【摘 要】
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全球近五分之一的陆地面积易受到降水等气候因素的干扰而引发浅层滑坡,人类安全面临巨大挑战。甘肃南部白龙江流域极端降水频发,地质灾害不断发生。研究区通过种植多种植被来开展生态恢复,以期缓解自然灾害的影响。目前研究主要侧重植物力学效应对边坡稳定性的影响,由于难以开展长期动态的监测对比研究,不同植被类型对土壤水力特征的影响往往没有得到足够的重视,造成植被的水文加固效应被严重低估,对不同植被恢复类型的水文和
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全球近五分之一的陆地面积易受到降水等气候因素的干扰而引发浅层滑坡,人类安全面临巨大挑战。甘肃南部白龙江流域极端降水频发,地质灾害不断发生。研究区通过种植多种植被来开展生态恢复,以期缓解自然灾害的影响。目前研究主要侧重植物力学效应对边坡稳定性的影响,由于难以开展长期动态的监测对比研究,不同植被类型对土壤水力特征的影响往往没有得到足够的重视,造成植被的水文加固效应被严重低估,对不同植被恢复类型的水文和力学效应的共同影响缺乏深入认识。因此,本研究以浅层滑坡区生态恢复11年的油橄榄林地、灌丛和草地三种植被边坡为研究对象,通过长期野外调查采样和实验分析,研究了恢复植被土壤的力学特征、土壤水文特征和基本物理性质,并利用COMSOL模型模拟三种植被边坡稳定性对不同基质吸力及降雨条件的响应,得到以下结果:（1）林地土壤强度对基质吸力变化的敏感性最低。不同植被土壤的剪切强度受基质吸力变化的影响幅度有显著差别,表现为:林地（38%）＜草地（99%）＜灌丛（110%）;土壤水分特征曲线表现为:林地低于灌丛,灌丛低于草地;水稳性团聚体分形维数:林地（2.69）＜灌丛（2.73）＜草地（2.74）。（2）不同植被恢复的根系力学加固和土壤水文加固均显著不同。林地、灌丛与草地的根系力学加固与水文加固比值分别为5.9、1.0、0.5。水文加固占林地土壤剪切强度的比例变化:林地＜灌丛＜草地,故水文加固时,林地边坡的塑性破坏和总位移变化小,边坡安全系数变化幅度为:林地＜灌丛＜草地;根系增强增加了边坡稳定性,减小了破坏区域,但对边坡稳定性变化幅度影响不大。（3）降雨时长和降雨强度的增加会导致边坡发生裂隙破坏。相同降雨强度下,草地边坡更易发生裂隙破坏;裂隙的发育会加剧边坡塑性破坏及破坏位移,不同植被塑性破坏和总位移的关系是林地＜灌丛＜草地。因此,在以研究区为代表的浅层滑坡区,油橄榄林地边坡水文–力学的稳定性更好,能缓解因降雨导致的塑性破坏和裂隙发生,对构建可持续的生态修复优化模式提供了更为准确全面的认识。
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