冀北山地油松根系固土机制的影响因素研究

【摘要】植物根系具有锚定植株、固持土壤、吸收和运输土壤中的水分及养分、合成和贮藏营养物质等重要功能。根系固土能力主要受植物种类、植物根系形态、植物根系的拉力学特性和植物根系与土壤界面的相互作用制约。本研究基于弹塑性力学、土力学、水土保持学、森林生态学、数学等原理和方法,采用野外调查与室内实验相结合的方式,以油松为例,从根系形态和分形特征、单根的拉力学特性和根系与土壤相互作用三个方面,研究了植物根系固土机制的影响因素。主要研究成果如下：(1)通过对油松根系的调查和分析得出,油松根系有主根和水平侧根构成,整体上呈圆锥体结构,油松侧根在各方向上呈均匀分布,侧根的长度和生物量主要分布在根系的中上部,并随油松胸径和树高的增加而增长；不同胸径油松根系的分形维数差别不大,二级侧根的空间占据能力优于一级侧根。(2)通过对油松根系的拉伸试验和土壤特性的研究得出,油松根系的抗拉力、抗拉强度和应力-应变关系都受土层深度的影响,油松根系的抗拉力和抗拉强度与大多数的土壤物理、化学和生物学特性显著相关。标距和拉伸速率对油松根系抗拉特性产生显著影响,不同坡向和不同生长方向的油松根系抗拉特性差异显著。直径是影响油松根系抗拉力的最主要因素,试验控制因素中标距对抗拉力和抗拉强度的影响大于拉伸速率；环境因素中坡向对抗拉力的影响大于土层深度和生长方向,坡向对抗拉强度的影响最大,其次为根系生长方向和土层深度。(3)三轴试验表明,根土复合体极限主应力差随根径、围压的增加而增大,随土壤含水率的提高而减小,复合埋根方式的根土复合体极限主应力差大于相同条件下的垂直埋根方式和水平埋根方式的根土复合体主应力差,根系直径和围压越大,根系布设方式越复杂则根土复合体的抵抗荷载的能力越强。(4)含根土体的抗剪强度明显大于素土抗剪强度,在土壤条件一定的条件下,影响根土复合体抗剪强度的变化的因素同极限主应力差的影响因素相同,根径、围压和埋根方式是影响根土复合体抗剪强度的主要因素。(5)植物根系与土壤界面摩擦力随植物根径的增长呈线性规律增大。根系的埋深、土壤含水率以及加载速率对油松根系与土壤界面摩擦力有显著影响,摩擦力随埋深的增加而呈线性增大,在一定范围内,平均摩擦力的大小随土壤含水率的增加呈现出先增大后减小的变化规律,平均摩擦力随加载速率的增加而呈线性减小。(6)植物根系与土壤界面的摩擦系数随直径的增加呈现出先增大后减小的规律,根系的埋深、土壤含水率以及加载速率对油松根系与土壤界面摩擦力有显著影响,其变化规律与摩擦力的变化规律相似。
【作者】曹云生；
【导师】陈丽华；
【作者基本信息】北京林业大学，生态环境工程，2014，博士
【关键词】油松根系；抗拉特性；抗剪特性；摩擦特性；影响因素；

【参考文献】
[1]臧鹤.独立学院学风状况的分析及对策——以浙江工业大学之江学院为例[J].现代物业(中旬刊),2012,04:114-116.
[2]赖俊,周琳,张学平.基于Web挖掘的主题式搜索引擎的设计[J].军事通信技术,2004,03:67-70.
[3]潘景才.四方公司热电联产战略研究[D].大连理工大学,2004.
[4]祝恒阳.自由曲面非接触在线检测技术研究[D].燕山大学,机械制造及其自动化,2004,硕士.
[5]张超.基于Android平台的无线点餐系统[D].天津大学,软件工程,2013,硕士.
[6]檀芙蓉,黎维英.藤山自然保护区藤本景观的评价与分析[J].技术与市场.园林工程.2006(01)
[7]夏露.从美国情景喜剧看在字幕翻译中使用网络流行语作为一种归化手段[D].华中师范大学,英语语言文学,2014,硕士.
[8]姜杉.玄武岩纤维筋在水泥混凝土路面中的应用研究[D].大连海事大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[9]彭福军.裂殖酵母中Dnt1参与DNA损伤及修复的初步研究[D].厦门大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[10]司萍.中小跨径混凝土斜拉桥的设计研究[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[11]张苗苗.《竹坡诗话》研究[D].湖北民族学院,文艺学,2014,硕士.
[12]王城宾.论预告登记的效力[D].厦门大学,法律,2014,硕士.
