6種水土保持植物枝條的數(shù)量特征

格日樂，額爾敦花?，宋想斌，孫保平

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，010019，呼和浩特;2.西南林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，650224，昆明;3.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，100083，北京)

6種水土保持植物枝條的數(shù)量特征

格日樂1，額爾敦花1?，宋想斌2，孫保平3

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，010019，呼和浩特;2.西南林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，650224，昆明;3.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，100083，北京)

植物枝條生物力學(xué)特性是研究植物地上部分防風(fēng)抗蝕作用的基礎(chǔ)。以內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾露天煤礦排土場(chǎng)平臺(tái)和邊坡上栽植的檸條、沙棘、紫花苜蓿、沙打旺、楊柴、草木犀6種常見水土保持植物的地上部分枝條為研究對(duì)象，研究枝條數(shù)量特征，確定其代表枝，從而為幾種植物枝條生物力學(xué)性質(zhì)的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)參數(shù)。代表枝的確定將枝條以0.5mm為一個(gè)徑級(jí)進(jìn)行分級(jí)，分別計(jì)算每個(gè)徑級(jí)組的累計(jì)枝數(shù)量比例、累計(jì)枝長(zhǎng)比例、累計(jì)枝表面積比例和累計(jì)枝干質(zhì)量比例，取這4個(gè)值相對(duì)較大的徑級(jí)組作為各自的代表枝。結(jié)果表明：檸條代表枝徑級(jí)為0.5～1和1～1.5mm，沙棘為1～1.5和1.5～2mm，楊柴為0～0.5和0.5～1mm，紫花苜蓿為0.5～1mm，沙打旺為0.5～1和1～1.5mm，草木犀為1～1.5mm。因此，在內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾采煤礦區(qū)及相似地區(qū)，在植物防風(fēng)抗蝕生物力學(xué)性質(zhì)的研究中，建議以上述6種水土保持植物作代表枝徑級(jí)為主要研究范圍。

枝條;代表枝;徑級(jí)

長(zhǎng)期以來，有關(guān)土壤侵蝕研究偏重于宏觀層面、偏重于植被地上部對(duì)土壤侵蝕的防護(hù)效應(yīng)，不同植被配置—坡度—土壤耦合的侵蝕規(guī)律、侵蝕量以及保水保土效益研究一直是熱點(diǎn)問題［1-7］。有關(guān)植物地上部防風(fēng)抗蝕的研究主要以植物增大地表粗糙度，降低近地表風(fēng)速，減小徑流流速為主。袁浩基［8］的 研 究 表 明，沙 棘 (Hippophae rhamnoidesLinn.)林可減少地表徑流80%。趙鴻雁等［9］進(jìn)行人工模擬降雨后對(duì)沙棘林的徑流量進(jìn)行分析，認(rèn)為5年生沙棘的徑流量為裸地的62.8%，泥沙量為裸地的12.8%。侯喜祿等［10］的研究表明，2～6年生的檸條(CaraganamicrophyliaLam.)林地的年徑流量占荒坡的58.4%，成林的年徑流量?jī)H占荒坡的8.9%。

目前植被防治土壤風(fēng)蝕研究?jī)?nèi)容主要包括植被防治土壤風(fēng)蝕機(jī)制、植被覆蓋對(duì)土壤風(fēng)蝕影響以及植被配置格局對(duì)土壤風(fēng)蝕影響的研究［11］。植被防治土壤風(fēng)蝕的機(jī)制是植被通過覆蓋地表、分解風(fēng)力以及阻擋輸沙等途徑，從而有效地降低風(fēng)速，減弱風(fēng)速?gòu)?qiáng)度，削弱風(fēng)對(duì)地表土粒的分離和搬運(yùn)，起到控制風(fēng)蝕的作用。其中植被的特征如覆蓋度、密度、高度、寬度、形狀以及排列方式等都會(huì)在不同程度上影響植被的防風(fēng)作用［12-13］。

