共查询到20条相似文献，搜索用时 250 毫秒
1.
基于植物生长过程的根系固土机制及Wu模型参数优化 总被引：4，自引：0，他引：4
【目的】为提高植物根系固土效果模型量化的准确性,针对植物根系在土壤中受破坏的不同方式,基于植物生长过程的根土复合体直剪试验,利用根的拔出与抗拉试验,分析根系在不同生长时期的受力机制,定量评估植物根系对土壤的加固效果。【方法】在原有直剪仪器的基础上,设计了一套分离式、可测定盆栽植物根系固土效果的装置。将12棵3年生山矾幼树样本直接种植于直剪盒,针对移植后1个月、4个月和1年后山矾根系的单根抗拉强度、拔出强度和根土复合体的抗剪强度进行测定,建立植物单根直径与单根抗拉强度、拔出强度的关系曲线。在时间尺度上,研究影响其根系固土的相关参数变化,分析根系与土壤的相互作用机制和根系的破坏情况,并优化现有Wu模型,并尝试评估动态生长过程中的根系固土效果。【结果】1)植物根系固土效果受抗拉强度与拔出强度的共同影响,在植物的生长的过程中,拔出强度对固土效果的影响比抗拉强度更加显著;2)随着植物种植时间的增加,4个月后根土复合体的抗剪切强度显著增加,1年后根土复合体的抗剪切强度较前4个月增长放缓。根土复合体发生剪切破坏后,根系发生断裂破坏的概率随种植时间的增加而增加。3)将根系抗拉和拔出强度2个参数加入到植物根系固土模型的计算中,可以更好地反映植物根系固土效果,特别是对于植物移植生长过程,模型计算结果与实际值平均相差仅为8.13%。【结论】植物根系在1年的生长周期内,根系数量不会发生较大变化,根系抗拉强度由其材料属性决定,也不会发生较大变化。而根系与土壤间的键合则变得更加紧密,根系的拔出强度增加显著,更多的根系在土壤发生破坏时发生断裂,最终提高根系加固土壤的效果。 相似文献
2.
[目的]为探讨根系在轴向拉力和径向折力下的易损部位。[方法]以3 4 a的柠条、沙柳、沙棘和白沙蒿为研究对象,采用TY8000伺服控制材料试验机测定4种植物侧根分支处和相邻直根的抗拉力与抗折力。[结果]表明:在1 4 mm根径范围内,4种植物侧根分支处和相邻直根的抗拉力、抗折力均与直径呈幂函数正相关,抗拉强度、抗折强度均与直径呈幂函数负相关;同径级时,每种植物单根的抗拉强度和抗折强度均表现为侧根分支处小于相邻直根,4种植物侧根分支处和相邻直根的抗拉强度为柠条((23.70±3.97)、(28.02±4.40)MPa)沙柳((14.86±1.28)、(20.33±1.76)MPa)沙棘((10.60±2.40)、(15.86±3.90)MPa)白沙蒿((5.07±1.25)、(8.80±1.74)MPa),侧根分支处和相邻直根的抗折强度为:柠条((33.66±7.74)、(47.06±4.41)MPa)沙柳((17.31±1.91)、(27.54±3.82)MPa)沙棘((3.97±1.23)、(8.75±1.70)MPa)白沙蒿((2.18±0.39)、(6.15±1.01)MPa)。[结论]无论受轴向拉力还是径向折力,4种植物根系易损部位均为侧根分支处。造成垂直根模型(WWM)和纤维束模型(FBM)预测根系固土能力偏高的补充原因为:(1)模型根系全部计入直根的抗拉力,忽略了侧根分支处,而侧根分支处是根系固土的薄弱点。(2)模型假设所有根系为轴向受拉的杆件。实际根土复合体发生剪切时,根可能承受轴向拉力,也可能承受径向折力。对于抗折强度小于抗拉强度的植物,模型必然高估根的实际固土能力。 相似文献
3.
