三峽庫區(qū)4種庫岸邊坡的植被根系固土效應(yīng)研究

徐少君, 類淑桐, 曾 波

(1.河南科技大學(xué) 林學(xué)院, 河南 洛陽 471003; 2.臨沂大學(xué) 山東省水土保持與環(huán)境保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 臨沂 276005; 3.西南大學(xué) 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400715)

三峽庫區(qū)4種庫岸邊坡的植被根系固土效應(yīng)研究

徐少君1, 類淑桐2, 曾 波3

(1.河南科技大學(xué) 林學(xué)院, 河南 洛陽 471003; 2.臨沂大學(xué) 山東省水土保持與環(huán)境保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 臨沂 276005; 3.西南大學(xué) 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400715)

選擇三峽庫區(qū)無植被、草叢、灌叢及林木覆蓋的4種邊坡，測(cè)量了土壤表層(0—15 cm)的抗沖和抗蝕增強(qiáng)值，并以10 cm為單位分層獲取了土壤表層(0—50 cm)的根長(zhǎng)密度、根系生物量、土壤含水量、田間持水量、抗剪強(qiáng)度等指標(biāo)。結(jié)果表明：(1) 灌叢邊坡的抗沖與抗蝕增強(qiáng)值均最大，顯著高于草叢和林木邊坡；灌叢邊坡的抗剪強(qiáng)度值較大，裸地在10—20 cm的土層急驟增大，然后隨土層深度逐漸減小，林地在最深層有著最大值。(2) 3種有植被覆蓋邊坡的根系均集中在30 cm的表層，根長(zhǎng)密度隨著土層深度而減??；草叢和灌叢的根生物量在各層間變化不明顯，林木根生物量隨土層加深而迅速減??；(3) 裸地的土壤含水量隨著土層深度而急劇增加，林木則呈相反趨勢(shì)，草叢和灌叢的變化較為平緩；灌叢的田間持水量在各層間基本保持一致，草叢和林木隨著土層的加深而降低，裸地的表層田間持水量較大；(4) 灌叢邊坡的土體最穩(wěn)定，各指標(biāo)在土壤各層間較為穩(wěn)定，林木和草叢邊坡也有一定的穩(wěn)定性，無植被覆蓋的邊坡穩(wěn)定性最差。

土壤固持力; 抗沖增強(qiáng)值; 抗蝕增強(qiáng)值; 抗剪強(qiáng)度; 根長(zhǎng)密度; 土壤含水量

三峽水庫成庫后，受大壩調(diào)水的影響，在庫區(qū)兩岸邊坡會(huì)形成垂直最高達(dá)30 m的消落區(qū)，消落區(qū)原有的植被由于無法適應(yīng)高強(qiáng)度的水淹而退化，甚至死亡，從而造成景觀質(zhì)量和生態(tài)效應(yīng)的惡化，給庫區(qū)帶來水土流失、邊坡崩塌、生態(tài)惡化等一系列問題，利用生態(tài)恢復(fù)學(xué)原理，采取在庫岸邊坡的消落區(qū)人工構(gòu)建植被，是保護(hù)三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要措施之一[1-2]。

植被對(duì)邊坡土壤的穩(wěn)定作用，除了通過地上部分減緩雨水和地表徑流對(duì)土壤的濺蝕和沖蝕之外，還主要表現(xiàn)另兩個(gè)方面：植被通過“土壤—植被—大氣”連續(xù)體，吸收并蒸騰土壤中的多余水分；植被通過地下的根系增強(qiáng)土壤的穩(wěn)定能力[3-4]。有研究表明，土壤含水量過多，其穩(wěn)定性大為降低，而植被象水泵一樣可通過蒸騰作用，將土壤的水分散發(fā)到空氣中，同時(shí)其枯落層通過涵水作用，從而共同調(diào)節(jié)土壤中的水分，使土壤的含水量保持在合理的水平，起到提高土壤穩(wěn)定的作用[3,5]。植物根系，特別是細(xì)根能纏繞、穿插土體，配合根系的分泌物或死根形成的有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)土粒的團(tuán)聚體的形成，從而提高了土體對(duì)地表徑流的抗沖作用和增強(qiáng)了土體受水浸泡時(shí)的抗分散、懸浮能力，這兩種能力被分別稱為土壤抗沖性和抗蝕性[4]。此外，根系在土體的穿插、盤結(jié)，能夠象混凝土中的鋼筋一樣，提高土壤的抗剪切能力，從而起到減少淺層土體受到剪切力破壞而出現(xiàn)滑坡、坍塌的可能性，進(jìn)一步起到了穩(wěn)固土體、保護(hù)邊坡重要作用[6-7]。因此，除了直接通過對(duì)原狀土的沖涮和浸泡以明確土壤的抗沖能力和抗蝕能力，以及在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)根土復(fù)合體進(jìn)行剪切試驗(yàn)之外，獲取植物根系在土壤中的分布特征、根土復(fù)合體的含水量和現(xiàn)場(chǎng)便攜式測(cè)量根土復(fù)合體的抗剪切強(qiáng)度，均是間接反映植物根系對(duì)土體固持力增強(qiáng)效應(yīng)的重要指標(biāo)[3,8]。