植被對(duì)地表土壤風(fēng)蝕防護(hù)作用的影響因素除了植被覆蓋度外，還與植株的形狀、植物枝條的抗彎曲力和柔性變形、抗拉力等生物力學(xué)特性、植物植株的分布格局等因素密切相關(guān);然而，在過去的研究中，植被覆蓋度往往是研究的核心，而地上部分防風(fēng)抗蝕的生物力學(xué)特性的研究國(guó)內(nèi)外報(bào)道甚少，僅有的少量報(bào)道是針對(duì)小麥(Triticun aestivumLinn)、玉米(ZeamaysL.)等農(nóng)作物，研究特定莖稈作物的抗倒伏性，為作業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)提供技術(shù)參數(shù)［14-18］。

內(nèi)蒙古中西部地區(qū)是冬春季大風(fēng)、夏季暴雨—大風(fēng)交替作用下的風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)。大風(fēng)、暴雨過境時(shí)，植物體承受強(qiáng)大的風(fēng)力和沖刷力的作用。樹木枝葉具有較強(qiáng)的彈性，外力作用在植物體上，通過枝葉的阻擋、牽引等消耗一部分能量，從而越過植物體后，風(fēng)力和沖刷力減小;因此，在植物地上部分發(fā)揮作用方面，枝葉本身的力學(xué)特性是研究其防風(fēng)固沙、固土抗蝕機(jī)制的關(guān)鍵，其中枝條抗拉特性是生物力學(xué)特性的重要組成部分，是研究植物地上部分防風(fēng)抗蝕作用的基礎(chǔ)。

鑒于此，筆者以內(nèi)蒙古自治區(qū)中西部大型采煤礦區(qū)準(zhǔn)格爾煤田露天礦排土場(chǎng)平臺(tái)和邊坡上栽植的幾種常見水土保持植物沙棘、檸條、楊柴(Hedysarum fruticosumPal.var.lignosum(Trautv.)Kitag)、沙打旺(Astragalus adsurgensPall.)、草木犀(Melilotus officinalisLinn)、紫花苜蓿(Medicago sativaL)等的地上部分枝條為對(duì)象，研究其數(shù)量特征，從而確定每種植物枝條代表枝，為今后幾種植物地上部分防風(fēng)抗蝕、防治土壤侵蝕的生物力學(xué)機(jī)制研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)參數(shù)，也為內(nèi)蒙古風(fēng)蝕和沙化嚴(yán)重地區(qū)、風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)、采煤礦區(qū)環(huán)境治理工程的生物措施中有效地進(jìn)行植物種的選擇、配置，進(jìn)而為上述地區(qū)灌、草結(jié)合、樹種混交、牧草混播的理想模式進(jìn)行防風(fēng)固沙、防治土壤侵蝕提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 研究區(qū)自然概況

黑岱溝露天煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗東部，E 111°13'～111°20'，N 39°43'～39°49'，屬于晉、陜、蒙接壤黃土地區(qū)，海拔1 025～1 302m。地處黃河西岸，面積52.11 km2。礦區(qū)氣候?qū)儆谥袦貛О敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫7.2℃，年均降水量404.1mm，多集中在7—9月，約占全年降水量的60%～70%，且以暴雨的形式出現(xiàn)。秋末和冬春盛行西北風(fēng)，多年平均風(fēng)速3.6m/s，年平均大風(fēng)時(shí)間達(dá)42.2 d，年均沙塵暴17～26 d。因受強(qiáng)烈侵蝕的影響，礦區(qū)內(nèi)地帶性土壤不明顯，非地帶性土壤黃綿土廣泛分布。礦區(qū)土壤主要為黃綿土，微堿性，肥力低下。排土場(chǎng)臺(tái)階上的土壤均為復(fù)填土，因排土車輛碾壓較緊密。礦區(qū)內(nèi)地帶性植被屬暖溫型草原帶，植被稀疏低矮，蓋度一般在30%以下，天然森林已全遭破壞。