《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2016,(8)
通过对香根草根-土复合体的室内直剪试验,探讨了根系直径和分布方式对根-土复合体抗剪强度的影响。研究发现,在其它条件相同的情况下,垂直加斜交等量布根时,复合体的抗剪强度最高;垂直加水平等量布根时,其抗剪强度最低;其它布根方式时,其抗剪强度介于上述二者之间。研究表明,根系分布方式对根-土复合体的粘聚力的影响是非常明显的,而对其内摩擦角的影响却并不明显。同时,在相同根系数量和布根方式条件下,随着根系直径的增大根-土复合体的抗剪强度及内摩擦角先增大后减小。当根系直径达到某一值时,根-土复合体的抗剪强度达到最大值。研究结果对进一步探索生态护坡工程中根-土复合体的抗剪强度形成机理具有重要的理论意义,也为生态护坡工程的强度和边坡稳定分析提供了理论依据。 相似文献
4.
4种乔木根系不同埋根方式根-土复合体的抗剪特性 总被引：5，自引：0，他引：5
在固定的土壤含水量和干密度条件下,分别选取直径3,5和7 mm的落叶松、油松、白桦和蒙古栎根系,采用水平埋根、垂直埋根和复合埋根的方式制备直径为101 mm的根土复合体试样;应用全自动三轴压缩仪,设定围压分别为200,400和600 kPa,对试样进行固结不排水试验,评价埋根方式和根系直径对土壤抗剪强度的影响。结果表明：加根复合体的抗剪强度明显大于素土,抗剪强度随着埋根直径的增加而增大,土壤抗剪强度表现为复合根复合体＞水平根复合体＞垂直根复合体。植物根系在土壤中形成横纵交错的状态对减少滑坡等自然灾害可起到更好的作用。 相似文献
5.
《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2020,(7)
【目的】利用活动式根箱在土壤栽培条件下原位动态观察和分析黄梁木移栽后根系的形态和分布变化，解答黄梁木是如何构建根系网络及其根系形态和分布是否存在独特特征的两大问题，以期为黄梁木的水肥管理提供理论依据。【方法】将6个月苗龄的黄梁木实生苗移栽于装有赤红壤的活动式根箱，每10 d利用扫描仪获取0～15、15～30和30～45 cm土层根系生长图像，借助根系分析软件WinRHIZO和Image J分析移栽后40 d内这3个土层的根长、根表面积、根体积、根直径、根分支数和根分支角度等指标，并计算根直径、根深宽比、根分支数和分支角度的动态变化率以及根分支数和分支角度的相关性，最后模拟移栽后黄梁木根系生长变化。【结果】在移栽后40 d内，黄梁木的根长、根表面积、根体积、根直径和根分支数均随时间变化不断增加，根系伸长速率达到21.4 cm·d~(-1)；黄梁木70%的根长、根表面积、根体积和根分支数分布15～30 cm和30～45 cm土层；黄梁木根系总长、根表面积和根体积主要由直径≤1.5 mm的细根贡献，特别是直径≤1.5 mm根系长度占根系总长的百分比大于96%；根系横向伸展速率为0.77～1.5 cm·d~(-1)，纵向伸长速率达2.6 cm·d~(-1);15～30 cm土层单条二级根产生的三级根数量显著大于0～15 cm和30～45 cm土层的，最大值达58条·二级根-1；二级根和三级根分支角度在60°～80°之间；二级根和三级根的分支角度随着时间变化而不断增大，且二级根和三级根的分支数和分支角度均呈极显著正相关关系（P 0.01），相关系数均大于0.8。【结论】本研究的活动式根箱及相关方法较好地实现了土壤栽培条件下黄梁木根系生长的动态原位观察和分析。黄梁木综合运用不断伸长根系和扩大分支角度两种策略，在移栽后的短时间内长出大量细根，迅速在15～45 cm土层建成较发达的根系网络，形成较强的水分和养分吸收能力。为保障黄梁木移栽后快速生长，建议在15～45 cm土层追肥。 相似文献
6.
3种散生竹的单根抗拉力学特性 总被引：5，自引：0，他引：5
植被在改善生态环境、减少水土流失、涵养水源、固土护坡等方面具有其他工程措施所不能替代的作用.现有研究表明,植物根系对土壤的力学作用,能够稳定土层结构、提高土壤的抗剪强度,是植被实现固土护坡的重要手段(Roering et al.,2003;李绍才等,2006;吕春娟等,2011).
林木根系的抗拉力学特性是影响根系固土护坡效果的重要因素(陈丽华等,2008).植物根系由众多单根构成,单根是发生根土力学作用的基本单元,单根的抗拉能力及抵抗形变能力决定了植株受外力时的整体形变状态及对土壤的约束能力,因此,具有较大抗拉强度的单根构成的根系将有助于土壤的稳固和增强. 相似文献
7.
