东北地理所在黑土区侵蚀沟发育速率及驱动因素研究方面取得进展
东北黑土区是我国最重要的商品粮基地,被誉为“耕地中的大熊猫”。然而,高强度农业活动叠加自然侵蚀,导致侵蚀沟问题尤为严峻,不仅吞噬耕地、割裂农田,还加剧水土流失与面源污染,直接威胁粮食产能和区域生态安全。
为深入揭示黑土区侵蚀沟发育规律及驱动因素,中国科学院东北地理所水环境污染与防治学科组科研人员在吉林省东辽县开展了十余年的野外定位调查,以典型低山丘陵农业流域为样本,综合利用高分辨率遥感影像、GIS空间分析及野外动态监测技术,对116条侵蚀沟的形态演变进行了精准量化。结合气候、地形、土地利用等多元数据,揭示了侵蚀沟“纵向延伸”与“横向扩张”的驱动机制。
图1沟头朔源侵蚀(a),沟口纵向延伸侵蚀(b),沟壁坍塌侵蚀(c),相邻沟段连通(d)
研究发现,2011-2021年间,研究区侵蚀沟年均线性延伸速率为6.34 m,面积扩展速率达339.17m2,横向扩张幅度为纵向延伸的7倍。其中,沟头溯源侵蚀(年均3.80 m)主导纵向发育,沟壁坍塌(年均56.84m2)则推动横向扩展(图2)。汇水面积、高程及景观格局指数(斑块密度、边缘密度)是驱动侵蚀沟发育的主要因子。自然因素(如地形)对侵蚀沟线性发育影响更大,而人为活动(如耕地扩张)显著加剧横向扩展,农业景观破碎化进一步加速了侵蚀进程。未来需结合退耕还林与植被过滤措施(如等高草篱),阻断径流与泥沙汇聚,以防控侵蚀沟发展。该成果不仅为东北黑土区侵蚀沟治理提供了新思路,也为类似生态脆弱区的土壤保护策略制定提供了参考。
图2 2011-2021年侵蚀沟长度和面积变化 (n=116)
相关成果发表在国际知名期刊《Soil & Tillage Research》上,由已毕业的联合培养硕士研究生焦鹏(第一作者)、欧洋副研究员(通讯作者)和阎百兴研究员等人共同完成。本研究得到了国家重点研发计划课题(2023YFA1009001)、国家自然科学基金项目(U21A2037 & 41571480)和中国科学院战略性先导科技专项(XDA28080302)共同资助。
论文信息及链接如下:
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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