王昊宇, 薛雷*, 丁昊, 魏瀟, 李龍飛, 步豐暢

(1.中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所， 中國(guó)科學(xué)院頁(yè)巖氣與地質(zhì)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100029；2.中國(guó)科學(xué)院地球科學(xué)研究院， 北京 100029； 3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院， 北京 100049；4.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院， 北京 100083； 5.華北水利水電大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院， 鄭州 450046)

中國(guó)脫貧攻堅(jiān)成果舉世矚目，但如何防止因?yàn)?zāi)返貧需引起重視，特別是對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)的地區(qū)。例如，四川省涼山彝族自治州國(guó)家級(jí)貧困縣喜德縣，于2020年成功摘帽脫貧[見(jiàn)四川省人民政府印發(fā)《關(guān)于批準(zhǔn)普格縣等7個(gè)縣退出貧困縣的通知》(川府函〔2020〕227號(hào))]，但其所處區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育，如安寧河冕寧至西昌段發(fā)育有415處滑坡，滑坡密度為17.6處/100 km2，滑坡最密集的區(qū)域密度達(dá)87處/100 km2，中高危險(xiǎn)性滑坡約占90%[1]，當(dāng)外界激發(fā)條件足夠時(shí)(如地震、降雨、人工擾動(dòng)等)，極易誘發(fā)山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)帶來(lái)威脅。在這種背景下，針對(duì)山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的防護(hù)加固，除了常規(guī)的巖土措施外，如何最大限度挖掘山區(qū)植被自身的生態(tài)護(hù)坡性能近年來(lái)已受到越來(lái)越多的關(guān)注。

諸多研究表明：植被在提高邊坡穩(wěn)定性方面可發(fā)揮一定作用[2]，其力學(xué)效應(yīng)主要表現(xiàn)為植被根系的抗拔力和抗拉力兩方面。

就植被根系抗拔力而言，研究表明根徑[3]、根長(zhǎng)[4-5]、根系形態(tài)[6]、土壤含水率[4-5]、根-土接觸面積[7]、上覆載荷[7]等因素對(duì)植被根系的抗拔力有一定影響，如Ji等[3]對(duì)河北省北溝林場(chǎng)的油松進(jìn)行了原位拉拔試驗(yàn)，結(jié)果表明根系最大錨固力與根徑呈線性正相關(guān)關(guān)系，隨根系埋置長(zhǎng)度增加而增大，隨加載速率增加而增大；Zhang等[5]對(duì)山西太原附近的沙棘進(jìn)行了原位拉拔試驗(yàn)，結(jié)果表明根-土界面最大拔出力與土壤含水量和根徑均呈冪函數(shù)關(guān)系，與總根長(zhǎng)呈線性關(guān)系；常婧美等[6]對(duì)湖南長(zhǎng)沙理工生態(tài)防護(hù)試驗(yàn)區(qū)的紅葉石楠進(jìn)行根系抗拔力研究，結(jié)果表明根系形態(tài)與含水率是影響根系抗拔力的關(guān)鍵因素；張文豪等[7]對(duì)長(zhǎng)沙市的薄葉山礬進(jìn)行根土作用力影響規(guī)律研究，結(jié)果表明根系有須根時(shí)的最大抗拔力大于無(wú)須根時(shí)的最大抗拔力，根土間摩擦力隨上覆荷載的增加而增加。不難看出，以往研究多聚焦于植被根系抗拔力，而鮮有研究將原位抗拔力與地上生長(zhǎng)量指標(biāo)建立聯(lián)系。

