火燒跡地土壤根系特征及其對抗剪強度的影響

胡卸文，侯羿騰，王 嚴，楊 瀛

(1.西南交通大學地球科學與環境工程學院，四川 成都 610031；2.西南交通大學高速鐵路運營安全空間信息技術國家地方聯合工程實驗室，四川 成都 610031)

大量的森林火災區顯示，林火會改變土壤結構和植被根系特征，且在火燒跡地部位易形成淺表層滑坡，為火后泥石流提供大量的起動物源[1-3]。查明林火對植被根系影響程度及火燒前后根-土復合體抗剪強度變化特征，對揭示火燒跡地泥石流物源起動機理具有重要意義。

國外學者對火燒跡地植物根系及其復合土體強度曾做過研究，Wondzell等[1]表明太平洋西北部的火后泥石流物源起動以淺表層滑坡為主，主要由于土體飽水和植物根須腐爛造成的土體抗剪強度下降而觸發。Parise等[2]統計指出，有12%火后泥石流是由淺層滑坡所觸發，滑坡厚度可能為幾十厘米～6 m，淺層滑坡可能發生在火災后的第一個雨季，也有可能是火災后1～2年、10年甚至30年。國內對火燒跡地土壤物理力學性質研究尚處空白，但在非火燒區常規土體根系固土方面開展了大量的研究，楊亞川等[4]認為草本植物的根系對土壤產生了明顯的“加筋作用”，提出了“根-土復合體”的觀點，并指出根系錨固并凝聚于土壤之內，使土壤整體強度增大。封金財等[5-6]通過研究證實了根-土復合體的應力-應變與抗剪強度的關系也滿足庫倫定律，根-土復合體的抗剪強度會隨著土體中根系含量的增加而增大。胡夏嵩等[7-9]通過拉拔試驗和室內直剪試驗，證實了草本根系能顯著增強邊坡淺層土體穩定性。……