本研究是在水土保持生态修复试点工程背景下进行的专项研究工作。目的是通过对新平县生态修复区不同植被的根系空间结构及力学作用的测定，分析生态系统恢复过程中植被的变化对土壤保持力学作用的影响，揭示生态系统修复过程中水土保持功能实现的机理，为开展水土保持生态修复工程提供理论依据。通过野外实测和室内分析，得出如下结论： (1)本研究对原位土壤根系水平抗拉实验方法进行了改进，并用改进的方法对不同植被的根系固土力学作用进行了研究。结果表明，该方法可在山区的斜坡上进行实验，研究不同植被根系的力学作用，可定量获取土壤根系水平抗拉过程中载荷与位移的关系，绘出F—S曲线，适用于山区条件下丛生的灌木根系剪切实验；测定的土层水平和垂直范围可依据实验要求进行具体设定，仪器携带方便，可拆卸，拉力机可以控制剪切速度，读数方便，成本低廉，简单易行，在山区不同植被根系固土力学研究方面，有着广阔的前景。 (2)从不同的植被样方抗拉过程中可以看出，草本样方、灌草样方、灌木样方和乔木样方的根系均具有不同的抗拉特性，都会经过弹性形变阶段、塑性形变阶段、强化阶段。在弹性形变阶段，载荷和位移成正比，载荷增大，位移也随之增大；在塑性形变阶段，载荷保持在一定范围内波动，但位移仍然在增大；随着载荷的不断增加，部分根系被剪断，受测土墩对拉力机作用的阻抗能力下降，抗拉过程进入强化阶段。此阶段拉力机读数减小，但位移还在不断的增加，直到最后土体停止运动。 (3)不同的植被样方的载荷与位移的关系分析表明，在对土墩施加相同的载荷时，草本类样方土墩发生的位移最大，其次是灌草类样方的土墩，灌木类样方土墩和乔木类样方土墩发生的位移最小。比如当施加的载荷为2．21KN时，草本类土墩的位移为9衄，灌草类土墩的位移为6．09mm，灌木类土墩的位移为3．5唧，乔木类土墩的位移为3mm。乔木、灌木、灌草、草本的固土能力是依次降低的，说明随着生态修复过程的发展，生态系统抵抗土体滑动的能力是不断增强的。 (4)相同的植被样方的载荷与位移的关系分析表明，草本类样方的根系水平抵抗滑坡的极限点值均比灌草类样方的根系水平抵抗滑坡的极限值要小，灌草类样方抵抗滑坡的能力更强。乔木类样方的比例极限点值为28．7KN，比灌草类样方、草本类样方和灌木类样方的比例极限点值要大，且在该实验条件下，此点以后该样方的根系一直处于屈服阶段，其水平抵抗滑坡的极限点也较大。 (5)有根样方和无根样方的载荷与位移的关系分析表明，有根样方土墩的位移总体来说是随载荷的增加而增大，在剪破土墩后，压力表读数并不迅速降低，有时甚至还在一定程度内回升，这是因为土墩中的根在不同时间被拉断，有些根还在土墩剪破后的短时间内抵抗着拉力。而无根样方土墩的位移先是随着载荷的增加而增大，当载荷增加到30．9lKN时无根样方土墩立即被剪破，剪破后压力表读数不再上升，而是迅速减小。 (6)不同的植被样方的载荷与植被参数的关系分析表明，载荷与地上生物量的关系变化和载荷与地下生物量的关系变化情况相似。植物地上部分各器官均未与土壤直接发生作用，它只是对植物根系与土壤的相互作用有一定的影响。植物地上部分各器官生长越繁茂，其根系也越发达，发达的根系其固土的能力就越强。地下生物量越大，根系发生弹性形变的阶段就越长。如果在实验的一开始阶段对各土墩施加相同的载荷，在地下生物量大的样方土墩还处于弹性形变阶段时，地下生物量小的土墩就有可能进入了塑性形变阶段。进入塑性形变阶段后，即使停止外力作用后根系和土壤也不会恢复原位。总体来说，在外力作用下，乔木的根系最难破坏，其次是灌木、灌草样方的根系，最容易破坏的是草本植物的根系。但不同的植被样方的载荷与总盖度的关系表明，总盖度大的样方，要发生相同的位移，所需要施加的载荷却不一定就大，也就是说在外力作用下，总盖度越大，其根系不一定越难破坏。这和地下、地上生物量与载荷的关系有一定差异。 (7)植物多样性与根系空间结构特征和力学作用的关系分析表明：物种越丰富的样方，其根系的固土力学作用不一定越大，这和样方中的根系的根长、根量、根径的大小等有关系，根系越长，可到达的土层越深，在相同外力的作用下，土墩就越难发生位移；根量越丰富，根径越大，尤其是深层土体中的根系的根径越大，土体在外力作用下就越难发生移动。