就植被根系抗拉力而言，研究表明植物種類[8]、根吸力[9]、株距[10]、根徑[8,11-12]、根系化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)[13-14]、相同橫截面積下的根數(shù)[15]、根系含水率[9, 16-17]、根長(zhǎng)[18]、試驗(yàn)加載速度[18]等因素對(duì)植被根系的抗拉力有一定影響，如Ni等[10]研究了株距對(duì)鵝掌藤根系抗拉強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明株距較小的植株具有較高的根系面積比和較低的根系抗拉強(qiáng)度；李長(zhǎng)暄[14]研究發(fā)現(xiàn)白樺、蒙古櫟、油松的根系極限抗拉力均隨木纖比(木質(zhì)素與纖維素含量的比值)增大而減??；Melese等[18]研究發(fā)現(xiàn)根徑與根系抗拉強(qiáng)度呈冪函數(shù)負(fù)相關(guān)，根系含水率與根系抗拉強(qiáng)度呈輕度負(fù)相關(guān)關(guān)系，根長(zhǎng)與根系抗拉強(qiáng)度呈顯著線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，而試驗(yàn)加載速率對(duì)根系抗拉強(qiáng)度影響并不顯著；嵇曉雷等[19]對(duì)夾竹桃進(jìn)行根系力學(xué)性能研究，發(fā)現(xiàn)夾竹桃單根極限抗拉力隨根徑增大而增大，根系抗拉強(qiáng)度隨根徑增大而減小。不難看出，以往研究大多針對(duì)植被單根抗拉力的某個(gè)影響因素開(kāi)展研究，而系統(tǒng)探究各項(xiàng)影響因素的研究較少。

綜上所述，前人已針對(duì)植被根系力學(xué)性能做了不少研究，豐富了人們的認(rèn)識(shí)。然而，鮮有研究同時(shí)針對(duì)植被根系原位抗拔力與室內(nèi)單根抗拉力開(kāi)展系統(tǒng)研究，且鮮有學(xué)者將草本植物根系原位抗拔力與其各項(xiàng)生長(zhǎng)量指標(biāo)建立聯(lián)系。鑒于此，現(xiàn)以四川省涼山彝族自治州喜德縣境內(nèi)的熱水河流域常見(jiàn)植被香薷為研究對(duì)象，旨在通過(guò)對(duì)其根系力學(xué)性能和生長(zhǎng)量指標(biāo)等進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試分析，查明香薷原位抗拔力與各項(xiàng)生長(zhǎng)量指標(biāo)之間的相關(guān)性，揭示香薷根徑、根長(zhǎng)和根系含水條件對(duì)香薷室內(nèi)單根抗拉力的影響規(guī)律，以期為山區(qū)小流域植被生態(tài)護(hù)坡和水土保持研究提供科技支撐。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于四川省涼山彝族自治州喜德縣熱水河小流域，地理坐標(biāo)為102°9′E～102°23′E，28°3′N～28°13′N，海拔高度1 552～3 432 m，地形以中山為主，地勢(shì)具有北高南低的特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)四面環(huán)山，群山矗立，溝壑縱橫[圖1(a)]，流域內(nèi)主要出露有第四系、新近系、白堊系、侏羅系、三疊系和震旦系的地層[圖1(b)][20]，年平均氣溫為17.1 ℃，年平均降雨量為1 006 mm，且大雨、暴雨及其引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害主要集中在6—9月，年平均降雨量大于年平均蒸發(fā)量，屬于亞熱帶高原季風(fēng)性氣候，具有冬季干旱、夏秋多雨等特點(diǎn)[21-23]，流域內(nèi)喬木、灌木及草本均有發(fā)育[圖1(c)]，其中喬木主要為松樹(shù)和桉樹(shù)，灌木以花椒樹(shù)為主，草本包括香薷、艾、紫莖澤蘭、馬尼拉草、苣荬菜、雞眼草和積雪草等。

以熱水河小流域常見(jiàn)的香薷為研究對(duì)象，具體試驗(yàn)區(qū)位于熱水河小流域分叉溝的右溝溝頭(地理坐標(biāo)為102°16′21″ E，28°7′1″ N，如圖1(a)所示。

圖1 熱水河小流域衛(wèi)星影像圖、地質(zhì)圖與地表覆蓋類型圖Fig.1 Satellite image map,geological map and land cover type map in the small watershed of Reshui River

2 試驗(yàn)方法

2.1 野外原位拉拔試驗(yàn)方法

野外原位拉拔試驗(yàn)采用艾德堡HP-500型高精度數(shù)顯推拉力計(jì)(圖2)，其量程為0～500 N，精度為0.1 N，可直接記錄存儲(chǔ)拉拔過(guò)程中的拉力數(shù)據(jù)變化。具體測(cè)試過(guò)程如下：首先隨機(jī)選擇試驗(yàn)區(qū)生長(zhǎng)正常的香薷，將拉力計(jì)夾具夾持在其地徑附近位置，固定牢靠，然后通過(guò)拉力計(jì)手柄對(duì)植株施加豎直向上的力，當(dāng)植物根系被全部拔出地面時(shí)，該組試驗(yàn)完成。為避免夾具脫落及根系斷裂，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程所施加拉力盡可能緩慢增大，同時(shí)為減少干擾、最大可能確保植株被順利拔出，可在試驗(yàn)前將植株莖部以上部分剪除以方便試驗(yàn)。

