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黑土地“伤疤”究竟长得有多快？东北侵蚀沟时空发育的驱动机制
发布者：管理员发布时间：2026-07-20作者：温艳茹来源：智慧农业团队、耕地质量保育团队点击量：
近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所智慧农业团队、耕地质量保育团队联合中国科学院南京土壤研究所、中国科学院东北地理与农业生态研究所、比利时根特大学等多家机构，在《科学通报（Science Bulletin）》期刊上发表了题为“Drivers of the temporal and spatial variation in gully growth rates in Northeast China”的研究成果。研究覆盖过去60年间超过12万条永久性侵蚀沟的475组配对数据，在区域尺度上揭示了黑土地侵蚀沟发育的时空演变规律及其驱动机制。
侵蚀沟作为土地退化的极端形式，一直是全球农业、生态以及可持续发展关注的前沿热点问题。黑土地作为我国粮食安全的压舱石，侵蚀沟问题尤为突出。尽管已有大量实地研究量化了沟蚀速率及其驱动因素，但受限于以往野外实地研究在时空尺度的局限性，区域侵蚀沟时空变异的规律认知仍然缺乏。
研究明确沟长度、面积、体积、密度和土壤流失率5类指标长期平均速率。与超过10年观测期相比，短期（1-10年）沟长度和面积增长率明显要高得多。这说明短期发育极大受到极端事件的影响，超过10年的研究才能可靠计算长期平均速率。驱动因素分析表明，气温和降水季节性变异对沟发育贡献最大。进一步对比两种时间尺度的气候指标，发现采用长期气候变量对沟发育的影响大于短期，这表明极端降雨事件并非直接驱动因素，决定侵蚀沟增长快慢因素依然是长期气候指标，其通过塑造立地条件（如植被、土壤、汇流等）影响沟蚀的空间格局。空间分析发现，侵蚀沟发育存在明显的空间分异规律，长度和体积增长显著强于面积扩张。表明黑土地侵蚀沟主要通过长度增加来扩张，老沟的宽度变化不显著。进一步时序分析表明，2000年后沟增长速率整体上升，这表明导致沟剧烈增长的并非耕地大规模扩张，而是与规模机械化以及高强度耕作相关。
该研究通过区域尺度大数据集成，克服了传统研究特定小流域的边界外推局限，为东北侵蚀沟绘制了一幅时空演变图谱，明确了黑土地这一宝贵土壤资源面临侵蚀沟“伤疤”，导致耕地碎片化的速率与驱动因素，为黑土资源利用与保障国家粮食安全提供了重要科学支撑。
图 1. 潜在影响侵蚀沟发育的13个自变量（对5种发育速率取平均）以及5种发育速率（对13 个自变量取平均）线性回归的平均决定系数（R2）和平均显著性星标数量。
文章第一作者为中国农业科学院农业资源与农业区划研究所温艳茹副研究员，通讯作者为吴文斌研究员，云南师范大学联合培养硕士研究生李婧悦为共同第一作者。研究得到了北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金，中国农业科学院青年创新专项和国家留学基金资助。
原文信息：Yanru Wen#, Jingyue Li#, Zhufeng Wang, Karl Auerswald, Peter Fiener, Wim Cornelis, Peng Qi, Ting-yong Li, Xinhua Peng, Liming Ye, Wenbin Wu*, Ming Jiang, Jiabao Zhang, Science Bulletin, 2026.
Doi: 10.1016/j.scib.2026.07.043