野古草、牛鞭草和甜根子草等草本耐水淹植物被認(rèn)為是構(gòu)建消落區(qū)的最佳物種，秋華柳、疏花水柏枝等小灌木，及一些林木也被認(rèn)為是庫區(qū)構(gòu)建植被的潛在物種[9-11]，但在庫區(qū)邊坡如何配制物種以最大的發(fā)揮其保持水土及改良土體穩(wěn)定性的生態(tài)效應(yīng)還沒有研究的先例，因此本試驗(yàn)選取現(xiàn)存于庫區(qū)較為常見的幾種植被覆蓋的邊坡類型：水淹后無植被存在的邊坡，退水后的草叢邊坡，消落區(qū)上緣的灌叢及林木邊坡做為研究樣地，希望對(duì)其有關(guān)指標(biāo)：土壤抗沖性、土壤抗蝕性、土壤抗剪強(qiáng)度、土壤含水量、田間持水量、根長(zhǎng)密度等進(jìn)行分層(10 cm)研究，試圖明確以下兩個(gè)問題：(1) 不同植被覆蓋類型邊坡土體的抗沖性、抗蝕性、抗剪強(qiáng)度和根系分布、土壤含水量、田間持水量等特征如何？(2) 哪一種植被類型的根系對(duì)邊坡土體的固持力增強(qiáng)效應(yīng)更好？從而為三峽庫區(qū)邊坡的耐水淹植被構(gòu)建提供參考。

1 試驗(yàn)區(qū)概況與試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于重慶市忠縣的三峽庫區(qū)生態(tài)恢復(fù)與綜合治理技術(shù)與示范區(qū)(30°25′N，108°07′E)內(nèi)，取樣地點(diǎn)距離長(zhǎng)江中心河道約3.5 km，屬汝溪河下游段的庫區(qū)邊坡，海拔145～185 m，土質(zhì)為黃黏土，坡度約為12°～15°。根據(jù)三峽水庫蓄水方案，從2012年起，每年10月份至第二年5月份左右水庫蓄水至175 m，而5月份至10月份降至145 m的防洪水位(2006—2012年冬季最高蓄水至156 m)，因此三峽水庫完全蓄水后庫岸邊坡要經(jīng)歷冬季的水淹和夏季雨水的沖刷。

為最大限度的消除取樣時(shí)各樣地受雨水和露水的影響，在天氣連續(xù)晴朗5 d以后的2008年6月5—8日，每天上午8時(shí)開始，一天內(nèi)僅完成一個(gè)樣地的取樣和測(cè)量工作，4個(gè)樣地歷時(shí)4 d，天氣均為晴天。選擇的樣地邊坡分別為裸地(NS)、空心蓮子草—蒼耳草叢，蓋度>80%(GS)、黃荊—鹽膚木灌叢，蓋度>80%(SS)、白櫟—青岡林木叢，蓋度>95%(FS)，高程分別在145，150，165，185 m，坡度較為一致，其中，裸地和草叢邊坡已經(jīng)經(jīng)歷過2次蓄水至156 m的冬季水淹，草叢的優(yōu)勢(shì)物種空心蓮子草和蒼耳從出水開始計(jì)有1個(gè)多月的生長(zhǎng)時(shí)間，林木樣地的土質(zhì)較薄，底層為風(fēng)化的巖層。