2.2 室內(nèi)單根拉伸試驗(yàn)方法

本次室內(nèi)測(cè)試儀器采用前述艾德堡HP-500型高精度數(shù)顯推拉力計(jì)，測(cè)試時(shí)使用兩個(gè)夾具：第一個(gè)夾具的一端與拉力計(jì)相連，以傳輸拉伸過(guò)程中的拉力值，另一端夾住根系的一端；第二個(gè)夾具的一端夾住根系的另一端，夾具另一端固定(圖3)。具體測(cè)試過(guò)程如下：首先，選取剪切好的固定長(zhǎng)度和含水條件的根系，測(cè)量根系兩端及中部根徑，取平均值作為該根系的平均根徑；其次，用夾具將根系兩端夾緊，初始狀態(tài)要保證根系不受拉力亦不彎曲；之后啟動(dòng)拉力計(jì)的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，將拉力計(jì)沿根系延伸方向勻速緩慢拉離，保證試驗(yàn)過(guò)程中根系不發(fā)生滑動(dòng)；最后，當(dāng)根系被拉斷時(shí)，觀察根系斷裂位置，若其臨近夾具，則根系的斷裂可能受到夾具影響，不符合試驗(yàn)要求，重復(fù)上述操作；若其位于根系中部位置，則儲(chǔ)存試驗(yàn)數(shù)據(jù)與拉力-位移變化曲線。

圖2 野外原位拉拔試驗(yàn)示意圖Fig.2 Schematic diagram of in-situ pull-out test

圖3 室內(nèi)單根拉伸試驗(yàn)示意圖Fig.3 Schematic diagram of indoor single root tensile test

3 結(jié)果與分析

3.1 香薷原位抗拔力測(cè)試結(jié)果與分析

在使用艾德堡HP-500型高精度數(shù)顯推拉力計(jì)對(duì)香薷進(jìn)行原位拉拔試驗(yàn)前后，采用激光測(cè)距儀、卷尺和游標(biāo)卡尺，先后測(cè)量了香薷的株高、冠幅、地徑和根長(zhǎng)、根幅5項(xiàng)生長(zhǎng)量指標(biāo)，其中株高為植株地徑至植物最高點(diǎn)的垂直距離，冠幅指同一水平面上冠叢所組成橢圓長(zhǎng)軸與短軸的平均值，地徑為植物在與地面交界處的直徑，根長(zhǎng)指植物最長(zhǎng)根系至地徑的距離，根幅指植物根系在地下同一水平面上最大延伸范圍所組成橢圓長(zhǎng)軸與短軸的平均值。

圖4 香薷原位抗拔力與不同生長(zhǎng)量指標(biāo)關(guān)系圖Fig.4 Relationship between in-situ pull-out resistance and different growth indexes of Elsholtzia

對(duì)15株香薷進(jìn)行了有效測(cè)試，采用多種擬合方法(線性、多項(xiàng)式、指數(shù)、對(duì)數(shù)和乘冪)對(duì)香薷原位抗拔力與其不同生長(zhǎng)量之間的相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(圖4)，結(jié)果表明無(wú)論采用何種擬合方法，其相關(guān)性均不高，推測(cè)可能主要是由于樣本數(shù)量過(guò)小所致，亦或是香薷原位抗拔力與其不同生長(zhǎng)量之間相關(guān)性原本就不顯著。

為進(jìn)一步探究該問(wèn)題，揭示香薷株高、冠幅、地徑、根長(zhǎng)和根幅對(duì)其原位抗拔力的影響程度，引入灰色關(guān)聯(lián)分析法開(kāi)展分析，該方法僅需要少量代表性樣本，根據(jù)因素間發(fā)展趨勢(shì)的相似程度即可衡量其關(guān)聯(lián)程度[24-26]。

