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黄土高原小流域产沙量与泥沙来源的长期演变过程研究方面取得新进展。相关研究成果以“Review on major changes in sediment yields and sources in the Chinese Loess Plateau over the past 60 years”为题发表于国际地球科学领域著名期刊Earth-Science Reviews上。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为第一完成单位，博士研究生舒成博为第一作者，刘刚研究员为通讯作者。
本研究以黄土高原100个典型小流域为研究对象（图1），系统收集整理了长时间序列的淤地坝沉积数据及34个小流域的泥沙来源指纹识别数据，重建了过去60年间（特别是1999年退耕还林工程实施前后）黄土高原源头小流域产沙强度的时空演变历史。此外，研究量化了沟道与坡面在不同时期的产沙贡献，并解析了降雨、植被、梯田等环境因子对产沙变化的驱动机制。
图1 研究涉及的小流域位置分布图
研究发现，近几十年来黄土高原小流域年均产沙模数（SSY）空间差异显著，变化范围为498-28,460 t/km2·a（图2）。在泥沙来源方面，沟道（包括沟床、沟坡及沟岸扩张）始终是主要的泥沙来源，其对流域总产沙量的平均贡献率约为64%，显著高于沟间地坡面（图3）。
图2 黄土高原小流域产沙模数的空间分布及三个子分区的时间变化
图3 黄土高原小流域沟道与沟间地坡面泥沙来源相对贡献率的空间分布
以1999年退耕还林工程实施为界，小流域产沙模数发生了显著变化（图4）。工程实施后，产沙模数下降了16%-65%，其中降雨较充沛的南部区域降幅最大。进一步分析表明，沟道产沙的减少是全流域产沙下降的主要原因，其对SSY总减少量的贡献率高达88%。这一结果揭示了沟道侵蚀控制在流域减沙中的决定性作用。
图4 退耕还林工程前后小流域产沙模数及沟道/坡面相对贡献的变化特征
机制分析表明，尽管植被覆盖、林地、梯田、暴雨和坡度等因素共同影响产沙模数，但退耕还林工程实施后，植被恢复成为控制产沙模数的主导因子，其重要性超过了其他变量（图5和表1）。植被恢复不仅有效控制了坡面侵蚀，更关键的是通过稳定沟坡和减少汇流，高效抑制了沟道侵蚀及重力侵蚀过程。
图5 小流域产沙量影响因子的相关性热图及随机森林重要性排序
表1 退耕还林前后两个时段沟道及沟间坡产沙量变化的多变量线性回归分析
该研究阐明了植被恢复在源头小流域治理沟道侵蚀中的积极作用，指出未来黄土高原及类似脆弱生态区的水土保持工作应关注植被恢复带来的水分胁迫问题，并针对沟道侵蚀采取更精准的防控策略，为黄河中游高质量发展及区域生态治理提供了重要的科学依据。
该研究由国家自然科学基金项目（42125705, 42277344, U22A20613）、陕西省自然科学基础研究计划（2024JC-JCQN-39）以及陕西省重点研发计划（2025GH-YBXM-062）资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2026.105451
编辑：王容娜
终审：李小梅
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