内蒙古风水复合侵蚀区水保树(灌)种固土力学特性研究对于该地区的生态建设具有重要理论和实践意义。本研究以小叶锦鸡儿、沙柳、白沙蒿和沙棘为试验对象,通过整株挖掘、直剪试验、轴向拉伸试验和自然样地风速测定试验等方法,研究上述4种植物根系抗拉特性的差异性、根-土界面摩阻特性的差异性、根-土复合体抗剪特性的差异性和地上部防风特性的差异性,以期探明不同植物固土抗蚀的作用及其种间差异,为研究区的生态恢复提供理论依据,主要研究结果如下:1.小叶锦鸡儿等4种植物的根系抗拉力学特性植物根系抵抗外界拉力主要由两部分组成,分别是直段根的抗拉力和侧根分支处的抗拉力,二者既相互联系又有显著差异;4种植物直段根的抗拉力和抗拉强度均大于相邻侧根分支处的抗拉力和抗拉强度,其差距随植物种而异,表现为小叶锦鸡儿>沙柳>白沙蒿>沙棘;生长季对直段根和侧根分支处抗拉力产生显著影响,直段根表现为小叶锦鸡儿和沙棘在生长旺盛期的单根抗拉力高于生长初期,沙柳和白沙蒿则相反,侧根分支处表现为小叶锦鸡儿、沙柳和沙棘在生长初期侧根分支处的抗拉力和抗拉强度均高于生长旺盛期,白沙蒿反之。除此之外,直段根和侧根分支处的抗拉强度均随着根径、土体含水率的增加而呈降低趋势,随加载速度的增大而升高。2.小叶锦鸡儿等4种植物根-土界面摩阻特性差异性根-土界面摩阻特性包括两部分,分别是抗剪摩阻特性和拉拔摩阻特性。垂直荷载、土体含水率、土体干密度均对根-土界面抗剪摩阻特性存在显著影响,且存在植物种间差异。相同试验条件下,4种植物根-土界面的摩擦系数为白沙蒿>小叶锦鸡儿>沙柳>沙棘;其粘聚力为小叶锦鸡儿>白沙蒿>沙柳>沙棘。根径、土体干密度和土体含水率对根-土界面拉拔抗剪强度存在显著影响,但拉伸速度对其无显著影响。4种植物根-土界面的拉拔抗剪强度随根径的增加而降低,随土体密度的增加而升高,随土体含水率的增加呈先升高后降低的趋势。3.小叶锦鸡儿等4种植物的根-土复合体抗剪特性4种植物根-土复合体的抗剪强度和粘聚力均高于无根素土,在相同荷载下(12.5kPa),种间差异为:沙柳>小叶锦鸡儿>白沙蒿>沙棘>素土。垂直载荷、根径、土体含水率、土体干密度、生长时期和布根方式对小叶锦鸡儿、沙柳、白沙蒿和沙棘根-土复合体的抗剪特性均存在显著影响,且存在植物种间差异。具体表现为:复合体抗剪强度均随垂直载荷的增加而升高,随土体含水率的增加而降低,内摩擦角随土体干密度增加而减小,粘聚力均随根径的增加而升高,布根方式对根-土复合体抗剪强度的影响表现为45°逆向>垂直>45°侧向>45°正向。4.小叶锦鸡儿等4种植物根系枝叶耦合固土作用的差异性及主导因子在模拟春季土壤干旱和夏季暴雨两种条件下,4种植物以及理想固土模型的根系枝叶耦合固土效益排序为:理想模型>沙柳>小叶锦鸡儿>白沙蒿>沙棘,其中沙柳的抗蚀作用明显优于小叶锦鸡儿,小叶锦鸡儿的抗蚀作用明显优于白沙蒿。影响以小叶锦鸡儿为代表的植物根系和枝叶耦合固土的首要因素是根系的抗拉力学特性、累积根长和植物的防风特性;其中抗拉力学特性和累积根长的重要性略高于植物的防风特性。第二位因素,是根-土复合体的抗剪特性和根-土界面的摩阻特性,其中抗剪特性的重要性略高于界面的摩阻特性。