根據(jù)關(guān)聯(lián)度計(jì)算方法知，系統(tǒng)行為特征序列和相關(guān)因素序列可分別表示為

X0={x0(1),x0(2),…,x0(n)}

(1)

Xi={xi(1),xi(2),…,xi(n)}，i=1,2,…,m

(2)

式中：n為每個(gè)序列包含的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)；m為相關(guān)因素序列的個(gè)數(shù)。

以香薷原位抗拔力作為系統(tǒng)行為特征序列，則X0={188.2, 167.8, 231.8, 149.9, 145.3, 171.2, 86.7, 51.3, 85.3, 101.1, 209.2, 136.4, 68.1, 236.1, 135.3}，以香薷株高、冠幅、地徑、根長(zhǎng)和根幅5項(xiàng)生長(zhǎng)量指標(biāo)作為相關(guān)因素序列，則Xi可表示為如表1所示。

根據(jù)關(guān)聯(lián)度計(jì)算方法知，在進(jìn)行關(guān)聯(lián)度計(jì)算時(shí)需首先通過(guò)均值化處理方法對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)列進(jìn)行無(wú)量綱化處理，即

k=1,2,…,n;i=1,2,…,m

(3)

根據(jù)關(guān)聯(lián)度計(jì)算方法知，系統(tǒng)行為特征序列X0與相關(guān)因素序列Xi之間關(guān)聯(lián)度γ0i的計(jì)算公式為

ρmin|x′0(k)-x′i(k)|max]，

k=1,2,…,n;i=1,2,…,m

(4)

式(4)中：ξ0i為關(guān)聯(lián)系數(shù)；ρ為分辨系數(shù)，通常取0.5。

如此，可計(jì)算出香薷原位抗拔力與株高、冠幅、地徑、根長(zhǎng)、根幅之間的關(guān)聯(lián)度(表3)，結(jié)果表明：香薷原位抗拔力與根幅關(guān)聯(lián)度最大，與根長(zhǎng)關(guān)聯(lián)度次之，地徑、冠幅和株高再次之。

綜上可知，香薷原位抗拔力與其地下部分生長(zhǎng)量指標(biāo)(根幅與根長(zhǎng))之間具有較強(qiáng)相關(guān)性，通過(guò)后者表征根系抗拔力更具可信度?？紤]到根幅與根長(zhǎng)均位于地下，測(cè)量不便，亦可采用灰色關(guān)聯(lián)分析法探明香薷地上部分(株高、冠幅、地徑)與地下部分(根長(zhǎng)、根幅)生長(zhǎng)量指標(biāo)的相關(guān)性，即分別以香薷的根長(zhǎng)和根幅作為系統(tǒng)行為特征序列，求其他參數(shù)與之關(guān)聯(lián)度。結(jié)果表明：香薷根長(zhǎng)與株高、冠幅、地徑、根幅之間關(guān)聯(lián)度依次為0.759、0.636、0.622和0.712，即根長(zhǎng)與株高關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)；香薷根幅與株高、冠幅、地徑、根長(zhǎng)之間關(guān)聯(lián)度依次為0.757、0.763、0.658和0.756，即根幅與冠幅關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)。換言之，可通過(guò)香薷地上部分株高和冠幅分別表征其地下部分根長(zhǎng)和根幅(圖5)，進(jìn)而間接估算其原位抗拔力。

表1 影響香薷原位抗拔力的相關(guān)生長(zhǎng)量指標(biāo)實(shí)測(cè)原始數(shù)據(jù)

表2 香薷生長(zhǎng)量指標(biāo)實(shí)測(cè)原始數(shù)據(jù)的無(wú)量綱化處理結(jié)果

表3 香薷原位抗拔力與不同生長(zhǎng)量指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度

圖5 香薷冠幅與根幅、株高與根長(zhǎng)關(guān)系圖Fig.5 Relationships of crown breadth versus root breadth and plant height versus root length of Elsholtzia