1.2 研究方法

1.2.1 抗沖性和抗蝕性 利用根鉆(Eijkelkamp Agrisearch Equipment Model 15.01)與挖壕溝相結(jié)合的方法，從樣地的土壤表層取根土復(fù)合體的土柱，鉆取前先去除土壤表層的枯落物或莖葉，豎直向下鉆取。土柱的直徑為8 cm，高15 cm，每一樣地取10個(gè)，5個(gè)用于抗沖試驗(yàn)，5個(gè)用于抗蝕試驗(yàn)。抗沖與抗蝕指標(biāo)的獲取分別采用改進(jìn)的原狀土沖刷法和抗崩解裝置，分別用抗沖性增強(qiáng)值(Ev)和抗蝕性增強(qiáng)值(Cv)來表征[12]。Ev=(Cr-C0)/C0，Cr為含根土柱的抗沖刷系數(shù)，C0為空白對(duì)照，(Cr-C0)則表示由于根系存在而使土壤沖刷系數(shù)增加的值，那么Ev值的意義就是由于土壤中根系的存在而使土壤抗沖性增加的倍數(shù)?？刮g性增強(qiáng)值的計(jì)算公式為Cv=(Vr-V0)/V0，V0為無根系土柱的崩解速率(崩解單位含飽和水土重所需的時(shí)間)，Vr表示含根土柱的崩解速率，土壤抗蝕增強(qiáng)值用字母Cv表示，Cv值的意義就是由于根系的存在而使土柱抗崩解能力增強(qiáng)的倍數(shù)。

1.2.2 抗剪強(qiáng)度 使用現(xiàn)場(chǎng)葉片測(cè)試儀(Eijkelkamp Agrisearch Equipment Model 15.05)，結(jié)合挖壕溝的方法，分層(10 cm)測(cè)量土壤的抗剪強(qiáng)度。

1.2.3 根長(zhǎng)密度與根生物量 利用根鉆，配合挖壕溝的方法，分層取得高10 cm，直徑8 cm的土柱，用清水沖洗出所有的根系，利用根系分析系統(tǒng)(WinRHIZO Pro.2004c)，在掃描分辨率200 dpi下，分析根系的總長(zhǎng)度，從而得到根長(zhǎng)密度，然后將根系在80°C條件下烘72 h，用電子天平稱重，得到根系生物量，每個(gè)樣地5個(gè)重復(fù)。

1.2.4 土壤含水量 利用環(huán)刀分層(10 cm)取土的方法測(cè)量土壤含水量。其中土壤持水量(SWC)的計(jì)算公式為：[(土壤鮮重-土壤干重)/土壤鮮重]x100%；田間持水量(FC)的計(jì)算公式為：[(含飽和水鮮重—土壤干重)/含飽和水鮮重]x100%。用電子天平獲取含環(huán)刀的鮮土重。將帶土樣的環(huán)刀置于濾紙上，放于平底水盆內(nèi)，加水至環(huán)刀上緣0.5 cm處，放置12～14 h，空去多余的重力水，稱取后可獲得含飽和水土壤重量。最后利用烘箱在105°C條件下烘24 h，獲取土壤干重，每層土壤5個(gè)重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種邊坡土壤的抗沖性與抗蝕性

3種不同邊坡的植被根系對(duì)土壤的抗沖性和抗蝕性均有一定的增強(qiáng)效應(yīng)，但增強(qiáng)效應(yīng)的程度不同，其中灌叢土壤的抗沖性和抗蝕性增強(qiáng)值都最大，分別達(dá)到了10.13，5.42，與其他兩個(gè)植被類型土體之間有極顯著差異(p<0.001)；其次為林地土體的根系的抗沖性，增強(qiáng)值為1.19，但和草叢土體之間沒有顯著差異；另外，抗蝕性增強(qiáng)值在林地和草叢土體之間也沒有顯著差異，增強(qiáng)效應(yīng)不明顯(圖1)。