2 研究方法

2.1 樣地及標(biāo)準(zhǔn)株選擇

2011年9月，在實(shí)驗(yàn)區(qū)的內(nèi)排土場(chǎng)平臺(tái)(平均高度1 255m，土壤為復(fù)填土)選擇生長(zhǎng)良好的檸條、沙棘、楊柴、沙打旺、紫花苜蓿和草木犀樣地，其中沙棘和檸條2種灌木造林方式為植苗造林，株行距為1.5m×1.5m，半灌木楊柴及其他3種草本植物均為直播造林，蓋度為60%，對(duì)每一種植物隨機(jī)抽取4年生植株50株(其中草木犀為2年生)作為1個(gè)樣本，測(cè)其地徑、株高及冠幅，計(jì)算其平均值。在50株樣本中找出與平均值最接近的5株植物作為標(biāo)準(zhǔn)株進(jìn)行研究。植株生長(zhǎng)狀況及標(biāo)準(zhǔn)株選取見表1。

表1 植株生長(zhǎng)狀況及標(biāo)準(zhǔn)株選取Tab．1 Growth conditions of plant and selection of standard strain

2.2 枝條數(shù)量分級(jí)測(cè)定方法

將選擇好的標(biāo)準(zhǔn)株，首先測(cè)定各級(jí)枝條的數(shù)量，然后分別剪下，用精度為0.01mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量每一條枝的直徑，并以0.5mm(枝刺等葉變態(tài)除外)為1個(gè)徑級(jí)，從0～0.5mm開始至4.5～5mm分為10個(gè)徑級(jí)，之后分為5～10mm和＞10mm2個(gè)徑級(jí)對(duì)枝條進(jìn)行分級(jí)，若某一個(gè)枝條跨越多個(gè)徑級(jí)，則在臨界點(diǎn)處將其剪斷，分別歸入相應(yīng)的徑級(jí)中。枝條長(zhǎng)度用盒尺測(cè)量，第i條枝的表面積

式中：Di為第i條枝的平均直徑;Li為第i條枝的長(zhǎng)度。

將2種灌木和半灌木楊柴及3種草本植物各個(gè)徑級(jí)的枝條分別在75℃(草本及半灌木)和85℃(灌木)條件下烘12 h，然后用1%的天平稱量各個(gè)徑級(jí)枝的干質(zhì)量。

2.3 代表枝的確定

如果針對(duì)每種植物的整個(gè)枝條研究植物地上部枝條防風(fēng)抗蝕的生物力學(xué)特性，工作量大，重復(fù)性小，針對(duì)上述問題，確定每種植物枝條的代表枝［19］。通過將植物地上部分枝條以0.5mm為一個(gè)徑級(jí)進(jìn)行分級(jí)，分別計(jì)算每個(gè)徑級(jí)的累計(jì)枝數(shù)量、累計(jì)枝長(zhǎng)、累計(jì)枝表面積、累計(jì)枝干質(zhì)量比例進(jìn)行分析判斷，取這4個(gè)值相對(duì)較大的徑級(jí)組，同時(shí)考慮植物種的環(huán)境適應(yīng)性特點(diǎn)，確定各自的代表枝。