3.2 香薷室內(nèi)單根抗拉力測(cè)試結(jié)果與分析

對(duì)不同根徑、不同長(zhǎng)度和不同含水條件的香薷根系共進(jìn)行了125組室內(nèi)單根抗拉力測(cè)試，旨在分析這3個(gè)因素對(duì)香薷室內(nèi)單根抗拉力的影響程度。其中，根徑未進(jìn)行人為分級(jí)；根系長(zhǎng)度設(shè)置了5、10、15 cm 3個(gè)等級(jí)，分別測(cè)試了44、45、36組；根系含水條件設(shè)置了浸泡根系、自然根系和干燥根系3種類型，分別測(cè)試了36、45、44組。浸泡根系是指將野外采集的根系，完全浸泡到純凈水中，待試驗(yàn)時(shí)取用；自然根系是指將野外采集的根系，直接裝入密封袋，保持其天然含水率，待試驗(yàn)時(shí)取用；干燥根系是指將野外采集的根系，靜置一定時(shí)間使其根系內(nèi)水分自然蒸發(fā)，待試驗(yàn)時(shí)取用。

3.2.1 香薷室內(nèi)單根抗拉力與其根徑關(guān)系

圖6為香薷室內(nèi)單根抗拉力與其根徑之間的關(guān)系，可以看出：在根長(zhǎng)和含水條件固定時(shí)，香薷室內(nèi)單根抗拉力與根徑呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，且總體可采用f(x)=axk乘冪函數(shù)刻畫(huà)。上述認(rèn)識(shí)與前人研究結(jié)果類似，如呂春娟等[27]研究指出油松、蒙古櫟、白樺、落葉松和榆樹(shù)5種喬木根系的單根抗拉力和根徑之間關(guān)系均符合乘冪關(guān)系；Zhang等[17]研究表明阿爾泰狗娃花和早熟禾兩種草本植物的單根抗拉力和根徑之間關(guān)系亦均可采用乘冪關(guān)系刻畫(huà)。

3.2.2 香薷室內(nèi)單根抗拉強(qiáng)度與其根長(zhǎng)關(guān)系

研究根長(zhǎng)對(duì)香薷根系抗拉力影響時(shí)，為消除根徑不同造成的影響，故將香薷室內(nèi)單根抗拉力除以根系橫截面積，轉(zhuǎn)化為分析香薷室內(nèi)單根抗拉強(qiáng)度與根長(zhǎng)關(guān)系。由圖7可知：全部根系(不區(qū)分含水條件)、浸泡根系、自然根系的室內(nèi)單根平均抗拉強(qiáng)度總體均隨根長(zhǎng)增長(zhǎng)而降低，這與前人研究一致，如姚環(huán)等[28]研究指出香根草根系抗拉強(qiáng)度隨根長(zhǎng)增長(zhǎng)而降低；苑淑娟[15]研究表明檸條、沙柳、沙地柏和白沙蒿4種植物的抗拉強(qiáng)度均呈現(xiàn)隨根長(zhǎng)增長(zhǎng)而減小的趨勢(shì)。造成上述這種規(guī)律的原因容易理解，即在進(jìn)行室內(nèi)單根抗拉力測(cè)試時(shí)，根系任意橫截面受力大小相同，但由于根系任意截面的形狀和面積大小存在一定差異，使得根系任意截面所承受的拉伸應(yīng)力并非一致，截面積小的位置往往由于所承受拉伸應(yīng)力較大，從而易于超過(guò)其拉伸強(qiáng)度而發(fā)生斷裂，根系越長(zhǎng)其截面積出現(xiàn)差異的概率越大，從而在拉伸過(guò)程中更易發(fā)生斷裂，這點(diǎn)與Zhang等[29]的研究觀點(diǎn)一致。值得注意的是，干燥根系的室內(nèi)單根平均抗拉強(qiáng)度隨根長(zhǎng)增長(zhǎng)呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，與上述規(guī)律恰好相反，推測(cè)可能是由于根系脫水導(dǎo)致木質(zhì)素、纖維素等物質(zhì)的成分、含量、微觀結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化，進(jìn)而引起干燥根系的力學(xué)性能發(fā)生改變。

圖6 香薷室內(nèi)單根抗拉力與其根徑關(guān)系Fig.6 Relationship between indoor single root tensile force and root diameter of Elsholtzia

圖7 香薷室內(nèi)單根抗拉強(qiáng)度與其根長(zhǎng)關(guān)系Fig.7 Relationship between indoor single root tensile strength and root length of Elsholtzia