圖1 3種邊坡表層(15 cm)土壤抗侵蝕增強(qiáng)值

土壤抗沖性及抗蝕性主要取決于土壤本身的理化性質(zhì)，但植物根系可以通過改變土壤的理化性質(zhì)而增強(qiáng)土壤的抗沖性和抗蝕性[6]。一方面，植物根系通過纏繞和包圍土體而達(dá)到抵抗水流的沖蝕而提高抗沖性，另一方面，根系的細(xì)根深入土粒之內(nèi)，釋放分泌物，從而增加了水溶性顆粒，提高了其抗蝕能力[4,6]。本試驗(yàn)中，土壤為粘性較強(qiáng)的黃土，本身粘結(jié)程度較高，根系對(duì)土壤理化性質(zhì)的改變可能沒有普通土質(zhì)明顯。相對(duì)而言，林木和灌叢對(duì)土壤的作用時(shí)間較長(zhǎng)，其改善作用應(yīng)該較為明顯。本研究中灌叢由于有較多的細(xì)根而草叢的根系較少(圖2)，因而在抗沖性和抗蝕性都顯著高于其他兩種植被覆蓋的邊坡。通常情況下，林木有著生物量較大的根系和更大的橫向和縱向分布空間，穿插纏繞土體的潛能較大，能夠較好的抵抗水流的沖蝕[13]。然而在本研究中，林木覆蓋邊坡的抗沖性增強(qiáng)效應(yīng)并不十分明顯，可能是根鉆的直徑相對(duì)于林木土體取樣來說有點(diǎn)偏小，影響了土體的原有結(jié)構(gòu)，造成了抗沖與抗蝕能力的下降。研究中對(duì)林木覆蓋的邊坡取樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)其表層土體有較多的腐殖質(zhì)，而較多的腐殖質(zhì)利于土壤團(tuán)聚體的形成，土體中團(tuán)聚體的增多，能顯著的增加土壤的抗侵蝕能力[14]。

圖2 3種邊坡表層根長(zhǎng)密度和生物量

2.2 3種邊坡的根長(zhǎng)密度與根系生物量

3種邊坡根土復(fù)合體的根長(zhǎng)密度，在土壤中的垂直分布變化趨勢(shì)一致，都是隨著土層的加深而減小，并且在土壤表層的0—10 cm分面有最大的根長(zhǎng)密度，均顯著高于其他層(p<0.05)；草叢和灌叢的根系生物量都較少，在各層間的分布較相近，而林木各層之間變化較大，0—30 cm分布最多，而在30—50 cm分布較小，接近草叢和灌叢(圖2)。

已有的研究成果表明，植物根系的分布，隨著土層的加深而逐漸降低，且大多都集中分布在表層30 cm，根系生物量的分布也呈這種規(guī)律[15]。本試驗(yàn)的結(jié)果也顯示出這種規(guī)律，即根長(zhǎng)密度和根系生物量也隨著土層加深呈遞減趨勢(shì)。本研究中的草叢樣地中，草本植物主要為庫區(qū)水位回落后恢復(fù)生長(zhǎng)的空心蓮子草，其特點(diǎn)是地上部分較發(fā)達(dá)，而節(jié)間生長(zhǎng)的不定根不發(fā)達(dá)；樣地中的蒼耳為一年生的草本，也在其生長(zhǎng)的初期，也并未形成發(fā)達(dá)的根系，根量也較少。灌叢的根系的生物量較多，其根長(zhǎng)密度的均值比草叢的大，但其生物量與草叢的生物量均值間差別不明顯，僅在土體20—30 cm處的分布多于前者，說明灌叢土體的細(xì)根較草叢的多。林木的主根較為發(fā)達(dá)，根長(zhǎng)密度和根量最大，細(xì)根的數(shù)量的也較多。在取樣時(shí)發(fā)現(xiàn)林木所處的土質(zhì)層較薄，35 cm以下基本為母質(zhì)層，土質(zhì)堅(jiān)硬，分布的根量在此層急劇減少，根系生物量已經(jīng)和草叢和灌叢接近?？傊?，林木有著最大的根長(zhǎng)密度和根生物量，灌叢次之，但有較多的細(xì)根，而草叢土體的根系并不發(fā)達(dá)。已有的研究表明，根系提高土體因持力的關(guān)鍵有效因素是細(xì)根[4,6,12-13]，這也意味著在本研究中，灌叢和林木邊坡應(yīng)該有著有較好的土體固持力。