3 結(jié)果與分析

3.1 枝條分枝和不同徑級(jí)枝條的數(shù)量特征

3.1.1 枝條分枝數(shù)量特征 從6種植物枝條分枝數(shù)量特征(表2)可以看出，枝條的總數(shù)量是檸條＞楊柴＞沙棘＞紫花苜蓿＞草木犀＞沙打旺，其中檸條有Ⅴ級(jí)側(cè)枝，占總枝數(shù)的22.75%，沙棘只有Ⅲ級(jí)側(cè)枝，表明檸條枝條分枝能力較沙棘強(qiáng)。半灌木楊柴及3種草本植物間相比較，只有楊柴有Ⅳ級(jí)側(cè)枝，其他3種草本植物只有Ⅱ級(jí)側(cè)枝，表明楊柴枝條分枝能力較紫花苜蓿、沙打旺和草木犀強(qiáng)。2種灌木植物中，檸條Ⅲ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)＞Ⅳ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)＞Ⅴ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)＞Ⅱ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)＞Ⅰ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)，且Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)所占比例和為21.22%，明顯小于Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)所占比例和(78.77%)，表明檸條以細(xì)枝分布為主。沙棘為Ⅱ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)＞Ⅲ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)＞Ⅰ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)，且沙棘Ⅱ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)占總枝條的65.67%，明顯大于其他序級(jí)，表明沙棘以粗枝分布為主。另外，從2種灌木植物不同序級(jí)枝條數(shù)量分布比例來看，均表現(xiàn)出分布不均勻的特點(diǎn)。

表2 6種植物枝條分枝數(shù)量特征Tab．2 Characteristics of branch quantity of six kinds of plant spieces

半灌木楊柴及3種草本植物中，從楊柴各序級(jí)枝條數(shù)量分布比例來看，其Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)所占比例和為21.52%，明顯小于Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)所占比例和(78.49%)。表明楊柴枝條分布特點(diǎn)與檸條相似，以細(xì)枝分布為主，而且從各序級(jí)側(cè)枝枝條數(shù)所占比例來看，表現(xiàn)出分布不均勻的特點(diǎn)。而紫花苜蓿、沙打旺和草木犀均為Ⅱ級(jí)分枝，即這3種草本植物分枝能力相同且小于楊柴。從不同序級(jí)枝條數(shù)量分布比例來看，紫花苜蓿、沙打旺和草木犀3種草本植物，均為Ⅱ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)＞Ⅰ級(jí)側(cè)枝枝數(shù)，即紫花苜蓿為58% ＞42%、沙打旺為73.68% ＞42%、草木犀為83.33% ＞16.67%，3種草本植物枝條分布的均勻程度大小順序?yàn)樽匣ㄜ俎＃旧炒蛲静菽鞠?/p>

3.1.2 不同徑級(jí)枝條的數(shù)量特征 對(duì)6種植物的標(biāo)準(zhǔn)株枝條進(jìn)行分級(jí)，結(jié)果見表3，分級(jí)后枝的總數(shù)量大小順序?yàn)?，楊柴＞檸條＞沙棘＞紫花苜蓿＞沙打旺＞草木犀，其中檸條分級(jí)前后枝數(shù)變化為228條，沙棘則為78條，表明檸條每一條枝跨越的直徑變化較沙棘更大。從2種灌木枝條分級(jí)后的數(shù)量特征來看，檸條在0.5～1.5mm徑級(jí)組范圍內(nèi)枝條數(shù)量最多為396條，占總數(shù)的52.73%，以較細(xì)枝條分布為主，沙棘則在1～2.0mm徑級(jí)組范圍內(nèi)枝數(shù)量最多為87條，占總數(shù)的57.62%。

表3 6種植物枝條分級(jí)后的數(shù)量特征Tab．3 Characteristics of branch quantity of six kinds of plant spieces after classification of diameter

從半灌木楊柴及3種草本植物枝條分級(jí)后的數(shù)量特征來看，首先，楊柴在0～1mm徑級(jí)組范圍內(nèi)枝數(shù)量最多為1 378條，占總數(shù)的88.9%，以細(xì)枝分布為主;紫花苜蓿在0.5～1mm徑級(jí)組范圍內(nèi)枝數(shù)量最多為41條，占總數(shù)的53.25%;沙打旺則在0.5～1.5mm徑級(jí)組范圍內(nèi)枝數(shù)量最多為22條，占總枝條數(shù)的52.38%。草木犀在1～1.5mm徑級(jí)組范圍內(nèi)枝數(shù)量最多為21條，占總數(shù)的60%。其次，半灌木楊柴及3種草本植物分級(jí)前后枝數(shù)變化從大到小的順序?yàn)闂畈?1 126條)＞紫花苜蓿(27條)＞沙打旺(23條)＞草木犀(11條)，表明楊柴每一條枝跨越的直徑變化最大，枝徑分布不均勻，而紫花苜蓿、沙打旺和草木犀每一條枝直徑變化相對(duì)較均勻。

