香根草植物篱对三峡库区坡地紫色土侵蚀的影响

紫色土坡地是三峡库区水土流失的主要来源,严重影响着三峡工程的运行安全。植物篱是三峡库区坡地的重要水土保持措施之一,具有明显的减流减沙效益,然而植物篱地上及地下部分对坡面侵蚀的影响尚不明确。为此,该研究通过设置2个坡度（15°和25°）、2个降雨强度（60和120 mm/h）和3个坡面条件（裸坡对照、植物篱和仅有植物篱根系）,开展人工降雨试验,分析各试验条件下初始产流时间、径流量和侵蚀量的变化特征。结果表明：植物篱、地下部分和地上部分的平均减沙效益分别为75.59%、29.45%、46.13%,是对应的平均减流效益的4.79、4.60、4.92倍;地上部分和地下部分延缓初始产流时间、减流和减沙平均贡献率分别为48.28%和51.72%、62.25%和37.75%、60.44%和39.56%,表明植物篱对减沙作用更明显,且地上部分对产流产沙的影响大于其地下部分。以上结果加深了香根草植物篱对坡地侵蚀过程影响的理解,可为三峡库区紫色土坡地水土流失防治提供科学依据。     

拉拔作用下护坡植物香根草根系的力学性能

植物根系受拔时存在拔断破坏和拔出破坏两种破坏形式,而关于根系倾角对根系受拔力学性能和破坏形式的影响尚不清楚。该研究以香根草作为研究对象,分析不同直径（0.20～1.40 mm）根系单根抗拉性能。并设置不同受拔倾角（0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°）的根系进行单根抗拔试验,分析不同生长倾角下单根抗拔性能及其破坏形式,以明确植物根系生长倾角对根系受拔时力学性能和破坏形式的影响。结果表明：香根草根系的最大抗拉力和最大抗拔力随根系直径呈幂函数关系增加,而抗拉强度和抗拔强度则随根系直径呈幂函数关系减小。在受拔倾角为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°时,根系受拔力分别为0.48～2.71、0.59～4.16、0.79～4.08、0.95～4.47、1.86～5.39、2.20～6.39和2.95～7.46 N。随着根系受拔倾角的增加,根系最大抗拔力和抗拔强度增加。植物根系破坏形式受到根系直径和受拔倾角影响,根系直径越小越可能出现拔断破坏,而根系受拔倾角越大,受拔发生拔断破坏的根系数目越多,被拔断的临界根径越大。研究结果表明根系直径和受拔倾角明显影响根系力学性能及拔破时的破坏形式,这对深入理解根系固土机理具有重要意义。     

狗牙根根系抗拉性能对水淹时长的响应

为明确水淹胁迫下植物根系对水淹时长的响应特征，该研究以三峡库区消落带优势植物狗牙根根系为研究对象，以未水淹为对照，分析不同水淹时长下（0,15,30,60,90,120,150和180 d）狗牙根根重密度、根系活力及抗拉性能的变化规律，明确根系抗拉性能对水淹时长的响应规律。结果表明：随着时间的增加，对照组根重密度和根系活力基本无明显变化，而淹没组根重密度与根系活力均随水淹时长增加呈先急剧减小后缓慢减小的变化规律，水淹初期（15 d）减小量分别占根重密度和根系活力总减小量的65.15%和75.86%。水淹环境会明显降低狗牙根根系抗拉性能，根系最大抗拉力和抗拉强度均随水淹时长的增加而下降，180 d水淹分别造成根系抗拉系数和抗拉强度系数减小了59.46%和59.48%。不同直径根系对水淹的响应程度有所不同，根系最大抗拉力下降程度随其直径的增加而增加，0.6～0.7 mm直径狗牙根根系最大抗拉力下降幅度最大，达7.56 N，抗拉强度下降程度则随根系直径的减小而增加，0.1～0.2 mm直径狗牙根根系抗拉强度下降幅度最大，达36.42MPa。因此，水淹显著降低狗牙根根重密度、根系活力和抗拉性能...