内蒙古中西部地区气候条件和地貌类型复杂多样,从而形成了敏感的环境脆弱生态区,多年来致力于通过植物措施,对破损的生态环境进行修复。因植物根系在土体中交叉、纠缠且与土体相互作用,对土体形成类似“加筋”和“固锚”作用,以此来提高土体抵抗外界的各种侵蚀力,成为植物固土能力的主要表现。本文以内蒙古半干旱区3种典型的水土保持植物:柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii Kom.）、沙棘（Hippophae rhamnoides Linn.）和紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为对象,通过野外原位试验和室内模拟实验相结合的办法:野外进行3种植物单根的极限抗拉、抗弯、抗折材料力学特性、根系受剪受损后自修复的力学特性的研究;室内进行根-土复合体抗剪特性的研究,并分析垂直荷载、布根数量等影响因素、根-土界面摩阻特性的研究。主要研究结论如下:（1）3种植物野外实地试验结果表明:单根瞬时极限抗拉力和抗折力以及抗拉强度和抗折强度种间差异显著,均表现为柠条锦鸡儿>沙棘>紫花苜蓿,而抗弯力和抗弯强度均表现为柠条锦鸡儿>紫花苜蓿>沙棘。3种植物承受损伤力的大小均表现为:抗拉力>抗折力>抗弯力。（2）相同条件下,根-土复合体抗剪强度大小为:柠条锦鸡儿（15.96±3.13）KPa>沙棘（13.57±2.31）KPa>紫花苜蓿（8.44±2.85）KPa>素土（6.17±0.91）KPa,残余强度为柠条锦鸡儿（9.84±2.18）KPa>沙棘（7.67±1.63）KPa>紫花苜蓿（4.14±1.58）KPa>素土（3.68±0.85）KPa。表明:根系可以有效提高土体的抗剪强度、残余强度,且显著增强土体的稳定性。（3）损伤程度显著影响根系生长和极限抗剪的自修复能力,重度损伤（C程度:平均极限剪力的75%）对3种植物的存活率、抗剪能力的影响显著大于轻度（A程度:平均极限剪力的35%）和中度（B程度:平均极限剪力的55%）的损伤,极易造成根系死亡进而导致植株死亡。3种植物在受A、B、C 3个剪力损伤力自修复1个月后,植株整体存活率分别为76.67%、70%、53.33%,自修复3个月后的存活率分别为100%、93.33%、80%,植物根系在受剪力损伤后可以进行自我修复,受到的损伤力越小,整体的存活率越高。3种植物经过1个月和3个月的自修复,受损的根-土复合体的抗剪强度数值均大于素土,且小于未受损的平行对照。3种植物相比较,柠条锦鸡儿根系受剪受损后的自修复能力较强,沙棘次之,紫花苜蓿恢复能力最弱。（4）素土及3种植物根-土复合体抗剪强度随着垂直荷载的增大而增大,二者呈线性正相关,相关系数均大于0.9。在相同垂直荷载下,3种植物根-土复合体的抗剪强度随着布根数量的增加呈先增加后减少的趋势,在布根数量为4时达到峰值;3种植物根-土复合体的摩擦系数随着布根数量的增加总体上表现为先增加后减小的趋势;内摩擦角随着布根数量的增加变化不明显。（5）3种植物根-土界面平均抗阻拉力随着根径的增大而呈线性增大,根-土界面拉拔剪切强度随根系径直径的增加均呈幂函数减小趋势;根-土界面抗剪强度随着土壤中的含水率不断的增加表现为先增加而后减小的趋势;仪器加载速度对根-土界面拉拔抗剪强度无明显影响;根-土界面拉拔抗剪强度随着土壤含水率的增加在沙土和黄土中的变化趋势呈现先增加后减少的趋势,且黄土的抗剪强度均高于沙土,表明土壤类型对根-土界面拉拔抗剪强度的影响显著。