降关系。(2)狗牙根的抗拉力、抗拉强度以及弹性模模量与岸坡高程呈正相关,而其延伸率与岸坡高程呈负相关。(3)狗牙根的抗拉力、抗拉强度和弹性模量在一、二、三期岸坡排水方式下依次增加,而其延伸率则依次减小。研究结果阐明了高程和岸坡排水对河岸优势物种根系抗拉力学特性的影响,对长江河岸边坡治理与防护提供了理论基础。

退化高寒草甸斑块根—土复合体特征研究

高寒草甸斑块的根-土复合体对局部水土流失过程具有调控作用,为研究其特征及抗侵蚀效应,本研究选取三江源区达日县境内典型中度退化草甸的植被斑块为研究对象,调查草甸斑块中心与边缘植物群落特征,测定斑块边缘0~10 cm土层和斑块中心0~20 cm土层的容重、含水率、毛管孔隙度等土壤物理性质,并开展单根拉伸和根-土复合体直剪试验。结果表明:受优势种矮嵩草的分布影响,地上生物量主要分布在斑块中心,根系主要分布在0~10 cm土层;斑块中心区域土壤抗剪强度、内摩擦角和粘聚力均随土层深度的增加而减小;斑块边缘区域土壤粘聚力,抗剪强度明显高于斑块中心区域,草甸斑块植物根系是土壤抗剪强度的主要影响因素。草甸斑块根-土复合体能明显增加退化草甸土壤的抗侵蚀能力,研究结果可为深入研究高寒草甸根系固土功能及水土流失调控提供科学依据。