2.3 4種邊坡土壤的含水量

4種邊坡土壤的含水量垂直變化趨勢(shì)明顯：裸地的土壤持水量隨著土層的深度逐漸增大，特別是10—50 cm的土層變化顯著，林木的土壤持水量則出現(xiàn)相反的趨勢(shì)，即隨著土層加深而降低，草叢和灌叢的持水量變化較為相近，各土層間的變化不明顯。就土壤表層10 cm的土壤持水量而言，林木最大，為23.11%，草叢和灌木較小，分別為17.46%和16.99%，裸地最小，僅為12.13%。草叢和林木的田間持水量變化較為一致，都隨土層加深而減小，裸土則是先減小再增大，拐點(diǎn)在10—20 cm的土層，灌叢各土層間田間持水量基本一致，變化不明顯(圖3)。

土壤的水分對(duì)植物根系的生長(zhǎng)和分布有直接的影響，同時(shí)植物根系的生長(zhǎng)也會(huì)對(duì)土壤環(huán)境，包括土壤水分的含量也會(huì)產(chǎn)生反作用，而土壤各層中相對(duì)穩(wěn)定的含水量是表征土壤邊坡穩(wěn)定的重要參數(shù)之一[3,5]。圖3的結(jié)果顯示，灌叢邊坡的土壤水分含量在土層之間變化并不明顯，說明灌叢邊坡土壤各層之間的理化性質(zhì)較為接近，加之根系的作用，能使其保持在一個(gè)較為穩(wěn)定的水分含量水平，因而利于土體的穩(wěn)定。試驗(yàn)中，林木表層的腐殖質(zhì)較為發(fā)達(dá)，與其他3種邊坡土壤類型相比，土壤含水量較高，田間持水量也最高，但因其土質(zhì)較薄，所以土壤含水量和田間持水量隨著土層的變化幅度較大。草叢植被有較發(fā)達(dá)的地上部分，蓋度很大(>80%)，能形成較好的微生境，所以土層的土壤含水量變化不大。裸地土壤表層無植被覆蓋，土壤表層水分易于蒸發(fā)，所以土壤中的含水量隨土層加深急劇減小。

圖3 4種邊坡的土壤含水量

從圖4可以看出，裸地的土壤持水量與田間持水量相比，盡管變化趨勢(shì)較一致，但它樣各層之間差值變化較大，特別是表層0—10 cm之間最大，0—20 cm次之，然后才逐漸趨于較穩(wěn)定；而灌叢和林木的土壤含水量與田間持水量之間的差值，在各層間較一致。

由此可以推測(cè)，裸地的表層有較大的吸水潛能，但由于無植被作用，其土壤含水量保持在一個(gè)較低的水平，如果受雨水或水庫水淹的作用，其表層極易積累大量的水分，不能及時(shí)通過植被的蒸發(fā)而降低水分含量，因而其穩(wěn)固能力較低。林地和灌叢則不同，各層之間的土壤含水量和田間持水量之間的變化趨勢(shì)一致，說明根系對(duì)土壤水分的調(diào)控作用十分明顯，這種特征十分利于土體邊坡的穩(wěn)定。

2.4 4種邊坡的土壤抗剪強(qiáng)度

4種邊坡的土壤抗剪強(qiáng)度變化趨勢(shì)各不一樣，總體來說，草叢的變化特點(diǎn)較為明顯，與其他3種植被類型覆蓋的邊坡相比，各層的抗剪強(qiáng)度均較小，且垂直變化幅度不大；林木類型邊坡的抗剪強(qiáng)度，在各層間(0—30 cm)變化較小，但其深層的值最大；相對(duì)而言灌叢的抗剪強(qiáng)度在各層的值均較大；裸地的抗剪強(qiáng)度在整個(gè)土層變化幅度最大，在10—20 cm的值達(dá)到最大，然后隨土層加深而大幅減小(圖5)。