[13]邱春艳.祛瘀生新法对药物流产子宫蜕膜中VEGF影响的临床研究[D].黑龙江中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[14]路巧芳.ZSM-35分子筛在1-丁烯异构化反应中催化性能的研究[D].吉林大学,物理化学,2013,硕士.
[15]王美月.论民事诉讼答辩失权制度[D].河北大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[16]高鹏.基于图像识别的汽车安全气囊装配误差检测系统研究[D].长春工业大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[17]肖可.接触 引进 创新[D].贵州民族大学,中国少数民族语言文学,2012,硕士.
[18]常俊英.基于网络的家园共育交互平台的研究[D].辽宁师范大学,现代教育技术（专业学位）,2012,硕士.
[19]米世浩,禄光祥.软木橡胶的开发和应用[J].特种橡胶制品.1990(01)
[20]刘茜瑜.深圳市宝安区股份合作公司调研报告[D].华中师范大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[21]陈联誉.微环境中肿瘤相关成纤维细胞介导的清热化湿中药抗胰腺癌作用研究[D].复旦大学,中西医结合临床,2013,博士.
[22]董琼.我国网络政治参与的问题与对策研究[D].湖北大学,行政管理,2011,硕士.
[23]蒙明璐.猪源牛病毒性腹泻病毒RT-PCR检测方法的建立及表达BVDV保护性抗原重组猪痘病毒的构建[D].南京农业大学,预防兽医学,2012,硕士.
[24]江乐芳.民事诉权滥用的有效规制[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[25]张满菊.湘西民族文化元素在酒包装设计中的应用[D].湖南师范大学,设计艺术学,2013,硕士.
[26]杨枫.微波快速合成石墨烯/纳米银及电化学传感应用[D].江南大学,2014.
[27]王粉粉.拖拉机电控机械式自动变速系统设计研究[D].河南科技大学,车辆工程,2014,硕士.
[28]夏文.喷气推进装置驱动与控制关键技术研究[D].沈阳理工大学,检测技术与自动化装置,2012,硕士.
[29]葛雪.记忆心理学指导下的数字口译训练方法[D].吉林大学,翻译,2014,硕士.
[30]姚琳.新课程背景下小学教育中的合理惩罚问题研究[D].渤海大学,小学教育（专业学位）,2014,硕士.
[31]张娟维.宏观经济变量对股票市场影响分析[D].西北大学,金融学,2013,硕士.
[32]刘洋.重力虫[J].新科幻(文学原创版),2013,03:2-15.
[33]张克松.柴油机燃烧的数值模拟研究[D].山东大学,2013.
[34]张家莹.ALK5在青光眼滤过术后滤过道瘢痕化中的调控作用[D].复旦大学,眼科学,2012,博士.
[35]胡虹娟.邢台学院学前教育专业声乐教学探索与研究[D].河北师范大学,音乐学,2012,硕士.
[36]王兴盛.基于关键事件技术的制造业员工离职与不离职行为的研究[D].华东理工大学,企业管理,2013,硕士.
[37]郑凯.基于不完全敏感性方法的低比转速离心叶轮优化研究[D].兰州理工大学,流体力学,2013,硕士.
[38]鲍建宇,曾雨竹,张仲超.一种电流均衡控制PWM单相5电平电流型变流器[J].电力系统自动化,2006,07:69-72.
[39]朱登玲.注浆成型陶瓷模具石膏改性研究[D].重庆大学,材料科学与工程（专业学位）,2014,硕士.
[40]阳佳.Ack1在胃癌中的表达及其临床意义[D].湖南师范大学,内科学,2014,硕士.
[41]张文艳.乡村旅游对农民的经济影响研究[D].华中师范大学,农村与区域发展,2014,硕士.
[42]叶菲.基于碳纳米管的光探测材料与器件的研究[D].华中科技大学,光学工程,2013,硕士.
[43]俞寿朋.绕射波的迭加速度[J].石油地球物理勘探,1976,01:8-17.
[44]王晓明,王士同.最小方差支撑向量回归[J].控制与决策,2010,04:556-561.
[45]张巍巍.美制成新型生物传感器[N].科技日报,2012-08-28002.
[46]李洋.大学教育中数学教育的素质作用与文化效用[D].吉林大学,基础数学,2014,硕士.
[47]芦晶晶.雨水在郑州居住区景观建设中的应用措施研究[D].河南农业大学,城市规划与设计,2012,硕士.
[48]解小丽.基于听觉响应时间的麻醉作用效果监测的研究[D].南方医科大学,生物医学工程,2012,硕士.
[49]范雪峰.基于跨媒体特征向量的分类及多模态数据分析[D].吉林大学,网络与信息安全,2013,硕士.
[50]樊洁.扇贝多肽调节NO/TGF-β/smad2，smad3/smad4通路抑制UVB诱导的HaCaT细胞凋亡[D].青岛大学,药理学,2013,硕士.