東北地理所在黑土區(qū)侵蝕溝發(fā)育速率及驅(qū)動因素研究方面取得進展
東北黑土區(qū)是我國最重要的商品糧基地，被譽為“耕地中的大熊貓”。然而，高強度農(nóng)業(yè)活動疊加自然侵蝕，導致侵蝕溝問題尤為嚴峻，不僅吞噬耕地、割裂農(nóng)田，還加劇水土流失與面源污染，直接威脅糧食產(chǎn)能和區(qū)域生態(tài)安全。
為深入揭示黑土區(qū)侵蝕溝發(fā)育規(guī)律及驅(qū)動因素，中國科學院東北地理所水環(huán)境污染與防治學科組科研人員在吉林省東遼縣開展了十余年的野外定位調(diào)查，以典型低山丘陵農(nóng)業(yè)流域為樣本，綜合利用高分辨率遙感影像、GIS空間分析及野外動態(tài)監(jiān)測技術，對116條侵蝕溝的形態(tài)演變進行了精準量化。結合氣候、地形、土地利用等多元數(shù)據(jù)，揭示了侵蝕溝“縱向延伸”與“橫向擴張”的驅(qū)動機制。
圖1溝頭朔源侵蝕(a),溝口縱向延伸侵蝕(b),溝壁坍塌侵蝕(c),相鄰溝段連通(d)
研究發(fā)現(xiàn)，2011-2021年間，研究區(qū)侵蝕溝年均線性延伸速率為6.34 m，面積擴展速率達339.17m2，橫向擴張幅度為縱向延伸的7倍。其中，溝頭溯源侵蝕（年均3.80 m）主導縱向發(fā)育，溝壁坍塌（年均56.84m2）則推動橫向擴展（圖2）。匯水面積、高程及景觀格局指數(shù)（斑塊密度、邊緣密度）是驅(qū)動侵蝕溝發(fā)育的主要因子。自然因素（如地形）對侵蝕溝線性發(fā)育影響更大，而人為活動（如耕地擴張）顯著加劇橫向擴展，農(nóng)業(yè)景觀破碎化進一步加速了侵蝕進程。未來需結合退耕還林與植被過濾措施（如等高草籬），阻斷徑流與泥沙匯聚，以防控侵蝕溝發(fā)展。該成果不僅為東北黑土區(qū)侵蝕溝治理提供了新思路，也為類似生態(tài)脆弱區(qū)的土壤保護策略制定提供了參考。
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圖2 2011-2021年侵蝕溝長度和面積變化 (n=116)
相關成果發(fā)表在國際知名期刊《Soil & Tillage Research》上，由已畢業(yè)的聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生焦鵬（第一作者）、歐洋副研究員（通訊作者）和閻百興研究員等人共同完成。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃課題（2023YFA1009001）、國家自然科學基金項目（U21A2037 & 41571480）和中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（XDA28080302）共同資助。
論文信息及鏈接如下：
Peng Jiao,Yang Ou*,Shujiang Pang,Baixing Yan,Yu Zhang,Wenxu Xu,Liming Yan. Impacts of landscape factors on gully retreat and its morphological characteristics in hilly areas of Northeast China. Soil & Tillage Research. 2025,248,106434. https://doi.org/10.1016/j.still.2024.106434.
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