近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室杨艳芬副研究员课题组在生物结皮调控黄土高原阶梯式削坡土壤分离过程研究方面取得新进展。研究成果以题为“Effects of biological soil crust colonization on soil detachment process from stairstep cut-slopes on the Loess Plateau”的论文发表在土壤学领域著名期刊Soil and Tillage Research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，博士研究生李成芳为论文第一作者，杨艳芬副研究员和王兵研究员为共同通讯作者。
阶梯式削坡是黄土丘陵沟壑区土地整治工程中的重要护坡措施，削坡平台良好的水分条件有利于生物结皮（BSCs）定殖并快速发育，有助于减轻降雨过程中坡面上部集中汇流诱发的滑塌风险。然而，生物结皮对土壤分离的抑制效应如何响应强地表径流尚不清楚，且生物结皮群落组成变化又使这一响应更为复杂。
为阐明其机制，本研究以黄土丘陵区典型阶梯式削坡平台为研究对象，基于藻和藓盖度占比不同，采集5种代表性生物结皮群落组成(80~100%藻×0~20%藓、60~80%藻×20~40%藓、40~60%藻×40~60%藓、20~40%藻×60~80%藓和0~20%藻×80~100%藓)及裸土对照的原状土样，在6组水动力条件下（4.79～21.52 Pa）开展冲刷试验。
研究结果表明，与裸土对照相比，生物结皮使土壤分离能力平均降低82.87%～99.98%；生物结皮对土壤分离的抑制效应随藓盖度增加而增强，当藓盖度达到40%时趋于饱和，藓盖度为80%～100%时，平均土壤分离能力和细沟可蚀性仅为藓盖度为0～20%时的0.96%和0.12%，而临界剪切应力提高22.38%；偏最小二乘结构方程表明生物结皮削弱了水动力学参数与下覆土壤分离之间的强响应关系，生物结皮直接降低土壤分离能力和细沟可蚀性，并通过降低土壤侵蚀敏感性，间接提高临界剪切力；基于水流剪切力、结皮层粘结力和土壤可蚀性构建的土壤分离能力预测模型表现良好（NSE=0.96）。
该研究明确了生物结皮抑制土壤分离的多路径调控机制，为黄土高原阶梯式削坡工程的生态防护设计和大尺度侵蚀模型的精确预报提供了科学依据。
图1 生物结皮不同群落组成土壤分离能力
图2 偏最小二乘结构方程模型
该研究得到国家自然科学基金项目（U25A20826、42377352）和国家重点研发计划项目（2022YFF1300405）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.still.2026.107423
编辑：王容娜
终审：李小梅
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