道路两侧的线性生境越来越受到关注，以评估其生物多样性和生态系统服务（Auffret和Lindgren，2020年；Gardiner等人，2018年）。低影响开发（LID）结构被用于拦截道路上的雨水，防止其流入地表水体。沿道路设计的工程排水沟有助于收集雨水径流，而植被在控制侵蚀、水分渗透、植物修复、提供有机物质、促进初级生产以及增加土壤微生物多样性和无脊椎动物数量方面发挥着重要作用（Monberg等人，2019年；Robinson和Lundholm，2012年；Sikorski等人，2021年）。然而，道路和LID结构也可能成为入侵植物的来源，这些入侵植物会排挤本地植物，形成单一植被群落（Christen和Matlack，2009年；Dai等人，2025年；Phillips等人，2020年；Sinclair等人，2020年）。
人口增长和城市化导致不透水表面的增加，影响了水质和水量，并由于栖息地的丧失而降低了生物多样性（Eigenbrod等人，2011年）。随着流域自然植被的减少，降水事件会导致快速径流和地下水渗透量下降。在城市和开发区域，即使降水量小于0.2厘米，也可能因土壤压实和不透水结构的存在而引发快速径流（Li等人，2008年）。开发和栖息地破碎化不仅增加了雨水径流，还导致了生态系统服务和生物多样性的丧失，从而影响水质（Vitousek，1994年；Walsh，2000年）。在六年内，德克萨斯州的不透水覆盖面积增长速度超过了美国其他任何州（Xian等人，2011年）。植被化的排水沟和其他LID结构可以作为净化水、促进水分渗透和增加生物多样性的自然区域。
易等人（Yi等人，2017年）报告称，1984年至2010年间，德克萨斯州中部圣安东尼奥县和贝克萨尔县失去了73,146公顷的森林、22,075公顷的牧场和19,224公顷的农业用地。自然栖息地和生物多样性的丧失是城市化密集地区的全球性问题（Aronson等人，2014年；Auffret等人，2018年；Giles-Corti等人，2020年）。2001年至2016年间，圣安东尼奥至新布劳恩费尔斯走廊地区的城市化程度增加了17.7%（Guo和Zhang，2021年）。随着不透水表面和结构的增加，自然和农业栖息地的丧失将继续影响贝克萨尔县的水质，并可能对爱德华兹含水层造成影响。在像爱德华兹含水层补给区这样的喀斯特地区，不透水结构导致的快速径流会使得污染物迅速进入含水层，而该含水层的过滤能力有限或不存在。在干旱、半干旱和亚湿润地区，使用本地多年生C4草类在雨水排水沟和其他LID结构中管理沉积物和污染物是一种经济有效的方法，同时还能增加城市地区的生物多样性。利用C4光合途径的植物更适应温暖气候，且更耐旱（Karami等人，2023年；Sage等人，2018年）。在德克萨斯州中部，C4草类占总草类种类的约80%（Luo等人，2024年），并且适应温暖的气候。据报道，道路两侧的植被化排水沟可以去除70%的总悬浮固体（Li等人，2008年；Schueler等人，1992年）。道路两侧超过90%的植被覆盖面积对去除总悬浮固体最为有效（Barrett等人，2004年；Li等人，2008年）。LID结构中的污染物去除可以通过根系吸收、微生物过程、土壤基质过滤以及吸附到有机物和矿物质上来实现（Barrett等人，1998年；Hermawan等人，2019年；Palacios等人，2021年；Stagge等人，2012年）。
本研究旨在填补关于城市环境中道路两侧排水沟中特定草本植物对干旱、淹没、高温和道路污染物等压力因素耐受性的知识空白，并探讨可用于恢复工作的本地草本植物种类。采用小规模干扰和种植已建立植株的实地研究方法是一个尚未充分探索但具有实际应用价值的研究方向。使用本地植物进行恢复工作的理论基础在于：本地植物已经进化并适应了当地气候和土壤条件，不需要维护，且具有抗病原体和昆虫的能力（Britt等人，2003年；Riley等人，2015年）。然而，引入的植物缺乏天敌，有些植物能在人为干扰形成的环境中茁壮成长（Daehler，2003年；Wolfe，2002年）。从种子种植的本地植物有更高的存活几率，可以避免在恶劣环境中种子成功发芽和生长的不确定性（Fattorini，2001年；Paschke等人，2000年）。研究表明，干旱和持续淹没会限制植物的发芽、生长和存活（Mazer等人，2001年；Zia等人，2021年）。了解在排水沟中存活率较高的本地C4草本植物信息有助于改进管理实践，从而降低道路、停车场和其他不透水覆盖区域雨水径流带来的成本并改善水质。在某些排水沟中，侵蚀作用形成了深达0.75米的浅坑，这些坑在降雨量较大的月份能够保持较长时间的水分，观察到专性湿地草本植物在这些坑中的覆盖率达到100%（杰弗里·哈钦森个人观察）。草本植物是适合用于排水沟的理想植物群，它们分布广泛、物种丰富、根系深，能够增加水分渗透、减少侵蚀、去除营养物质，并为微生物提供栖息地（Li等人，2024年；Liu等人，2022年；Linder等人，2018年；Turk等人，2017年）。
许多雨水管理系统，如排水沟，通常由非本地草类主导，仅有零星的本地草本植物和草本植物分布。研究表明，旧世界蓝茎草（
Bothriochloa属）会抑制南部大平原地区本地草类的生长（Schmidt等人，2008年）。用于恢复的
Panicum virgatum品种在低水分条件下与非本地草类竞争时生物量减少（Schwartz和Gibson，2014年）。然而，使用
Panicum virgatum和其他德克萨斯州中部的本地草类品种可能比那些基于美学等属性选育的品种更具竞争优势。在非本地植物主导的高度受干扰环境中，创造间隙并种植本地物种可能有助于提高物种丰富度、多样性和覆盖度（Schnoor等人，2015年）。Stevens和Fehmi（2009年）发现，在非本地草类入侵的地区，立即种植本地植物是一种实用的恢复技术。本研究提出了以下问题：
1.六种在德克萨斯州中部常见的本地草本植物和两种专性湿地草本植物能否在以非本地草类为主的排水沟中存活？
2.存活两个生长季节的植物种类之间的根系和地上部分生物量有何差异？
3.排水沟中的土壤特性如何影响所种植植物的存活和生长？
基于这些问题，本研究假设在德克萨斯州中部常见的六种本地草本植物的存活率会高于两种专性湿地草本植物。另一个假设是排水沟中的土壤适合这些植物的存活。本研究的目标是观察八种本地草本植物在两个生长季节中的存活情况和生物量，并分析德克萨斯州中部六个道路排水沟的土壤特性。