通过对贫瘠土壤环境下生长1年的香根草根系在土中分布的统计分析,得到了香根草根系数量和根系横截面积沿土层深度变化的规律,并基于香根草根系抗拉强度的一系列试验,研究了根系抗拉强度随其直径和长度而变化的特性。结果表明:香根草根系的数量和横截面积沿深度呈递减趋势,但大部分根系分布在较深的土层内;随着根径和长度的增长,抗拉强度逐渐下降,根径的影响更加明显。在此基础上,改进了现有的根系抗拉强度计算模型,并给出了针对香根草的模型参数。计算结果和实测数据非常吻合,证明了该理论模型的可靠性,为根土复合体抗剪强度研究和植物边坡稳定分析提供了理论基础。 相似文献
8.
对4种暖季型草坪草的固土性能进行了力学试验比较。对根系抗拉强度和土壤抗剪强度进行测定,结果表明:不同草坪草根系具有不同的抗拉强度,百喜草根系平均抗拉强度34.64 MPa假俭草27.58 MPa狗牙根26.31MPa结缕草22.82 MPa;不同坡度与植物种类影响着根系对土体抗剪强度的强化作用;运用加权平均法综合评价分析4种暖季型草坪草土体抗剪强度,排序为百喜草假俭草结缕草狗牙根。 相似文献
9.
本文以江苏省宿迁市绿化常用草本植物高羊茅为研究对象,通过植物学和材料力学的研究方法,对高羊茅根系的土体分布特征和单根抗拉力学特性进行研究分析。结果显示:在0~40 cm土层中,高羊茅直径≤1.0 mm的根系密度大于直径>1.0 mm的根系,且其生物量随土层深度的增加而减少;高羊茅根系的单根抗拉力与根系直径之间呈正相关关系,抗拉强度与直径之间呈负相关关系。研究表明高羊茅根系具有较强的固土护坡能力,可以有效增强土体稳定性,在减缓公路土石边坡水土流失方面发挥较大作用。 相似文献
10.
通过对香根草和小叶女贞两种不同植物根系构成的根土复合体及两种植物混交根系构成的根土复合体分别进行了系列直剪试验研究,探索了在不同含水率及不同含根比的情况下,植物根系对复合体抗剪强度的影响规律。研究表明,草本植物香根草以及木本植物小叶女贞的根系都能提高根土复合体的抗剪强度,但二者对复合体抗剪强度指标的贡献是不同的,且混交根土复合体的抗剪强度仍符合库伦强度理论。在此基础上,本研究提出了根土复合体的内摩擦角随小叶女贞含根比变化的幂函数关系式。以上研究为进一步探索林草一体化高稳定护坡技术,具有重要的理论意义。 相似文献
11.
大叶石蝴蝶组培苗根系形态对不同生长素的响应 总被引：1，自引：0，他引：1
《西部林业科学》2019,(6)
以大叶石蝴蝶组培苗为材料,在组培生根阶段,采用不同生长素进行其根系诱导培养,比较不同处理下生根苗的根系形态及根冠比对激素的响应变化。结果表明,NAA可显著增加生根苗的根系直径、根表面积、根体积、根尖数以及根冠比;IBA可显著增加根系的总根长、根系直径、根体积、根尖数以及分支数;IAA可显著增加根系的总根长、总根表面积、根体积以及根的分支数。其中,总根长、根尖数以IBA的促进效果最为明显;根系直径、根系表面积、根体积以及根系分支数以NAA的促进效果最为明显;而根冠比仅在NAA处理下存在显著差异。综合分析显示,NAA对大叶石蝴蝶生根苗的根系形态影响最大。研究结果可为其组培苗生根的激素选择和使用提供重要的理论依据,也可为组培苗的根系形态定向重塑提供一定的理论指导。 相似文献
12.
