在生态文明建设与精准脱贫背景下,贵州省“县县通高速”和脱贫攻坚下“组组通”的政策和措施,从源头上解决了脱贫的关键,即要“致富,先修路”。但由此形成的裸露边坡,势必影响生态环境。植物根系抗拉和抗剪特性是决定其对边坡防护的重要因素,抗拉特性不仅是影响根土复合体抗剪特性的决定因素,更是评价植物根系对边坡防护的直接指标。本实验通过对多花木蓝(Indigofera amblyantha)和双荚决明(Senna bicapsularis)根系单根拉特性和抗剪特性的测定,探讨根径、树种、根系化学组成、根截面微观特征、根系含水率对单根抗拉特性的影响。通过直剪试验研究根土界面摩擦特性和根土复合体的抗剪特性,研究法向压力、土壤含水率和根径对根系直剪摩擦和根土复合体抗剪特性的影响。主要研究结果如下:(1)2种灌木根系抗拉力学特性随根径的增大而变化,具体表现为极限抗拉力与根径正相关,极限抗拉强度和极限延伸率与根径负相关。其中,在极限抗拉力和抗拉强度方面,多花木蓝较双荚决明优,而极限延伸率则与此相反。(2)2种灌木根系对水分响应程度不一,多花木蓝吸水后,抗拉力学特性总体呈下降趋势,而双荚决明根系抗拉力学特性在吸水后得以提升。此外,含水率的变化未改变根径与抗拉力学特性的变化趋势。(3)2种灌木化学组成含量存在差异,多花木蓝纤维素含量在三素中含量较高,而双荚决明木质素含量占比较大,这可能是导致2种灌木根系对水分响应不一的原因之一。(4)根截面微观特性(导管孔径、导管分布和组织比量)差异,是导致根系抗拉力学特性的内在因素之一。其中,随根径的增大,2种灌木导管孔径逐渐增大;其次,根截面导管排列方式随根径的变化而变化,且因树种的不同而存在差异;此外,多花木蓝根截面导管面积比随根径的增加呈先降低后增加的趋势,双荚决明根截面导管面积比随根径的增大而降低。而随根径的增大,根系孔隙度逐渐降低,二者呈幂函数关系。说明根系孔隙度越高,根系力学特性相对较大。(5)2种灌木根皮微观特征存在差异,多花木蓝呈栅格型、深度较浅,双荚决明呈沟壑型、深度较深,由根皮微观形貌表明双荚决明根皮摩擦特性较大。根土界面摩擦试验结果与此一致,即在条件一致时,双荚决明根土界面摩擦强度均大于多花木蓝。(6)根土复合体抗剪强度随根径的增加呈先增大后降低趋势,多花木蓝在根径3mm时,根土复合体抗剪强度最大,而双荚决明则在2mm根径时具有相对最大的抗剪强度。其次,2种灌木根土复合体抗剪强度与法向压力正相关。土壤含水率的升高,使得根土复合体抗剪强度呈先增加后降低趋势。二者均在含水率14.3%时具有相对最大的抗剪强度。