3.2 代表枝的確定

對(duì)6種植物標(biāo)準(zhǔn)株間累計(jì)枝數(shù)量比例、累計(jì)枝長(zhǎng)比例、累計(jì)枝表面積比例和累計(jì)枝干質(zhì)量比例進(jìn)行方差分析得出：每種植物的標(biāo)準(zhǔn)株間上述4方面在a=0.05下均無顯著差異。

從表4中可以看出，檸條枝徑在0.5～2mm的累計(jì)枝長(zhǎng)比例和是57.73%、沙棘在1～2mm累計(jì)枝長(zhǎng)比例和是54.58%。從累計(jì)枝表面積比和累計(jì)干質(zhì)量的比例來看，檸條枝條數(shù)量比例大的徑級(jí)組0.5～1.5mm對(duì)應(yīng)的累計(jì)枝表面積比例與累計(jì)枝干質(zhì)量的比例相反卻小，分別為17.81%和7.86%，而沙棘則相反，其枝條數(shù)量比例大的枝徑組1～2mm對(duì)應(yīng)的累計(jì)枝表面積比例與累計(jì)干質(zhì)量比例也相應(yīng)大，其值分別為38.94%和29.16%。

表4 6種植物累計(jì)枝數(shù)量、累計(jì)枝長(zhǎng)度、累計(jì)枝表面積、累計(jì)枝干質(zhì)量的比例Tab．4 The percentage of cumulative amount，cumulative length，surface area and dry weight of six kinds of plant spieces

半灌木楊柴及3種草本植物中，從累計(jì)枝長(zhǎng)比例來看，楊柴在0～1mm的占86.76%，紫花苜蓿在0.5～1.5mm的占74.58%，沙打旺在0.5～1.5mm的占 39.72%%，而草木犀在 1～1.5mm的占51.60%。從累計(jì)枝表面積比例來說，楊柴在0～1mm的占63.55%，紫花苜蓿在0.5～1.5mm的占59.76%，沙打旺在0.5～1.5mm的占22.77%，草木犀在1～1.5mm的占40.68%。從累計(jì)干質(zhì)量比例來看，楊柴在0～1mm的占47.03%，紫花苜蓿在0.5～1.5mm的占56.31%，沙打旺在0.5～1.5mm的占12.5%，草木犀在1～1.5mm的41.55%。

根據(jù)上述分析結(jié)果，綜合考慮每種植物枝條上述4方面的數(shù)量分布特點(diǎn)，同時(shí)考慮幾種植物對(duì)排土場(chǎng)大風(fēng)、干旱貧瘠環(huán)境的適應(yīng)特點(diǎn)，最終確定檸條的代表枝徑級(jí)為0.5～1mm和1～1.5mm，沙棘的代表枝徑級(jí)為1～1.5mm和1.5～2mm。4種草本植物的代表枝徑級(jí)分別是，楊柴為0～0.5mm和0.5～1mm，紫花苜蓿為0.5～1mm，沙打旺代表枝徑級(jí)為0.5～1mm和1～1.5mm，草木犀代表枝徑級(jí)為1～1.5mm。

