Phragmites australis L.（P. australis）通常被称为芦苇，是世界上许多地区河流和运河河岸常见的植被。P. australis是一种适应性很强的物种，存在于各种全球生态系统中，从盐沼、沼泽和湖边等饱和湿地，到竞争压力较小的干燥陆地环境（Haslam, 1970; Romero et al., 1999）。
P. australis具有很强的耐水淹和低氧条件能力（Haslam, 1972; Pagter et al., 2005）。在养分丰富（富营养化）且氮磷含量高的环境中，P. australis的表现更为优异，这一特性得到了其显著生物量生产、有效养分去除以及环境磷控制能力的支持（Uddin and Robinson, 2018; Geurts et al., 2020; Carricondo et al., 2021）。除了其养分作用外，P. australis在植物修复方面也展现出潜力，尤其是在去除受污染水中的多氟烷基物质污染物方面（Ferrario et al., 2022）。因此，P. australis也是构建湿地、生态恢复和河岸缓冲带的首选植物（Uchida and Tazaki, 2005; Wang et al., 2012; Moulisova et al., 2023; Li et al., 2024）。
然而，管理P. australis需要平衡的视角，因为其旺盛的生长可能会带来生态挑战。P. australis是欧洲湿地和河岸生态系统中的基本原生组成部分。尽管如此，其快速的克隆扩展可能导致形成密集的单优势群落，从而改变栖息地结构并减少本地植物多样性（Rudrappa et al., 2009; Vila et al., 2011）。这与全球模式一致，即即使是本地物种，优势植物也能显著影响当地群落。此外，这种优势地位会扰乱自然植物演替（Fogliata et al., 2021）。因此，全面了解P. australis》——包括其功能效益和潜在的生态影响——对于可持续的河岸带管理至关重要。
尽管P. australis广泛分布于河流和运河河岸，但其在土壤生物工程技术中作为关键因素的根系增强作用仍受到有限关注（Rey et al., 2019）。总体而言，河岸植被通过根系在根区提供的水力-机械增强作用提高了河岸的稳定性（Simon and Collison, 2002; Pollen and Simon, 2005; Andreoli et al., 2020）。由于根系引起的机械增强通常表现为凝聚力的增加，并被纳入河岸稳定性模型中（Capobianco et al., 2021）。河岸根系增强作用可以通过现场剪切强度测量直接测定（Zhang et al., 2018），或者使用模型间接估算（Andreoli et al., 2020）。这些解释模型利用了根系采样获得的根系数量和根系强度（Waldron, 1977; Pollen and Simon, 2005）。根系抗拉强度取决于根径，通常根径与强度之间存在幂律关系（例如Boldrin et al., 2021; Meijer, 2024）。
Krzeminska等人（2019）提出，在缓坡上草本植物的根系增强可能就足够了，而在较陡的坡面上树木提供最好的增强作用。然而，在具有凝聚力的材料中，树木的自重可能导致不稳定性，尤其是在河岸本身就不稳定的情况下（Abernethy and Rutherfurd, 2000; Török and Parker, 2022）。关于像P. australis这样的常见运河河岸植被的根系增强作用的直接现场测量在文献中很少报道。基于根系采样，Yu等人（2020）表明，P. australis带来的额外根系增强使河岸稳定性提高了88.2%。Li等人（2024）在25-200千帕的正常应力范围内对未受干扰的P. australis根系-土壤复合材料进行了实验室直接剪切测试，观察到复合材料的剪切强度增加了9.97-18.69千帕，主要归因于凝聚力的增加。
传统的量化P. australis根系增强的方法通常涉及实验室测试原型根系-土壤复合材料或繁琐的直接根系采样，这对大规模流域现场测试带来了显著挑战（Meijer et al., 2018）。本研究通过应用螺旋提取技术（Meijer, 2016; Meijer et al., 2018; Meijer et al., 2019），对距离水源两个不同位置的P. australis植被覆盖的运河河岸进行了直接的现场根系增强评估，以获得潜在根系增强的总体分布。研究还结合了解释模型和从挖掘出的整体根系结构特征得出的详细信息来补充这些直接测量结果。
