白龙江流域干热河谷区典型乔木根土体力学和渗透特征

岳东霞; 高宏洋; 邓汉华; 王永斌; 梁耿; 孟兴民

doi:10.13885/j.issn.0455-2059.2026.02.004

兰州大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (2) : 172 -182. DOI: 10.13885/j.issn.0455-2059.2026.02.004

白龙江流域干热河谷区典型乔木根土体力学和渗透特征

岳东霞, 高宏洋, 邓汉华, 王永斌, 梁耿, 孟兴民

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摘要

为揭示白龙江流域干热河谷区不同植被根系对千枚岩边坡的固土效应,选取白龙江流域两种典型乔木优势物种刺槐和花椒,通过野外根系调查、根系室内抗拉试验、根土体直剪试验和渗透试验等,系统分析了千枚岩边坡两种植被根系、根际土壤的基本特征及根土体力学、入渗特征.结果表明,在距树干0、 25、 50 cm处,刺槐根系的根面积比(R_AR)大于花椒,毛细根含量大于花椒,水平方向毛细根含量减少幅度优于花椒.刺槐和花椒根系的峰值抗拉力与直径均为幂函数正相关关系,但根系抗拉强度与直径分别呈幂函数正相关和幂函数负相关.在千枚岩坡面上刺槐根系对土体抗剪强度的提升幅度大于花椒,且倾斜根系相较于垂直根系对抗剪强度的提升幅度更大;根系对土壤渗透能力起到促进作用,根系截面积比在一定范围内与入渗速率呈正相关.刺槐在沟道和坡面两种生境下以及花椒在沟边台地处均能提高泥石流物源区的渗透性,且刺槐在千枚岩边坡对土壤渗透性影响大于沟道堆积体.刺槐和花椒根系均能有效提高表土土壤黏聚力和抗剪强度,并能够增加入渗速率,减缓地表产流速度.研究结果可为边坡生态工程设计和物种优选提供科学支撑.