4 結(jié)論與討論

幾種植物枝條的分枝能力有差異，2種灌木相比較，檸條的分枝能力較沙棘強(qiáng)，這除了與植物本身的遺傳特性有關(guān)外也與植物生長(zhǎng)的環(huán)境條件密不可分。綜合考慮累計(jì)枝數(shù)、累計(jì)枝長(zhǎng)、累計(jì)枝表面積和累計(jì)枝干質(zhì)量比例4方面，以及植物對(duì)干旱貧瘠、大風(fēng)環(huán)境的適應(yīng)性特點(diǎn)，在枝條生物力學(xué)性質(zhì)的研究中，建議在內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾礦區(qū)再塑地貌——排土場(chǎng)及相似地區(qū)6種水土保持植物主要研究的枝莖范圍分別是，檸條為0.5～1mm和1mm～1.5mm，沙棘為1～1.5mm和1.5～2mm。半灌木楊柴及3種草本植物中，楊柴為0～0.5mm和0.5～1mm，紫花苜蓿為0.5～1mm，沙打旺為0.5～1mm和1～1.5mm，草木犀為1～1.5mm。

樹種不同其生物學(xué)特性不同，則表現(xiàn)為枝條的數(shù)量特征也不同，幾種植物中半灌木楊柴和檸條枝條的分枝能力最強(qiáng)，且2種植物代表枝徑級(jí)均以細(xì)枝分布為主，植物材料的直徑不同則生物力學(xué)特性不同［20-23］，而植物枝條的柔韌性、彎曲性等生物力學(xué)性質(zhì)均對(duì)粗糙度影響較大［19］，進(jìn)而對(duì)防風(fēng)、抗蝕防治土壤侵蝕的作用也不同，關(guān)于這方面特性有待進(jìn)一步研究。

5 參考文獻(xiàn)

［1］巧紅，宮淵波.四川盆周低山暴雨區(qū)不同配置模式水土保持林生物多樣性分析［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2005，24(6)：599-602

［2］唐克麗，席道勤，孫清芳，等.杏子河流域的土壤侵蝕方式及其分布規(guī)律［J］.水土保持通報(bào)，1984(5)：10-19

［3］王萬忠.黃土地區(qū)降雨侵蝕力R指標(biāo)的研究［J］.中國(guó)水土保持，1987(12)：34-38

［4］李勉，姚文藝.黃土高原草木植被水土保持作用研究進(jìn)展［J］. 地球科學(xué)進(jìn)展，2005，20(1)：74-80

［5］唐克麗，鄭世清，席道勤，等.杏子河流域坡耕地的水土流失及其防治［J］.水土保持通報(bào)，1983(2)：43-48

［6］曹成有，蔣德明，駱永明，等.小葉錦雞兒防風(fēng)固沙林穩(wěn)定性研究［J］. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，24(6)：1178-1186

［7］孫德祥，魏玉梅.半荒漠風(fēng)沙區(qū)土地沙漠化生物整治技術(shù)的研究［J］.中國(guó)沙漠，1997，17(2)：194-198

［8］袁浩基.豐富的沙棘資源與廣闊的利用前景［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1985(9)：3-5

［9］趙鴻雁，吳欽孝.黃土高原沙棘林水土保持功能研究［J］.沙棘，1996，9(6)：29-33

［10］侯喜祿，曹清玉，白崗栓.陜北黃土區(qū)不同森林類型水土保持效益的研究［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，1994，9(2)：20-24

［11］賈麗娜.幾種不同灌木矮林防風(fēng)阻沙能對(duì)比研究［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2010

［12］程皓，李霞，侯平，等.塔里木河下游不同覆蓋度灌木防風(fēng)固沙功能野外觀測(cè)研見［J］.中國(guó)沙漠，2007，27(6)：1022-1026

［13］岳德鵬，劉永兵.土壤風(fēng)蝕與植被防護(hù)研究［J］.西部林業(yè)科學(xué)，2005，34(2)：108-112

［14］郭玉明，袁紅梅，陰研，等.莖稈作物抗倒伏生物力學(xué)評(píng)價(jià)研究及關(guān)聯(lián)分析［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007，23(7)：14-18

［15］Bashford L L，Maranvile J W，Weeks S A，et al.Mechanicl properties affecting lodging of sorghum ［J］.ASAE，1976，19(6)：962-966

