我国南方红壤丘陵区土壤侵蚀严重，类型复杂。红壤中富含铁铝等氧化物，粘粒含量高，土壤团聚体结构特征发育良好，其稳定性被认为是调控土壤侵蚀的主控因子，显著影响着侵蚀特征。植被措施是防治水土流失最有效的因素，其中草本植物优势突出，而根系部分起决定性作用。草本植物种类的合理选取，对红壤区水土流失治理有着突出的意义。为选取固坡草本植物，发挥草本根系的固土护坡作用优势，本研究选择南方丘陵区第四纪粘土、泥质页岩和花岗岩三种典型母质发育红壤，5种水土保持常用草本植物香根草、百喜草、狗牙根、马尼拉草和狗尾草为研究对象，分析3种红壤团聚体和土体土力学特性随土壤物理性质的变化特征，探讨5种根系的抗拉力学特性与根系主要化学成分含量随不同根径的变化特征及二者的相关性分析，以期揭示根系固土的内在力学作用机制;同时，为明确草本根系特征与根系的抗侵蚀效应关系，根据前面研究结论，通过对泥质页岩和花岗岩红壤以及百喜草的研究，分析不同种植密度和土壤深度下的根系参数空间分布特征，根系的抗拉力学特性与主要化学成分含量关系，探讨2种红壤的理化性质、分离速率、抗剪强度、入渗特性随根系变化的的变异特征的差异性，评价Wu-Waldron模型在百喜草根系对红壤固土增强效应的实用性，研究结果以期为我国南方红壤侵蚀成因机理的阐明和水土流失防治措施的规划提供相关理论基础和实践指导。取得的主要结论如下:　　(1)由于稳定性机制，预处理方法和衡量指标的差异，供试土壤的稳定性排序不尽相同。湿筛法与LB法测定团聚体稳定性结果均表明:3种供试红壤团聚体稳定性从高到低依次为第四纪粘土红壤、花岗岩红壤、泥质页岩红壤。不同破碎机制中，3种红壤团聚体稳定性排序均为快速湿润(FW)＜预湿振荡(WS)＜慢速湿润(SW)。其中，第四纪粘土红壤对消散作用较为敏感;花岗岩红壤对机械破碎作用较为敏感;而泥质页岩红壤对上述两种作用均很敏感。可见，快速湿润引起的消散作用和外力作用引起的机械振荡作用，是红壤团聚体破碎的主要机制。　　(2)3种红壤的ψ值和c值与土壤含水量有着显著的相关性(P＜0.05)。不同红壤的c值曲线峰值以及曲线中存在一个快速下降点所对应的含水量有所不同，其大小与土壤的塑限值紧密相关。土壤ψ值和c值都与土壤容重呈显著正相关(P＜0.05)，而与团聚体颗粒粒径的相关性中，ψ值并未表现出明显的变化趋势，而c值则表现为先增加后减小，均在0.25-1mm粒径下达到最大值。3种红壤各粒径下团聚体抗张强度与含水量呈显著负相关（P＜0.05），而与团聚体粒径的变化趋势，则随含水量的不同有所差异。当含水量相对较低时，两者呈显著负相关;当含水量相对较高时，两者呈显著正相关。　　(3)在不同含水量、容重和团聚体颗粒粒径处理下，3种红壤的ψ值和c值变化趋势有所不同。当含水量较低时、颗粒粒径较大时以及各土壤容重处理下，ψ值表现为花岗岩红壤＞泥质页岩红壤＞第四纪粘土红壤，而c值表现为第四纪粘土＞红壤花岗岩红壤＞泥质页岩红壤;含水量较高时，ψ值表现为泥质页岩红壤＞第四纪粘土＞红壤花岗岩红壤，而颗粒粒径较小时，c值表现为第四纪粘土＞泥质页岩红壤＞红壤花岗岩红壤。　　(4)5种根系4个径级的抗拉力学特性表现为香根草＞百喜草＞狗牙根＞马尼拉草＞狗尾草。香根草和百喜草的根系具有较大的抗拉力学特性，与其他3种植物根系差异显著。5种根系抗拉力学特性与根系直径呈显著相关性，两者均表现为幂函数关系(P＜0.05)。根系主要化学成分中纤维素、综纤维素、木质素含量和木纤比大小与根系直径呈显著相关性，而根系的半纤维素含量与根系直径并未表现出显著的相关性。根系抗拉力与纤维素、综纤维素和木纤比相关性显著;而抗拉强度则与纤维素、综纤维素、木质素含量和木纤比相关性显著。说明5种草本植物的纤维素、木质素、综纤维素含量和木纤比与根系的力学性质有较好的相关关系，而与半纤维素含量并未表现出显著的相关性。　　(5)土壤团聚体稳定性与百喜草根系特征参数大小呈显著正相关（P＜0.05），在各根系处理中，超过70％的根系特征参数都分布在两种土壤的上面20cm，这些参数随着土壤深度的增加以及播种密度的减小而显著降低(P＜0.01)。土壤相对分离速率（RSD）与根系参数特征(RAR、RLD、RD、RSAD)和播种密度呈显著负相关(P＜0.01)，与土壤深度、水流剪切力大小呈显著正相关(P＜0.05);当根系播种密度大于20 g/m2时，RSD值将维持在一个较低的水平，并不会随着播种密度的继续增大而显著的减小。　　(6)通过Wu-Waldron模型计算得出的根系对土壤抗剪强度的预测增加值(Sr)显著大于实测值，对于表明20 cm的土层，预测值比实测值超出幅度范围达151.64％-365.53％，而底部20 cm土层，预测值比实测值超出幅度范围也达到11.05％-48.44％，说明Wu-Waldron模型在应用于本研究中所用的试验土壤和植被根系时会过高的估计根系对土壤抗剪强度的增强效应，尤其是对于表层含有大量植被根系的土层，误差偏大，显得并不适用。两种土壤中根系的四种特征参数与Sr值和RSD值的关系中，根系RAR值与其相关性最高。　　(7)土壤的孔隙度特性（总孔隙度、非毛管孔隙）、入渗特性（初渗速率、稳渗速率和累积入渗量）都与根系的特征参数（除根重密度外）和土壤有机质呈显著正相关，而土壤的孔隙度特性与3种入渗特征参数之间的相关性也达到了显著性水平。其中，非毛管孔隙度和RAR两个参数与土壤入渗特征相关性水平最高。表明RAR值在衡量根系对国土护坡效应上是最佳的根系参数。