沙棘根土复合体抗剪特性及其影响因素研究

摘要

[目的]完善干旱半干旱区植物固土抗蚀生物力学数据库，为揭示植物固土抗蚀生物力学响应机制提供参考依据。[方法]首先通过测定3年生沙棘（Hippophae rhamnoides）根数、根长、根表面积、根体积等形态分布数量指标，揭示其分布特点。在此基础上进行根-土复合体的室内直剪控制试验，并研究埋根数在2,4,6,10根的梯度变化下根-土复合体抗剪强度及其强度指标的变化规律。[结果]沙棘根系在≤2 mm直径范围内的根数、根长、根表面积、根体积百分比分别占其总根的72.86%,71%,76%和47%，表明沙棘根系以细根分布为主，有利于其对营养和水分的吸收，这也是沙棘能够适应干旱贫瘠环境的重要原因。直剪试验结果显示：在根系集中分布土层沙棘根-土复合体抗剪强度较素土增长了35%、根-土复合体的黏聚力较素土增长了27.55%，根-土复合体黏聚力与其抗剪强度的变化具有一致性，内摩擦角则相反，说明根-土复合体抗剪强度的提高，其中黏聚力起主要作用。沙棘根-土复合体抗剪强度、黏聚力随着埋根数量的增加二者的变化趋势一致，均呈现先增大后减小的规律，且都在埋根数量为4根时达到峰值。[结论] 3年生沙棘根系现阶段以细根分布为主，细根旺盛的生命活动加强根-土间相互作用，通过细根的网络胶结缠绕等，增大沙棘根-土复合体的抗剪强度，提升土体的稳定性及抗侵蚀能力。

关键词

沙棘 / 根系 / 分布特征 / 根-土复合体 / 黏聚力