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护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系

韩立亮 宋桂龙

韩立亮, 宋桂龙. 护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系[J]. 北京林业大学学报, 2015, 37(11): 120-127. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150144
引用本文: 韩立亮, 宋桂龙. 护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系[J]. 北京林业大学学报, 2015, 37(11): 120-127. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150144
HAN Li-liang, SONG Gui-long.. Relationship between root mechanical characteristics and cell wall components of woody plant species.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2015, 37(11): 120-127. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150144
Citation: HAN Li-liang, SONG Gui-long.. Relationship between root mechanical characteristics and cell wall components of woody plant species.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2015, 37(11): 120-127. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150144

护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150144
基金项目: 

交通运输部科技项目 ( 2009353311050)、北京市首都公路发展集团有限公司科技项目“北京市高速公路岩石边坡绿化养护技术指南实施效果评测与完善”、国家林业局林业科学技术推广项目 ( 201131)。

详细信息
    作者简介:

    韩立亮。主要研究方向:人工植被恢复理论与技术。Email: hanliliang1024@126.com 地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学116信箱。
    责任作者: 宋桂龙,博士,副教授。主要研究方向:草坪科学与管理、植被恢复理论与技术。Email:syihan@163.com 地址:同上。

    韩立亮。主要研究方向:人工植被恢复理论与技术。Email: hanliliang1024@126.com 地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学116信箱。
    责任作者: 宋桂龙,博士,副教授。主要研究方向:草坪科学与管理、植被恢复理论与技术。Email:syihan@163.com 地址:同上。

Relationship between root mechanical characteristics and cell wall components of woody plant species.

  • 摘要: 为研究人工边坡立地条件下木本植物根系固土护坡的力学机制,以京承高速(3期)边坡为例,对榆树、紫穗槐、刺槐、胡枝子4种木本植物共395个根样进行室内单根拉伸试验,然后按5个根系径级分类并分别测定其半纤维素、纤维素、木质素含量,系统分析植物根系材料的力学性能。结果表明:4种木本植物根系直径为0.95~5.42 mm,抗拉强度为7.66~36.94 MPa,抗拉力为22.18~464.50 N。4种植物之间抗拉力、抗拉强度差异显著,从大到小依次为榆树>紫穗槐>胡枝子>刺槐,根系抗拉力随根系直径增大以幂函数增大,抗拉强度随根系直径增大以逆函数或幂函数减小。4种木本植物5个径级根系半纤维素质量分数为1.37%~29.26%,纤维素质量分数为20.57%~36.91%,木质素质量分数为15.12%~29.84%,综纤维素质量分数为28.18%~66.17%,木纤比比值为0.45~1.31。不同树种间及不同径级根系间细胞壁成分差异显著。根系抗拉力与木质素显著负相关;抗拉强度与木质素正相关,与半纤维素负相关。根系拉伸的应力--应变曲线随树种根系结构组成的不同而不同。单根拉伸的应力--应变特征初始阶段为线性关系,拉力继续增大会逐渐表现出塑性特征,根系最大应力随直径增大而减小。综合4种植物的抗拉特性,榆树和紫穗槐的护坡作用较大。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-29
  • 刊出日期:  2015-11-30

护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150144
    基金项目:

    交通运输部科技项目 ( 2009353311050)、北京市首都公路发展集团有限公司科技项目“北京市高速公路岩石边坡绿化养护技术指南实施效果评测与完善”、国家林业局林业科学技术推广项目 ( 201131)。

    作者简介:

    韩立亮。主要研究方向:人工植被恢复理论与技术。Email: hanliliang1024@126.com 地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学116信箱。
    责任作者: 宋桂龙,博士,副教授。主要研究方向:草坪科学与管理、植被恢复理论与技术。Email:syihan@163.com 地址:同上。

    韩立亮。主要研究方向:人工植被恢复理论与技术。Email: hanliliang1024@126.com 地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学116信箱。
    责任作者: 宋桂龙,博士,副教授。主要研究方向:草坪科学与管理、植被恢复理论与技术。Email:syihan@163.com 地址:同上。

摘要: 为研究人工边坡立地条件下木本植物根系固土护坡的力学机制,以京承高速(3期)边坡为例,对榆树、紫穗槐、刺槐、胡枝子4种木本植物共395个根样进行室内单根拉伸试验,然后按5个根系径级分类并分别测定其半纤维素、纤维素、木质素含量,系统分析植物根系材料的力学性能。结果表明:4种木本植物根系直径为0.95~5.42 mm,抗拉强度为7.66~36.94 MPa,抗拉力为22.18~464.50 N。4种植物之间抗拉力、抗拉强度差异显著,从大到小依次为榆树>紫穗槐>胡枝子>刺槐,根系抗拉力随根系直径增大以幂函数增大,抗拉强度随根系直径增大以逆函数或幂函数减小。4种木本植物5个径级根系半纤维素质量分数为1.37%~29.26%,纤维素质量分数为20.57%~36.91%,木质素质量分数为15.12%~29.84%,综纤维素质量分数为28.18%~66.17%,木纤比比值为0.45~1.31。不同树种间及不同径级根系间细胞壁成分差异显著。根系抗拉力与木质素显著负相关;抗拉强度与木质素正相关,与半纤维素负相关。根系拉伸的应力--应变曲线随树种根系结构组成的不同而不同。单根拉伸的应力--应变特征初始阶段为线性关系,拉力继续增大会逐渐表现出塑性特征,根系最大应力随直径增大而减小。综合4种植物的抗拉特性,榆树和紫穗槐的护坡作用较大。

English Abstract

韩立亮, 宋桂龙. 护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系[J]. 北京林业大学学报, 2015, 37(11): 120-127. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150144
引用本文: 韩立亮, 宋桂龙. 护坡木本植物根系的力学特性及其与细胞壁成分的关系[J]. 北京林业大学学报, 2015, 37(11): 120-127. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150144
HAN Li-liang, SONG Gui-long.. Relationship between root mechanical characteristics and cell wall components of woody plant species.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2015, 37(11): 120-127. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150144
Citation: HAN Li-liang, SONG Gui-long.. Relationship between root mechanical characteristics and cell wall components of woody plant species.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2015, 37(11): 120-127. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150144
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