植物根系具有锚定植株、固持土壤、吸收和运输土壤中的水分及养分、合成和贮藏营养物质等重要功能。根系固土能力主要受植物种类、植物根系形态、植物根系的拉力学特性和植物根系与土壤界面的相互作用制约。本研究基于弹塑性力学、土力学、水土保持学、森林生态学、数学等原理和方法,采用野外调查与室内实验相结合的方式,以油松为例,从根系形态和分形特征、单根的拉力学特性和根系与土壤相互作用三个方面,研究了植物根系固土机制的影响因素。主要研究成果如下：(1)通过对油松根系的调查和分析得出,油松根系有主根和水平侧根构成,整体上呈圆锥体结构,油松侧根在各方向上呈均匀分布,侧根的长度和生物量主要分布在根系的中上部,并随油松胸径和树高的增加而增长；不同胸径油松根系的分形维数差别不大,二级侧根的空间占据能力优于一级侧根。(2)通过对油松根系的拉伸试验和土壤特性的研究得出,油松根系的抗拉力、抗拉强度和应力-应变关系都受土层深度的影响,油松根系的抗拉力和抗拉强度与大多数的土壤物理、化学和生物学特性显著相关。标距和拉伸速率对油松根系抗拉特性产生显著影响,不同坡向和不同生长方向的油松根系抗拉特性差异显著。直径是影响油松根系抗拉力的最主要因素,试验控制因素中标距对抗拉力和抗拉强度的影响大于拉伸速率；环境因素中坡向对抗拉力的影响大于土层深度和生长方向,坡向对抗拉强度的影响最大,其次为根系生长方向和土层深度。(3)三轴试验表明,根土复合体极限主应力差随根径、围压的增加而增大,随土壤含水率的提高而减小,复合埋根方式的根土复合体极限主应力差大于相同条件下的垂直埋根方式和水平埋根方式的根土复合体主应力差,根系直径和围压越大,根系布设方式越复杂则根土复合体的抵抗荷载的能力越强。(4)含根土体的抗剪强度明显大于素土抗剪强度,在土壤条件一定的条件下,影响根土复合体抗剪强度的变化的因素同极限主应力差的影响因素相同,根径、围压和埋根方式是影响根土复合体抗剪强度的主要因素。(5)植物根系与土壤界面摩擦力随植物根径的增长呈线性规律增大。根系的埋深、土壤含水率以及加载速率对油松根系与土壤界面摩擦力有显著影响,摩擦力随埋深的增加而呈线性增大,在一定范围内,平均摩擦力的大小随土壤含水率的增加呈现出先增大后减小的变化规律,平均摩擦力随加载速率的增加而呈线性减小。(6)植物根系与土壤界面的摩擦系数随直径的增加呈现出先增大后减小的规律,根系的埋深、土壤含水率以及加载速率对油松根系与土壤界面摩擦力有显著影响,其变化规律与摩擦力的变化规律相似。