圖4 3種邊坡的土壤持水量和田間持水量對(duì)比

圖5 4種不同植被邊坡坑剪強(qiáng)度

影響土體抗剪強(qiáng)度的因素很多，土壤的理化性質(zhì)，如土質(zhì)的類型、團(tuán)聚體的含量、水分的含量等和根系的增強(qiáng)作用等[3,13]，當(dāng)主要考慮根系和水分對(duì)土壤抗剪強(qiáng)度的影響時(shí)，較大的根長(zhǎng)密度、較多的細(xì)根量和相對(duì)較低的土壤含水量利于提高土壤的抗剪強(qiáng)度。本研究中測(cè)量了邊坡土壤的含水量和土體中根系特征，當(dāng)僅考慮這兩個(gè)影響土體抗剪強(qiáng)度的主要因素時(shí)，裸地邊坡的抗剪切僅與土壤的含水量相關(guān)，而其較低的水量提高了土壤的抗剪能力；草叢邊坡空心蓮子草由于經(jīng)歷了冬季水淹，可能恢復(fù)生長(zhǎng)的時(shí)間較短(1個(gè)多月)，不定根較細(xì)脆而且短，難以穿插而形成穩(wěn)定土體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因而對(duì)增強(qiáng)土壤的抗剪強(qiáng)度貢獻(xiàn)不明顯，又由于有高于裸地邊坡的含水量，所以表現(xiàn)出最小的抗剪強(qiáng)度。灌叢的含水量低于林木，也有相對(duì)較大的根長(zhǎng)密度，所以根系網(wǎng)絡(luò)纏繞土體的潛能應(yīng)該較強(qiáng)，因而有著較高的抗剪強(qiáng)度能力；林木覆蓋的邊坡有最大的根長(zhǎng)密度，因而有發(fā)達(dá)的根系網(wǎng)絡(luò)，但土壤的含水量較高，兩者的共同作用的結(jié)果使它并沒有表現(xiàn)出較高的抗剪強(qiáng)度。

3 結(jié) 論

綜上所述，灌叢邊坡有低于林木的含水量，有顯著的土壤抗沖和土壤抗蝕能力，有較多的細(xì)根和較大根長(zhǎng)密度，也有較大的土壤抗剪強(qiáng)度，實(shí)測(cè)的抗沖性和抗蝕性也是最強(qiáng)的；林木有最大的土壤含水量，最多的根系分布，而草叢有著較少的根量，有著最小的抗剪強(qiáng)度。因此，灌叢邊坡的植被根系對(duì)土壤固持力的增強(qiáng)作用最為明顯，應(yīng)該能在植被構(gòu)建中能發(fā)揮最優(yōu)的保持水土、穩(wěn)定邊坡土體的生態(tài)效應(yīng)。林木根系也有較好的提高土壤固持力的效果，考慮到對(duì)庫區(qū)通航的影響，可以種值在較高的地段，以充分發(fā)揮其植冠和莖干的截留及其枯落物的較強(qiáng)涵養(yǎng)水源的重要作用。在本研究中草叢的根系未能表現(xiàn)出較好的穩(wěn)固土體的作用，可能與其優(yōu)勢(shì)物種空心蓮子草的根系特點(diǎn)有關(guān)，但考慮到空心蓮子草是耐水淹物種，經(jīng)歷高強(qiáng)度水淹出水后仍能迅速的恢復(fù)生長(zhǎng)[16]，因而也應(yīng)關(guān)注其對(duì)庫岸邊坡積極的生態(tài)恢復(fù)效應(yīng)。

[1] 戴方喜,許文年,陳芳清.對(duì)三峽水庫消落區(qū)生態(tài)系統(tǒng)與其生態(tài)修復(fù)的思考[J].中國(guó)水土保持,2006(12):6-8.

[2] Mitsch W J. Ecological engineering—the7—year itch. [J]. Ecological Engineering, 1998,10:119-138.

[3] Osman N. Parameters to predict slope stability-soil water and root profiles[J]. Ecological Engineering, 2006,28:90-95.

[4] 劉定輝,李勇.植物根系提高土壤抗侵蝕性機(jī)理研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2003,17(3):34-37,117.

[5] Fan C C. Role of roots in the shear strength of root-reinforced soils with high moisture content[J]. Ecological Engineering, 2008,33:157-156.

[6] 熊燕梅,夏漢平,李志安,等.植物根系固坡抗蝕的效應(yīng)與機(jī)理研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2007,18(4):895-904.

[7] 鄢朝勇,葉建軍,韋書勇.植被對(duì)邊坡淺層穩(wěn)定的影響[J].水土保持研究,2007,14(1):24-28.

[8] 沈慧,姜鳳岐,杜曉軍.水土保持林土壤改良效益評(píng)價(jià)研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào).2000,20(5):753-758.

