喀斯特地区由于其独特的地质、气候环境和复杂的水土流漏失机理,使得其水土保持具有一定难度。植被被证实为喀斯特山谷区保持水土和生态恢复的关键因子,而常被用于水土保持的生物措施——植物篱十分适合应用于喀斯特坡地。作为植物篱类型之一的地埂篱,除地上部分具有一般植物篱的减流减沙效益,其较坚韧的根系深扎于土壤中还可加固埂坎,根、茎分别在固土防漏失和减流减沙方面产生贡献。但目前中国缺乏喀斯特地区植物篱的应用研究,使得植物篱难以在喀斯特坡地推广。本文以重庆酉阳喀斯特槽谷顺层坡坡面为研究区,选择沿阶草和两豆科植物光叶苕子、拉巴豆,分上、中、下坡位布设地埂篱,对地埂篱的根系进行灰度扫描做形态指标分析、化学成分测定、室内单根抗拉测试和根土复合体直剪试验。得出草篱的根系形态和化学成分含量特征,根系抗拉特性和根土复合体抗剪性能及影响因素,通过主成分分析得出根土复合体抗剪性能的主导因子,对各草篱复合体抗剪性能做出评价。主要结论如下:(1)全根形态指标和复合体中形态指标均于沿阶草表现突出,各草篱均中、下坡显著大于上坡,复合体中拉巴豆上坡位显著大,三种草篱均以0.0<d≤1.0 mm为优势径级。沿阶草根表面积和根体积较大,拉巴豆根长最长,根尖数、分枝数和分叉数仅在个别坡位的草篱之间有显著差异。全根中化学成分木质素(Lignin,L)含量排序为:光叶苕子>拉巴豆>沿阶草,沿阶草的半纤维素(Hemicellulose,H)含量显著高于两豆科草篱,而木纤比(Wood to fiber ratio,WFR)显著低于两豆科草篱。(2)单根抗拉试验成功率为51.29%。沿阶草的极限抗拉力(Ultimate tensile force,F)和极限延伸率(Ultimate elongation,U)均为3者中最大,抗拉强度(Tensile strength,T)和杨氏模量(Young’s modulus,E)拉巴豆最大,均为沿阶草的3倍左右。同一草篱,沿阶草F、T和U均中、下坡表现突出,光叶苕子F和U分别于上坡和中坡表现突出。用二阶抛物线模型能较好反映各草篱根系应力应变曲线的特征,且d<1.0 mm的根系应力随应变增长幅度较大。(3)相关性分析得出草篱根系T与直径负相关、F和U均与直径正相关,而各草篱抗拉指标与化学成分关系不尽相同。多元回归分析表明沿阶草根系的T和E与H均存在负相关预测函数关系,光叶苕子T与H亦负相关,U与C和L负相关、与WFR正相关。(4)3种草篱的根土复合体在较小荷载(除了400 kPa)条件下的抗剪强度存在差异,豆科草篱大于沿阶草,拉巴豆最大剪应力值最高。同一草篱,抗剪强度和最大剪应力均中、下坡大于上坡。沿阶草和光叶苕子的内摩擦角(φ)和粘聚力(c)范围相近,显著小于拉巴豆,两者φ较拉巴豆低3-9倍。同一草篱,坡位之间的φ和c差异均无明显规律。(5)相关性分析得出根土复合体抗剪强度指标受RLD、RSAD和RVD、C和WFR的正向影响。主成分得出主要产生贡献的指标有RLD、RSAD、F、U和E。拉巴豆抗剪性能主成分综合得分最靠前且根系抗拉特性影响较突出,沿阶草次之,根系形态指标影响突出。坡位方面,沿阶草和拉巴豆综合得分均于中坡位较高。