东北黑土区89%的侵蚀沟仍然处于活跃发展阶段，典型黑土区坡长坡缓、汇水面积大，在强降雨条件下极易引发严重沟头溯源，沟头溯源是地形、植被、土壤自身抗蚀性相互作用的结果，调查发现不同土地利用上的沟头剖面土壤结构层次复杂多变，这意味着不同土地利用沟头土壤抗蚀性沿深度变化差异巨大，并展现出显著不同的沟头溯源过程。但当前关于典型黑土区侵蚀沟沟头抗蚀性特征及其关键影响因素尚不清楚。

　　“黑土地沟道复合侵蚀过程与生态修复关键技术”研究团队以海伦市为代表的典型黑土区，以发育在林地、草地、撂荒地、坡耕地、治理沟道中发育的切沟沟头为研究对象，针对不同土地利用沟头土壤抗蚀性及其关键影响因素开展了研究。

　　图1 发育在不同土地利用上的沟头

　　研究发现，各类型沟头土壤抗冲性随土层深度均先减小后增大，土壤可蚀性则先增大后减小，最小抗冲性和最大可蚀性出现的部位几乎相同，但不同土地利用类型之间差异显著;实际调查发现，沟头内凹洞发育位置也与最大可蚀性、最小抗冲性的部位一致，说明典型黑土区沟头剖面存在一个抗蚀性最弱的土层（50~100 cm），是引发沟头内凹洞发育、活跃崩塌的内在因素。已进行植被恢复治理的沟道上发育的新成沟土壤可蚀性最大，是其他土地利用沟头的1.5~7.8倍，土壤侵蚀速率是其他土地利用沟头的1.6~9.3倍，故需特别提防强降雨条件下已经植被恢复稳固的沟道上新的侵蚀沟形成和发育。

　　图2 不同土地利用沟头可蚀性垂直变化与沟头内凹洞发育一致性

　　进一步分析发现，沟头土壤抗冲性和可蚀性与土壤崩解性能、入渗性能、抗剪强度、团聚体稳定性及根长密度关系密切，其中地形(汇水面积和坡度)和土壤性质对沟头抗蚀性、溯源速率的贡献远大于植物根系。

　　图3 土壤属性和植物根系对沟头土壤抗蚀性的贡献 

　　研究提出以下几点沟蚀防治建议：(1)沟头防治首先考虑如何减少径流冲刷或避免冲刷，如修筑沟头环沟埂、沟头跌水工程；(2)单一植物措施防治沟头溯源侵蚀的作用有限，必须结合工程措施联合实施；(3)汇水区面积决定了沟头上方来水，是沟头溯源的动力因素，需考虑在坡面实施各项保护性耕作措施增加降雨蓄渗、通过实施如植物埂带和可耕作弧形地埂等措施拦截坡面来水、减少径流入沟。

　　相关成果发表在Soil & Tillage Research，硕士研究生齐佳睿为第一作者，郭明明助理研究员为通讯作者，研究得到了中国科学院战略性先导科技专项（XDA28010202）等项目资助。

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.still.2023.105697