黄土丘陵沟壑区刺槐动态固坡效应

植被能够有效提升浅层坡体的稳定性和抗蚀性。为了初步定量评估浅层滑坡易发的黄土丘陵沟壑区植被固坡作用在自然条件下的动态变化结果,以黄土丘陵沟壑区主要造林树种刺槐为例,考虑植被固坡的根系机械作用和水文作用在2017年全年自然条件下的动态变化。通过挖掘根系剖面对根系截面积分布进行调查,单根抗拉试验测试根系抗拉强度,以利用Wu模型对刺槐根系的附加黏聚力进行计算;通过现场调查确定研究样地与植被水文作用相关的参数,室内入渗试验和土壤离心试验获取土壤的水力学参数,利用生态水文领域水分运移软件Hydrus-1D对刺槐植被坡体水分的运移进行瞬态分析;最终基于变饱和条件下的无限斜坡模型对坡体的稳定性进行分析,并分别计算刺槐根系机械作用和水文作用对坡体稳定性的动态贡献率。结果表明:(1)刺槐根系机械作用对20,40,60 cm深度处浅层坡体的稳定性提升196.56%±28.08%,106.74%±13.19%,20.61%±2.43%,同时机械作用的贡献率还具有一定波动性;(2)刺槐在生长期内,通过林冠截留拦截70.2 mm的降雨量,蒸腾耗水作用改变坡体土壤含水量和吸应力,有效地提升坡体稳定性;(3)根系机械作用的贡献全年均存在,且波动性较水文作用贡献率的波动性小,但水文作用的贡献主要发生在刺槐的生长期,且水文贡献率的部分峰值较机械作用的贡献率大。研究结果进一步揭示了黄土高原丘陵沟壑区刺槐植被坡体在自然条件下的动态变化过程。     

甘肃天水浅表层滑坡易发区滑坡分布与植被根系特征

为探究甘肃天水浅表层滑坡易发区滑坡分布特征与植被的关系，选取典型滑坡区域和典型植被类型进行研究。油松、华山松、日本落叶松和锐齿槲栎为研究区内典型乔木类型，针对种间根系分布特征和力学特性展开研究。首先，通过无人机获取区域不同植被类型分布，统计得到不同林分类型下的滑坡密度；其次，通过剖面法调查0—100 cm土层深度内的根系数量与直径分布，进行了单根抗拉试验测得抗拉强度，并分层量化为根系附加黏聚力；最后，结合林分调查结果和岩土体力学性质，计算不同植被类型边坡在不同水分条件下和坡度下的安全系数。结果表明：（1）在滑坡高密度区和滑坡低密度区，油松×华山松林地的滑坡密度均高于日本落叶松×锐齿槲栎林地；（2）锐齿槲栎根系数量、分布深度和单根抗拉强度显著高于油松、华山松和日本落叶松，其根系垂直分布深度超过100 cm，抗拉强度最大可达（32.551±7.551） MPa，0—100 cm土层深度内提供的平均附加黏聚力达9.364 kPa；（3）当岩土体处于饱和的极端降水条件时，油松、华山松、日本落叶松对坡体稳定的作用效果为负，而锐齿槲栎能有效加固边坡，在当地具有防治浅表层滑坡的良好功能。