近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室刘刚研究员课题组在东北坡耕地黑土厚度的演变过程研究方面取得新进展，在Soil & Tillage Research期刊上发表了题为“Thickness variation of black soil on sloping farmland in northeast China from 1963 to 2023”的研究论文。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为第一单位，博士研究生刘畅为论文第一作者，刘刚研究员为通讯作者。
本研究以东北黑土区3个坡型（直型坡、凸型坡、凹型坡）坡耕地为研究对象，运用探地雷达（GPR）技术和137Cs示踪技术分析了3个坡面的土壤侵蚀-沉积速率和黑土厚度分布特征。此外，利用历史土壤侵蚀-沉积速率重建了1963-2023年3个坡型上黑土厚度的分布特征，并探究过去半个世纪的土壤侵蚀厚度及坡面形态的变化。研究发现1963-2023年3个坡耕地平均侵蚀速率为0.17 cm a-1，多年侵蚀-沉积过程仅改变局部微地形，未影响坡面的整体形态特征。
图1 2023年不同坡型黑土厚度分布特征
通过GPR技术获取2023年3个坡型黑土厚度分布特征（图1），总体呈现出凸型坡（28.73 cm）>直型坡（28.09 cm）>凹型坡（27.48 cm）。基于2023年黑土厚度及土壤侵蚀-沉积速率重建显示（图2），1963年3个坡型的平均黑土厚度均显著高于2023年，依次为凹型坡（38.61 cm）＞凸型坡（38.51 cm）＞直型坡（35.86 cm）。
图2 1963年不同坡型黑土厚度分布特征
在过去60年间（1963-2023），3个坡型的黑土厚度均呈现显著减少趋势（图3），整体平均侵蚀速率为0.17 cm a-1，坡型之间差异明显。凹型坡侵蚀最强烈，厚度减少11.13 cm，侵蚀速率达0.20 cm a-1；凸型坡次之，减少9.78 cm，侵蚀速率0.18 cm a-1；直型坡的变化相对最轻，减少7.77 cm，侵蚀速率0.14 cm a-1。
图3 1963-2023年3个不同坡型坡面的坡度和侵蚀黑土厚度的变化，(a)直型坡；(b)凸型坡；(c)凹型坡
该研究突破传统研究方法的局限性，精确量化土壤减薄速率，并揭示不同坡型下黑土厚度的演变过程，可为黑土资源保护提供科学依据，并为区域水土保持策略的制定提供必要的数据支撑。
该研究由国家重点研发计划项目（No.2024YFD1501104）、中国科学院战略性先导科技专项（No.XDA28010201）以及陕西省自然科学基础研究计划（No.2024JC-JCQN-39）资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.still.2025.107005.
编辑：王容娜
终审：李小梅
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