低纬高寒区6种护坡植物根系形态及力学性能OA

【目的】低纬高寒区生态环境脆弱,边坡稳定性和水土流失问题突出。研究该区域护坡植物根系形态及力学性能,定量分析评价其固土护坡效果,对优化区域生态防护体系具有重要意义。【方法】以6种典型护坡植物为研究对象,基于物种间竞争效应,采用正交试验设计播种配比,通过PVC管播种,1 a后分别进行根系形态扫描、单根抗拉及抗拔试验,运用主成分分析定量评价不同护坡植物及播种方式的固土护坡效果。【结果】1)混播时黑麦草(Lolium perenne)、锦鸡儿(Caragana sinica)和黄花木(Piptanthus concolor)根系形态总体较好,单播时草本植物与灌木植物根系形态呈现明显差异,混播时最具竞争优势的是黑麦草和锦鸡儿。2)紫花苜蓿(Medicago sativa)平均单根抗拉力与抗拔力最大,分别为5.62和5.42 N,而早熟禾(Poa annua)单根抗拉强度与抗拔强度最大,分别为139.10和220.13 MPa。3)6种护坡植物中,黄花木和黑麦草固土护坡效果较优,沙棘(Hippophae rhamnoides)最弱,基于根系固土效果分析,最优播种配比为黑麦草15.00 g/m^(2)、紫花苜蓿10.00 g/m^(2)、早熟禾5.00 g/m^(2)、锦鸡儿15.00 g/m^(2)、黄花木22.50 g/m^(2)、沙棘7.50 g/m^(2)。【结论】物种类型与播种方式对根系形态特征具有显著影响;植物根径与单根抗拉力及抗拔力整体呈正相关,而与抗拉强度及抗拔强度呈负相关。研究结果可为低纬高寒区护坡植物优化配置及边坡植被恢复工程提供理论依据和技术参考。