[9] 李婭,曾波,葉小齊,等.水淹對(duì)三峽庫區(qū)岸生植物秋華柳(SalixvariegataFranch.)存活和恢復(fù)生長(zhǎng)的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2008,28(5):1923-1930.

[10] 王勇,吳金清,陶勇,等.三峽庫區(qū)消漲帶特有植物疏花水柏枝(Myricarialaxiflora)的自然分布及遷地保護(hù)研究[J].武漢植物學(xué)研究,2003,21(5):415-422.

[11] 李昌曉,鐘章成.模擬三峽庫區(qū)消落帶土壤水分變化條件下落羽杉與池杉幼苗的光合特性比較[J].林業(yè)科學(xué),2005,41(6):28-34.

[12] 徐少君,曾波,類淑桐,等.三峽庫區(qū)幾種耐水淹植物根系特征與土壤抗水蝕增強(qiáng)效應(yīng)[J].土壤學(xué)報(bào),2011,48(1):160-167.

[13] 陸桂紅,楊順,王鈞,等.植物根系固土力學(xué)機(jī)理的研究進(jìn)展[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2014,38(2):151-156.

[14] 吳彥,劉世全,付秀琴,等.植物根系提高土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒含量的研究[J].土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào),1997,3(1):45-49.

[15] 崔浪軍,梁宗鎖,韓蕊蓮,等.沙棘—楊樹混交林生物量、林地土壤特性及其根系分布特征研究[J].林業(yè)科學(xué),2003,39(6):1-7.

[16] 王海鋒,曾波,李婭,等.完全水淹條件下空心蓮子草的生長(zhǎng)、存活及出水后的恢復(fù)動(dòng)態(tài)研究[J].武漢植物學(xué)研究,2008,26(2):147-152.

StabilityofRoot-FixedSoilon4DifferentSlopesintheThreeGorgesReservoirRegion

XU Shaojun1, LEI Shutong2, ZENG Bo3

(1.ForestryCollege,He′nanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang,He′nan471003,China; 2.KeyLaboratoryofSoilandWaterConservationandEnvironmentalConservationinShandongProvince,LinyiUniversity,Linyi，Shandong276005,China; 3.KeyLaboratoryofEco-environmentsinThreeGorgesReservoirRegion,MinistryofEducation,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China)

In this experiment, four slopes with different vegetation covers in the Three Gorges Reservoir banks, slope without vegetation (NS), slope with grass (GS), slope with shrub (SS) and slope with forest (FS), were selected. Anti-erodibility and anti-erosion of 0—15 cm layer, as well as root length density(RLD), root biomass (RB), soil water content (SWC), field capacity (FC), anti-shearing strength(ASS) of every 10 cm soil layer were measured. The results showed that: (1) the enhanced anti-erodibility and anti-erosion value in SS were both significantly higher than those of GS and FS. ASS of the NS increased, the maximum was found at the 10—20 cm layer, and then decreased with the increase of soil depth, while that of the FS increased with the increase of soil depth; (2) the roots of the 3 types of vegetation mainly distributed in 0—30 cm layer, and RLD decreased with the increase of soil depth; the biomass of the GS and the SS changed a little among soil layers, while that of the FS decreased with the increase of soil depth; (3) the SWC of the BS increased significantly with soil depth, while that of the FS was to the contrary; the SWC of the GS and the SS changed slowly with the increase of soil depth; the FC of the SS remained stable among layers, while that of the FS and the GS decreased with the increase of soil depth; the FC of the BS decreased with the increase of soil depth, the maximum occurred at surface layer； (4) the SS had the largest soil stability, and the largest anti-erosion, anti-shearing strength, anti-penetratation strength; a bit of stability was also observed in the GS and the FS, while the worst stability occurred in the NS.

soil stability; anti-erodibility; anti-erosion; anti-shearing strength; root length density; soil water content

2016-05-03

：2016-05-17

國(guó)家自然科學(xué)基金(31500371,31370443);河南科技大學(xué)博士科研基金(09001685)

徐少君(1975—),男,河南省洛陽市人,博士,講師,主要從事植物生態(tài)研究。E-mail:xushaojun@126.com

S157

：A

：1005-3409(2017)02-0119-05