护坡植物根系与岩体相互作用的力学特性

通过野外原位拉拔试验,选取灌木铁仔、黄荆、羊蹄甲和禾本科金发草等4种植物,按着生点基岩风化程度不同,测定植株的抗拔力、单根的力学特性和生物指标,研究护坡植物根系与岩体相互作用的力学特性。试验结果表明:受根系构型、受力单根的极限抗拉力及作用根系数量的影响,其单根极限抗拉力随根径的增加而增大,之间有很好的幂函数关系;随植物类型不同,单根的拉力–伸长率关系不同,且极限伸长率随着根径的不同而变化,羊蹄甲与黄荆的拉力–伸长率为线性关系,遵从胡克定律,而灌木铁仔的拉力–伸长率为对数函数关系,羊蹄甲与黄荆根系的极限伸长率表现为随根径增大而降低,铁仔根系的极限伸长率与根径的关系表现出单峰形曲线;在地茎或株高相近的情况下,灌木的抗拔力随基岩风化程度的加剧而增大,在基岩风化程度相近的情况下,抗拔力随地茎、株高及地下生物量的增加而增大,之间具有很好的指数关系;草本植物金发草生物指标与抗拔力之间无明显的数学关系,与基岩间的力学作用不明显。探明根系力学作用特性随植被与基岩类型改变而改变的特征,可为岩石边坡植被护坡工程构造设计及植被类型选择提供必要的参考。

三江源区植物根-土复合体的抗拉拔力特征及影响因素分析

为研究高寒地区草地恢复过程中牧草根系固土稳定性机制,在青藏高原三江源区对燕麦根—土复合体进行原位拉拔试验,系统分析了燕麦根—土复合体抗拉力的表现特征及影响因素。结果表明:(1)根—土复合体的抗拉力在不同地形、种植方式等不同情况下,表现出的特征不一致。高密度区比低密度区的抗拉力小,撒播区比条播区的抗拉力小,高坡度区比低坡度区抗拉力小,远离冲蚀沟区比冲蚀沟区附近抗拉力小,且差异显著(P<0.05)。(2)根—土复合体的抗拉力与地上生物学性状相关性低,与根系生物学性状相关性高。(3)复合体的抗拉力与根径(RD)、须根条数(RN)呈极显著正相关(P<0.01),与根长(RL)、单根生物量(RW)呈显著正相关(P<0.05)。

不同生长期多花木兰根系抗拉拔特性及其根系边坡的稳定性

为研究不同生长期灌木植物根系抗拉拔特性,并分析其对护坡效应的影响,对生长期分别为3个月、6个月、9个月、12个月、15个月和18个月的典型护坡灌木植物多花木兰根系进行室内抗拉试验和现场抗拔试验,并采用二维有限元法模拟试验区不同生长期多花木兰根系边坡稳定性的增强作用。结果表明:受不同生长期的影响,多花木兰单根的抗拉力随着根径的增加呈幂函数增大,抗拉强度随着根径的增加呈幂函数减小,单根直径一定时,抗拉力和抗拉强度随着生长期的增长而增大;受不同生长期的影响,多花木兰植物根系的抗拔力随着地径、地下生物量和侧根数的增加呈指数函数增大,多花木兰根系的平均生物指标和平均抗拔力的增大幅度随着生长期的增长而减小,其中平均抗拔力增大幅度由102.78%减小到31.55%;边坡的安全系数随着植物生长期的增长而增大,等效塑性应变和最大位移随着植物生长期的增长而减小,其中最大等效塑性应变较裸坡减小了24%～72%,最大水平位移的减少程度约为最大竖向位移的一半。

宝鸡引种胶东卫矛生物学特性的初步观测

研究表明：胶东卫矛生长期主要集中在5~10月,在宝鸡能抵御低温和耐高温。茎上的不定根能扎入土崖里生长,将主干固定土崖上,借此向上攀援生长。它的这种生长特性,解决了多年来困扰北方地区陡坡土崖绿化问题。