东北地理所在东北黑土区切沟侵蚀过程研究方面取得新进展

东北黑土区作为国家最大的商品粮生产基地和重要的生态安全屏障区，目前面临水土流失加剧，沟道侵蚀严重等问题。研究沟蚀发育关键过程和作用机制，可为黑土区切沟侵蚀防治、修复措施选择与决策提供科学依据和支撑。梯田作为治理坡耕地、提高农业产量的一种农业生产方式，同时也是一重要的水土保持田间工程措施。然而，在全球社会经济发展的背景下，大面积的梯田趋于荒废，这不仅浪费了土地资源，还易导致严重的土壤侵蚀、坡面崩塌等土地退化问题。但东北黑土区的切沟侵蚀仍呈发展的态势，侵蚀面积和强度在增长，切沟数量和密度在增加。目前关于农业梯田在退耕还林后对于切沟发育的影响还缺乏直接的证据。

针对以上的关键问题，张斌研究员带领的团队基于广泛野外考察的研究基础，选取东北黑土区5条发育在林地中的典型活跃型切沟进行详细测量和地貌绘图，并结合历史遥感影像分析、无人机和差分GPS测量、有经验村民访谈等多种方法，研究切沟发育的形态学特征以及与农业梯田和退耕还林的关系。

研究结果表明，经过长期大规模的农业梯田和退耕还林等水土保持措施，研究区内多数切沟已趋于稳定，但仍可见林地下有活跃切沟发育。活跃在梯田林地上的切沟与常见切沟形态有较大差异，多见扭曲的“S”型，“之”字型和肋状。农业梯田的不合理设计和修建，以及废置后的不及时检查和维护，导致梯田面有倾斜坡度或梯田梗缺失，是研究区林地下密集的活跃切沟发育的主要原因。本研究建议增修垂直于梯田梗的截留土坝，以拦截径流，增加入渗，对于已经还林的农业梯田，应该引起更多关注，重点要定期检查和维护。

图1 倾斜梯田汇集地表径流导致切沟发育

图2 “S”形切沟地形图及梯田剖面倾斜度示意图

该研究工作近期在线发表于Science of the Total Environment期刊（IF=6.551），东北地理所博士研究生温艳茹为第一作者，张斌研究员和Harald Zepp教授为共同通讯作者。

该项研究工作得到了国家重点研发专项（2017YFC0504202）的资助。参加单位还包括中国农业科学院农业资源与农业区划研究所和德国波鸿鲁尔大学等单位。

论文信息：Yanru Wen, Till Kasielke, Hao Li, Bin Zhang, Harald Zepp. May agricultural terraces induce gully erosion? A case study from the Black Soil Region of Northeast China. Science of The Total Environment, 2021. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141715

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896972035244X