文章目录

摘要

Abstract

1 引言

1.1 研究背景

    1.1.1 水土流失一直是世界范围内亟待解决的难题

    1.1.2 土壤生物工程的复兴是解决水土流失的高效途径之一

    1.1.3 土壤生物工程早期阶段脆弱性概述

1.2 研究现状

    1.2.1 土壤生物工程历程

    1.2.2 土壤生物工程特点

    1.2.3 根系固土

    1.2.4 草本植物

1.3 研究内容

1.4 技术路线

1.5 研究目的和意义

2 研究方法

2.1 研究地概况

    2.1.1 地理位置

    2.1.2 水土流失严峻

    2.1.3 气候

    2.1.4 植被

2.2 土壤生物工程

    2.2.1 土壤生物工程结构的遴选

    2.2.2 土壤生物工程植物的选取

2.3 实验设计

    2.3.1 标准株选取

    2.3.2 野外现场根系拉拔试验

    2.3.3 室内抗拉试验

    2.3.4 主要推拉力测量

2.4 数据分析与处理

3 结果与分析

3.1 不同土壤生物工程结构的草本植物基本特征

3.2 紫花苜蓿根系特征

    3.2.1 紫花苜蓿根系基本情况

    3.2.2 紫花苜蓿根系直径分布

    3.2.3 紫花苜蓿根系长度分布

    3.2.4 紫花苜蓿根系直径与根长的关系

    3.2.5 紫花苜蓿根系生物量分布

    3.2.6 紫花苜蓿根系含水量分布

    3.2.7 小结

3.3 紫花苜蓿单株垂直拉拔力

    3.3.1 紫花苜蓿单株垂直拉拔力与根系生物量的关系

    3.3.2 紫花苜蓿单株垂直拉拔力与含水量的关系

    3.3.3 紫花苜蓿单株垂直拉拔力与总根长的关系

    3.3.4 紫花苜蓿单株垂直拉拔力与地径的关系

    3.3.5 小结

3.4 紫花苜蓿根系抗拉力与抗拉强度

    3.4.1 紫花苜蓿根系最大抗拉力与生长深度的分布

    3.4.2 紫花苜蓿根系最大抗拉力和抗拉强度与直径的关系

    3.4.3 小结

4 结论

5 展望

参考文献

致谢

在学期间公开发表论文

文章摘要:土壤生物工程具有科学修复治理水土流失的潜力,是以减少侵蚀和改善生境为目的的生态工程技术集。为研究土壤生物工程早期植物的抗拉拔固土能力,以生长一年的紫花苜蓿为研究对象,探究土壤生物工程紫花苜蓿根系的基本特性,分析土壤生物工程紫花苜蓿根系拉拔力与抗拉力的影响因素,探讨沟道土壤生物工程生态垄与边坡土壤生物工程嵌草砖坡道这两种土壤生物工程植物根系的固土强度及其差异,以期为土壤生物工程技术提供更完善的理论支撑。本文研究得出如下结论:（1）紫花苜蓿根系的直径与生物量随着生长深度的增加而减少,土壤生物工程的实施会影响植物根系的生长策略,其中土壤生物工程处理下的紫花苜蓿根系质量密度与水分相比于无处理平地中的分布更为均匀。（2）探究影响土壤生物工程根系垂直拉拔力的因素可知:垂直拉拔力与根系生物量、总根长、地径呈正相关,而随着根系含水量的增加,单株垂直拉拔力呈先增大后减小的趋势,且在含水量为75～80%时达到峰值。（3）在土壤生物工程紫花苜蓿根系抗拉力的研究下,紫花苜蓿根系在0～20cm浅层土体中具有较大的平均抗拉力,根系最大抗拉力与根系直径呈正相关,根系的最大抗拉强度与直径呈负指数幂函数关系。土壤生物工程处理下的紫花苜蓿根系具有更强的抗断裂能力,其平均最大抗拉力与抗拉强度均大于无处理平地中的紫花苜蓿根系。（4）两种土壤生物工程紫花苜蓿根系特征存在差异,沟道土壤生物工程生态垄中具有较多直径在0～1 mm的细根,根系总长度最大,但粗根的质量密度较低,对于土体强度的提升效果较小;而边坡土壤生物工程嵌草砖坡道中根系质量密度、生物量与含水量分配更为平均,并且生长在20 cm以下土层中的根系具有较好的力学强度。综上所述,土壤生物工程处理使紫花苜蓿根系的生长分布发生了变化,使得土壤生物工程处理下的细根较多且具有更强的抗断裂能力。从宣化区的实际情况来看,边坡土壤生物工程嵌草砖坡道对当地水土流失情况的修复治理效果较好。本研究深入了解土壤生物工程前期的固土效果及机制,对于两种不同土壤生物工程方法进行比较,揭示植物根系的固土作用,并将土壤生物工程的理论研究与实际相结合,以期为之后的生态修复、水土保持提供理论依据。

文章来源：《化学与生物工程》 网址: http://www.hxyswgc.cn/qikandaodu/2022/0204/1255.html