東北地理所在東北黑土區(qū)切溝侵蝕過程研究方面取得新進(jìn)展
東北黑土區(qū)作為國家最大的商品糧生產(chǎn)基地和重要的生態(tài)安全屏障區(qū)，目前面臨水土流失加劇，溝道侵蝕嚴(yán)重等問題。研究溝蝕發(fā)育關(guān)鍵過程和作用機(jī)制，可為黑土區(qū)切溝侵蝕防治、修復(fù)措施選擇與決策提供科學(xué)依據(jù)和支撐。梯田作為治理坡耕地、提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，同時(shí)也是一重要的水土保持田間工程措施。然而，在全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，大面積的梯田趨于荒廢，這不僅浪費(fèi)了土地資源，還易導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤侵蝕、坡面崩塌等土地退化問題。但東北黑土區(qū)的切溝侵蝕仍呈發(fā)展的態(tài)勢，侵蝕面積和強(qiáng)度在增長，切溝數(shù)量和密度在增加。目前關(guān)于農(nóng)業(yè)梯田在退耕還林后對(duì)于切溝發(fā)育的影響還缺乏直接的證據(jù)。
針對(duì)以上的關(guān)鍵問題，張斌研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)基于廣泛野外考察的研究基礎(chǔ)，選取東北黑土區(qū)5條發(fā)育在林地中的典型活躍型切溝進(jìn)行詳細(xì)測量和地貌繪圖，并結(jié)合歷史遙感影像分析、無人機(jī)和差分GPS測量、有經(jīng)驗(yàn)村民訪談等多種方法，研究切溝發(fā)育的形態(tài)學(xué)特征以及與農(nóng)業(yè)梯田和退耕還林的關(guān)系。
研究結(jié)果表明，經(jīng)過長期大規(guī)模的農(nóng)業(yè)梯田和退耕還林等水土保持措施，研究區(qū)內(nèi)多數(shù)切溝已趨于穩(wěn)定，但仍可見林地下有活躍切溝發(fā)育。活躍在梯田林地上的切溝與常見切溝形態(tài)有較大差異，多見扭曲的“S”型，“之”字型和肋狀。農(nóng)業(yè)梯田的不合理設(shè)計(jì)和修建，以及廢置后的不及時(shí)檢查和維護(hù)，導(dǎo)致梯田面有傾斜坡度或梯田梗缺失，是研究區(qū)林地下密集的活躍切溝發(fā)育的主要原因。本研究建議增修垂直于梯田梗的截留土壩，以攔截徑流，增加入滲，對(duì)于已經(jīng)還林的農(nóng)業(yè)梯田，應(yīng)該引起更多關(guān)注，重點(diǎn)要定期檢查和維護(hù)。
圖1 傾斜梯田匯集地表徑流導(dǎo)致切溝發(fā)育
圖2 “S”形切溝地形圖及梯田剖面傾斜度示意圖
該研究工作近期在線發(fā)表于Science of the Total Environment期刊（IF=6.551），東北地理所博士研究生溫艷茹為第一作者，張斌研究員和Harald Zepp教授為共同通訊作者。
該項(xiàng)研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)（2017YFC0504202）的資助。參加單位還包括中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所和德國波鴻魯爾大學(xué)等單位。
論文信息：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
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896972035244X
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