［16］Crookmm J，Ennos A R.Stem and root characteristies associated with lodging resistancein four winter wheat cultirars［J］.Journal of Agricultural Sciences，1994，123：167-174

［17］Tony F，Zhou Jiang，William H W.Competing effects of buckling and anchorage strength on optimal wheat stalk geometry ［J］.Journal of Biomechanical Enginering，2002，124(4)：441-449

［18］梁莉，郭玉明.作物莖稈生物力學(xué)性質(zhì)與形態(tài)特性相關(guān)性研究［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24(7)：1-6

［19］邢會(huì)文，姚喜軍，劉靜，等.4種植物代表根的研究［J］.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，29(4)：22-25

［20］marie G，Alexia S，F(xiàn)ranck S，et al.The influence of cellulose content on tensile strength in tree roots［J］.Plant and Soil，2005，278(1-2)：1-9

［21］趙麗兵，張寶貴.紫花苜蓿和馬唐根的生物力學(xué)性能及相關(guān)因素的試驗(yàn)研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007，23(9)：7-12

［22］李成凱.青藏高原黃土區(qū)四種草本植物單根杭拉特性研究［J］.中國(guó)水土保持，2008(5)：33-36

［23］呂春娟，陳麗華，周碩，等.不同喬木根系的抗拉力學(xué)特性［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27(增1)：329-335

Branch quantity characteristic of six kinds of soil and water conservation plants

Ge Rile1，Er Dunhua1，Song Xiangbin2，Sun Baoping3

(1.College of Ecology and Environmental Science，Innermongolia Agricultural University，010019，Hohhot;2.Southwest Forestry College，Environmental Science and Engineering，650224，Kunming;3.School of Soil and Water Conservation，Beijing Forestry University，100083，Beijing：China)

The biomechanical properties of branches is the basis for the study on effect of aerial part of plants on the windbreak and soil erosion reduction.In this paper the branches of six kinds of soil and water conservation plants(Caraganamicrophylia，Hippophae rhamnoides，Medicago sativa，Astragalus adsurgens，Hedysarum fruticosum，andmelilotus officinalis)in Waste Dump of Stripmine in Heidaigou were taken as research object.Through studying the the characteristic of branch quantity，representative branches of plants were determined，thus the bais data and relevant parameter were supplied to the study of biomechanical properties of branches.The process of selecting representative branches is that：firstly，the diameters of branches were divided into several classes with distance of 0.5millimeter.Then，the percentage of cumulative amount，cumulative length，surface area and dry weight of branches of each diameter class was calculated respectively，and diameter classes with high percentage of these values were selected as representative diameter classes.The results showed representative diameter classes of several plants，respectively，i.e.Caraganamicrophylia 0.5-1mm，1-1.5mm，Hippophae rhamnoides 1-1.5mm，1.5-2mm，Hedysarum fruticosum 0-0.5mm，0.5-1mm，Medicago sativa 0.5-1mm Astragalus adsurgens 0.5-1mm，1-1.5mm，Melilotus officinalis 1-1.5mm.In the study of the biomechanical properties of branches，it is recommended that in Innermongolia Zhungeer coalmining area and similar areas，representative diameter classes of the six kinds of soil and water conservation plant is themain study focus.

branch;representitive branches;diameter class

2012-03-04

2012-09-19

國(guó)家自然科學(xué)基金“準(zhǔn)格爾露天煤礦排土場(chǎng)水土保持功能植被固土抗蝕生物力學(xué)響應(yīng)機(jī)制”(41161046)

格日樂(1970—)，女，博士，副教授。主要研究方向：水土保持與荒漠化防治。E-mail：gerile81@sohu.com

簡(jiǎn)介：額爾敦花(1986—)，女，碩士研究生。主要研究方向：草地生態(tài)學(xué)。E-mail：eerdunhua2008@163.com

(責(zé)任編輯：程 云)