浅层滑坡引起的生态环境退化严重制约着区域环境发展,甘肃省陇南市位于白龙江流域浅层滑坡多发区,针对频发的地质灾害目前已展开植被护坡措施,为比较研究区不同植被类型对边坡稳定性的影响,选取该地区典型草本植物(狗牙根、白莲蒿、马唐、铁线莲)和灌木(杠柳、胡枝子、酸枣、石榴)的根系、根际土壤为研究对象,研究根系对土壤理化性质和边坡稳定性的影响。具体研究分析了根际土壤水分及孔隙度分布特征、碳氮磷含量差异性、优先流特征和根系空间分布特征、不同含水率和根系密度下边坡土体抗剪强度,再利用FLAC3D软件模拟计算不同模式下边坡安全系数。研究主要得到以下结论:(1)相较于灌木根系,草本植物根系对土壤有机碳含量和土壤孔隙结构增加更显著。草本植物土壤大团聚体含量范围为:37.88%—72.04%,铁线莲根际土壤大团聚体含量最大;灌木根际土壤大团聚体含量范围为:37.88%—69.30%,胡枝子根际土壤大团聚体含量最大;草本植物根际土壤孔隙度范围为:43.75%—55.21%,其中白莲蒿根际土壤孔隙度最大;灌木根际土壤孔隙度范围为:42.56%—55.19%,其中胡枝子值最大;草本植物土壤有机碳含量范围我:1.25—6.81 g/kg,铁线莲根际土壤有机碳含量最大;杠柳根系根截面积比(RAR)显著大于其他灌木(p<0.05)。(2)灌木根系峰值拉力大于草本植物,草本植物根系抗拉强度大于灌木根系。植物根径和抗拉强度之间呈显著的减幂函数关系,草本植物根系抗拉强度范围为:5.8—115 MPa,白莲蒿根系抗拉强度最大;灌木根系抗拉强度范围为:4.31—89.9 MPa,胡枝子根系抗拉强度最大。植物根系根径在0—1 mm范围内抗拉强度较大。(3)边坡稳定性在10%含水率下最好,随着含水率增加,重塑土的抗剪强度均减小。相比裸地,狗牙根和石榴根系对土壤抗剪强度增强效果最显著;白莲蒿根际土壤粘聚力相较于裸地土壤增加最大,粘聚力增量范围为:83.30%—195.94%;同裸地相比,白莲蒿和石榴对土壤内摩擦角的增量最为显著。在10%和20%的土壤含水率下,各边坡安全系数均大于1,草本植物中狗牙根边坡安全系数最大(1.23),灌木中杠柳边坡安全系数最大(1.39)。对于含水率变化较大地区,胡枝子具有更好的抵抗土壤水分变化的能力,土壤达到饱和含水率时仍具有一定的稳定边坡的能力。(4)综合不同灌木和草本植物的恢复模式下边坡安全系数,灌木根系对边坡稳定性的增强效果更好。狗牙根、杠柳和胡枝子根-土复合体抗剪强度随着根系密度的增加而降低,白莲蒿和铁线莲的根-土复合体在2倍根系密度时抗剪强度最优,马唐、石榴和酸枣的根-土复合体则在1.5倍根系密度下抗剪强度最大。草本植物根-土复合体抗剪强度依次为:白莲蒿>铁线莲>马唐>狗牙根;灌木根-土复合体抗剪强度依次为:酸枣>石榴>杠柳>胡枝子。