3.2.3 香薷室內(nèi)單根抗拉強(qiáng)度與其根系含水條件關(guān)系

研究含水條件對(duì)香薷根系抗拉力影響時(shí)，亦轉(zhuǎn)化為分析香薷室內(nèi)單根抗拉強(qiáng)度與含水條件之間的關(guān)系。由圖8可知：全部根系(不區(qū)分根長(zhǎng))、5、10與15 cm根長(zhǎng)的室內(nèi)單根平均抗拉強(qiáng)度總體均呈現(xiàn)干燥根系>自然根系>浸泡根系，即香薷室內(nèi)單根平均抗拉強(qiáng)度隨根系含水率的降低而增大，該結(jié)果與前人研究一致，如李會(huì)科等[16]研究指出地?；ń犯悼估瓘?qiáng)度表現(xiàn)為干根>帶土根>濕根；Zhang等[17]研究表明阿爾泰狗娃花和早熟禾兩種草本植物的根系抗拉強(qiáng)度與根系含水量呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系；Yang等[30]研究發(fā)現(xiàn)白樺、蒙古櫟、油松和落葉松4個(gè)樹(shù)種的根系含水量損失至一定程度時(shí)，其抗拉強(qiáng)度會(huì)提高4.59%～48.18%。造成上述這種規(guī)律的原因，參考Hales等[31]的觀點(diǎn)，其認(rèn)為是由于隨著根系含水率的上升，積累于細(xì)胞壁中的結(jié)合水會(huì)增多，從而降低細(xì)胞壁有機(jī)聚合物之間的鍵強(qiáng)度，由此導(dǎo)致根系抗拉強(qiáng)度隨之降低。綜上分析，推測(cè)在滿足植被正常生長(zhǎng)所需水分前提下，適當(dāng)降低植被根系賦存環(huán)境土體含水率不僅可使土體強(qiáng)度增加，還能使植被根系抗拉強(qiáng)度適當(dāng)?shù)靡蕴岣?，從而更有利于山區(qū)斜坡的穩(wěn)定。

圖8 香薷室內(nèi)單根抗拉強(qiáng)度與其根系含水條件關(guān)系Fig.8 Relationship between indoor single root tensile strength and root water condition of Elsholtzia

4 結(jié)論

以熱水河小流域常見(jiàn)植物香薷為研究對(duì)象，分析了香薷原位抗拔力與其不同生長(zhǎng)量指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性，研究了香薷單根根徑、根長(zhǎng)、根系含水條件對(duì)香薷室內(nèi)單根抗拉力的影響規(guī)律，得出如下結(jié)論。

(1)香薷不同生長(zhǎng)量指標(biāo)與其原位抗拔力的關(guān)聯(lián)度由大到小依次為：根幅、根長(zhǎng)、地徑、冠幅和株高，故通過(guò)香薷地下生長(zhǎng)量指標(biāo)(根幅與根長(zhǎng))表征其原位抗拔力更具可信度。進(jìn)一步研究表明：香薷根幅與冠幅關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)，香薷根長(zhǎng)與株高關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)，故當(dāng)難以獲取地下生長(zhǎng)量指標(biāo)時(shí)，可通過(guò)香薷地上生長(zhǎng)量指標(biāo)(冠幅與株高)對(duì)其原位抗拔力進(jìn)行間接估算。

(2)香薷室內(nèi)單根抗拉力與根徑之間關(guān)系呈現(xiàn)正相關(guān)，且總體可采用f(x) =axk乘冪函數(shù)刻畫(huà)；香薷自然根系和浸泡根系的平均抗拉強(qiáng)度隨根長(zhǎng)增長(zhǎng)總體呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，而干燥根系情況正好相反，推測(cè)可能是由于根系中木質(zhì)素與纖維素的成分、含量、微觀結(jié)構(gòu)等在脫水過(guò)程中發(fā)生變化而導(dǎo)致干燥根系的力學(xué)性能發(fā)生改變；香薷根系平均抗拉強(qiáng)度隨根系含水率降低總體呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，換言之，降低根系賦存環(huán)境土體含水率有利于提高山坡穩(wěn)定性。