浙南山区6种优势乔木植物根系的力学特性研究 总被引：5，自引：0，他引：5
为研究乔木植物固土护坡的力学机制,以中亚热带常绿阔叶林为例,对浙江南部的山体滑坡、泥石流易发区内优势植物:苦槠(Castanopsis sclerophylla)、甜槠(C.eyrei)、枫香(Liquidambar formosana)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)6种乔木植物根系进行室内力学比较试验。结果表明:不同植物根系具有不同的抗拉力与抗拉强度;所有植物的单根抗拉力都随着直径增加而增大,其中杉木的抗拉力最低,甜槠、枫香和马尾松居中,苦槠和南酸枣的较高;6种植物直径与抗拉力间的拟合函数中以幂函数最为适合,并且6种植物直径与抗拉力间成幂函数正相关关系;6种植物根系的抗拉强度随着直径增加而降低,并且所有植物抗拉强度与其直径成幂函数负相关关系,其中杉木的抗拉强度明显低于其它树种;苦槠和南酸枣的固土护坡作用较大,枫香、甜槠、马尾松居中,而杉木的则最差。 相似文献
13.
以鄂尔多斯及神木县采煤塌陷区的沙漠治理植物黑沙蒿为研究对象,采用TY8000伺服式强力机研究其根系的易损部位及易损荷载类型。结果表明:在1~5 mm径级范围内,黑沙蒿直根及侧根分支处的抗拉力、抗折力均与根径呈幂函数正相关,抗拉强度、抗折强度均与根径呈幂函数负相关。在各部分试验根中,平均根径分布规律均为:相邻上级直根侧根分支处相邻下级直根,其抗拉强度、抗折强度的差异均表现为:相邻下级直根侧根分支处相邻上级直根,在2种受力形式下,侧根分支处抵抗外力能力均优于相邻上级直根,弱于相邻下级直根。黑沙蒿直根及侧根分支处的抗拉力均大于抗折力,抗拉强度均大于抗折强度,说明,黑沙蒿直根及侧根分支处抵抗轴向拉力的能力均优于抵抗径向折力,其易损荷载类型为径向折力。 相似文献
14.
采用盆栽控制土壤水分法进行试验,分析了水分胁迫对1年生土沉香幼苗游离脯氨酸含量、光合特性以及根系形态参数的影响。结果表明,随着土壤含水量的减少,土沉香幼苗叶片脯氨酸含量显著上升,净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs均下降,胞间CO2浓度Ci先降后升。在轻度水分胁迫（ W1）条件下Pn降低是由气孔限制引起,而在中度水分胁迫（W2）和重度水分胁迫（W3）条件下Pn降低是由非气孔因素引起。水分胁迫条件下,土沉香幼苗总根长、总根表面积、平均根系直径、总根体积、根尖数和根分支数等根系参数均降低,说明土沉香幼苗的耐旱能力有限。 相似文献
15.
林木根系与黄土复合体的三轴试验 总被引：4，自引：0，他引：4
以林木根系为研究对象,将根系与土壤视为一个整体,用三轴压缩试验方法研究根土复合体的应力-应变及强度特性,探讨不同根系直径、根系分布方式、复合体含水量和围压下的极限主应力差和加根效果,得出根土复合体的强度指标.结果表明:根土复合体在含水量相同的情况下,随根径增大,复合体的强度提高率增大.水平根的根土复合体随含水量增加,复合体的强度提高率减小;垂直根和复合根的复合体随含水量增加,复合体的强度提高率增大.垂直根和复合根的根土复合体能明显提高土体的强度,水平根的根土复合体对于提高土体强度效果不是很明显. 相似文献
16.
邢亮 《内蒙古林业调查设计》2019,(4):70-73,53
为了选出适宜沙质海岸油松幼树营造的覆膜类型,文章以辽宁省绥中县沙质海岸油松造林地为研究对象,通过对覆盖韩国雨膜、黑色薄膜、白色薄膜3种不同覆膜调查油松的根长密度和根重密度进行比较,分析不同覆膜处理对油松根系生长的影响。结果表明:覆盖韩国雨膜幼树的总根重密度和根体积密度最大,并明显高于其他处理方式;覆盖韩国雨膜根长密度较小,根系粗壮发达,可以更好地发挥根系的强度和固土能力,防止地表冲刷,对于海防林的建设有很高的实用效益。因此,最适于沙质海岸防护林的覆膜方式为韩国雨膜。 相似文献
17.
