兰鹏波,刘 静,苏慧敏,王成龙,白潞翼,胡晶华,袁亚楠

(内蒙古农业大学 沙漠治理学院，内蒙古 呼和浩特 010011)

植物根系穿插、缠绕在土壤中，形成“土壤-根系复合体”，整体表现出一种细根“加筋”，粗根“锚固”的作用[1]。采煤塌陷区土体发生坍塌或分层挪移会引起裂缝处植物位移，根系会产生损伤，严重者会将根系拉断，植株撕裂，甚至致使植物死亡，蒙仲举等[2]对神府-东胜矿区北沙柳(Salixpsammophila)的研究表明坍塌地的坡度、裂缝宽度、错位和裂缝与植物的距离都会影响植物根系的损伤程度。根系的抗拉特性不仅可以抵抗外界对自身的损伤，还可以增强土壤整体的稳定性。当外力作用减弱或消失时，植物根系的变形开始恢复，因此根系变形特性是植物根系固土特性的又一个关键性因素[3]。

目前，对植物根系的力学特性的研究较多集中在直根的材料力学特性，李雪松等[3]对黑沙蒿(Artemisiaordosica)的研究、Comino等[4]对矮生栒子(Cotoneasterdammerii)、平枝圆柏(Juniperushorizontalis)、狗蔷薇(Rosacanina)直根段的研究，李有芳等[5]对小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla)、北沙柳、沙棘(Hippophaerhamnoides)和黑沙蒿的侧根分支处和相邻直根的研究结果，不同程度地表明根系抗拉力、抗折力与根径均呈幂函数正相关，抗拉强度、抗折强度与根径呈幂函数负相关。对于根系受力变形规律的研究，Jonasson等[6]研究了北极地区的低灌木和禾本科植物等直根的拉伸强度、应变和弹性，表明根的抗拉强度、断裂应变、断裂应力和弹性在不同物种之间差异很大。牛国权等[7]发现北沙柳、白沙蒿(Artemisiasphaerocephala)直根在拉伸初期，试验根所产生的变形为弹性变形，若荷载超过试验根的弹性极限，试验根产生塑性变形。……