植物根系形态与力学特性是影响植物固土护坡功能的重要因素。通过对植物根系形态在土体中的空间分布特征和根系抗拉力学特征,能够更好的了解植物根系的护坡力学效应,对根-土复合体的抗剪增强作用的研究具有重要的理论参考价值,并为护坡植物的选择与空间配置提供一定的理论指导作用。为了探究黄土区乡土植物的护坡力学效应,本试验选取了白羊草、达乌里胡枝子和沙棘三个自然群落,及狼牙刺和长芒草两种植物的个体植株,利用三维坐标土柱采样法逐层进行根-土复合体采样,和去土清根后的根系采样,以测定根-土复合体抗剪强度及其在土体中的分布;自然群落与潜在护坡植物单株根系形态及其根际分布;和不同植物单根抗拉力学特性,计算并分析了根-土复合体抗剪强度与根系形态参数的关系。主要结果如下:(1)黄土区白羊草、达乌里胡枝子和沙棘等3种自然群落的根系指标,如根长密度、根表面积密度、根系生物量密度等根系分布均随土层深度的增加而逐渐减小。个体上,狼牙刺根系集中分布于0-30 cm土层和距主根40 cm范围内;长芒草根系集中分布于0-20 cm土层深度和距主根25 cm范围内。(2)白羊草、达乌里胡枝子、沙棘、狼牙刺以及长芒草的根系最大抗拉力均随根径的增大而增大;白羊草、达乌里胡枝子、沙棘根系延伸率随根径的增大呈线性增加。白羊草、达乌里胡枝子、沙棘、狼牙刺以及长芒草根系的抗拉强度均随根径的增大而逐渐减小。(3)白羊草自然群落、达乌里胡枝子自然群落、沙棘自然群落以及单株植物狼牙刺、长芒草根-土复合体的抗剪强度均随重力荷载和根系生物量的增加而逐渐增大,随土壤含水量的增加而减小。狼牙刺、长芒草根-土复合体的抗剪强度在其根际范围内均随土层深度的增加呈逐渐减小的趋势。其中,狼牙刺根际范围内根-土复合体的抗剪增强主要在0-60 cm土层深度,其抗剪强度较素土增强1.5倍以上;长芒草根系抗剪增强主要在0-40 cm土层深度,其抗剪强度较素土约提升1.1倍。因此,通过对白羊草、达乌里胡枝子和沙棘三种自然群落以及狼牙刺以及长芒草的个体植株的根系在土体中的分布特征、植物单根抗拉力学特性分析以及在不同条件下,对根-土复合体的抗剪强度特性的研究与分析,对于护坡植物增强坡体稳定性、选择合适的护坡植物类型及合理的配置方式提供了重要的理论依据和指导。