《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2015,(12)
采用直接开挖法,对4株2年生的香根草进行了根系分形特征调查,测量了其根系数量、长度、直径和分枝角度等信息,计算比例参数α和分配参数q。基于Frac Root模型,建立了香根草根系形态分布模型,其可对根长、连结直径和根系生物量等进行预测。通过对预测结果和实际调查统计结果的对比,并应用"微根区管成像系统"进行监测,验证了模型的可靠性。该模型为进行根系固土护坡分析奠定了理论基础。 相似文献
18.
土壤饱和度对柠条根与两类土界面摩擦特性的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
《内蒙古林业科技》2017,(2)
以内蒙古鄂尔多斯地区低液限粉土和粉土质砂及其人工柠条林为研究对象,通过重塑土直剪试验研究土壤含水率对柠条根与两类土界面摩擦特性的影响,为根-土相互作用机理提供理论和数据支持。结果显示:随着土壤饱和度由25%增至85%,低液限粉土根-土界面的摩擦系数由0.438逐渐减小到0.35,粉土质砂则由0.517减至0.424;2种土壤质地根-土界面粘聚力呈先增大后减小的趋势,低液限粉土和粉土质砂根-土界面粘聚力分别在土壤饱和度为55%和40%时达到最大值,分别为4.986和3.056;土壤饱和度对根-土界面抗剪强度的影响随土壤类型的不同存在差异,在柠条根系主要分布层0.7 m和1.4 m内,2种土壤质地根-土界面抗剪强度随土壤饱和度增加呈现先增大后减小的趋势,且低液限粉土根-土界面抗剪强度高于粉土质砂,从固土效果角度,低液限粉土种植柠条的固土作用优于粉土质砂。 相似文献
19.
《广西林业科学》2018,(4)
以桉树(2 m×3 m)+山毛豆(Tephrosia candida)复合经营模式为研究对象,桉树纯林(2 m×3 m)为对照,根系生物量和根长密度为测定指标,采用根系区位全挖法和土钻样点法,探索了间种山毛豆对桉树根系空间分布的影响。结果显示:间种山毛豆有利于提高桉树细根和粗根在地下部分的比例,其中细根生物量提高幅度最大,比纯林桉树提高了1.99倍;间种山毛豆对桉树细根生物量空间分布影响显著,在垂直方向上,桉树细根生物量明显下沉,各土层大小排序为20～40 cm 0～20 cm 40～60 cm,在水平方向上,桉树细根生长明显外延,各区位细根生物量大小排序为区位2区位1区位3;间种山毛豆对0～20 cm深土层的桉树根系根长密度影响显著,其中纯林桉树细根根长密度是间种模式的1.4倍,粗根是间种模式的1.9倍,而2种模式下桉树根长密度最大值均出现在20～40 cm土层;在从桉树树兜往树行中间的水平方向上,间种模式和纯林桉树中细根和粗根的根长密度变化趋势均是单峰型曲线,其中细根根长密度峰值分别出现在1.00、1.25 m位置,粗根根长密度峰值分别出现在0.75、1.00 m位置。桉树人工林间种山毛豆能有效促进桉树根系生长,特别是细根生物量明显增加;同时桉树根系出现了生长下沉和外延现象,这可能是受地下根系生态位重叠产生的树种间竞争和促进作用影响造成。 相似文献
20.
《绿色科技》2019,(24)
指出了放牧是内蒙古草原主要的利用方式之一,适宜的放牧强度有利于草原生产力的稳定以及提高,但是长期的过度放牧对于草原植被产生了很大的影响。以呼伦贝尔克氏针茅草原不同放牧强度下的克氏针茅(Stipa krylovii)为对象,设置3个放牧梯度,轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG),在不同放牧梯度下对其根系形态特征进行了研究。分析了3个不同放牧梯度下克氏针茅根系长度、根系表面积、根系体积、根系直径、根尖数的变化趋势;在不同直径范围分析了根系长度、根系表面积、根系体积和根尖数的具体变化趋势。对根系长度、根系表面积、根系体积、根系直径、根尖数做了相关性分析。结果表明:中度放牧促进根系根长生长,轻度放牧根长减少;根总表面积与根总体积随放牧强度的增加而增大;根尖数在中度放牧强度下最大;根尖数、根系长度与根系表面积具有相关性;根系长度与根尖数相关;根系长度与根尖数量具有相关性;根表面积与根总体积相关;根系表面积与根尖数相关。一定强度的放牧可以促进克氏针茅根系的生长,但若超过植物所能承受的放牧强度,便会不利于根系生长。 相似文献