近日,記者從中國農(nóng)科院獲悉,該院科研人員發(fā)現(xiàn),從1968年至2018年,50年間,黑土地典型侵蝕溝溝頭前進(jìn)速率為1.5米—2.5米/年,流域尺度上侵蝕溝年均侵蝕土量達(dá)25.7噸—44.7噸/公頃。
該研究由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊和耕地質(zhì)量監(jiān)測與保育創(chuàng)新團(tuán)隊完成,通過“天空地”遙感測繪技術(shù),揭示黑土地侵蝕溝發(fā)育歷史、長期速率和主要影響因素,相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《土地退化與發(fā)展(Land Degradation & Development)》上。
侵蝕溝是受水力、風(fēng)力、凍融及重力等作用,地表徑流集中沖刷形成橫截面為“U”或“V”型的溝道,不經(jīng)治理將長期存在的退化地貌景觀。發(fā)育方式主要包括三種,分別是溝頭溯源侵蝕、溝岸擴(kuò)張和溝底下切。侵蝕溝損毀耕地,造成耕層變薄、地力下降等問題。
東北生產(chǎn)了全國1/4糧食和1/3商品糧,是保障國家糧食安全的“壓艙石”。然而,大規(guī)模開墾僅百余年,東北的黑土地退化已十分嚴(yán)峻,侵蝕溝問題最為突出。已有研究表明,侵蝕溝形成發(fā)育與土地利用變化密切相關(guān),東北黑土地現(xiàn)有100米以上侵蝕溝30余萬條,直接威脅黑土可持續(xù)利用。論文第一作者、中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊溫艷茹博士介紹,“研究黑土地侵蝕溝發(fā)育歷史、長期速率和影響因素,對深入理解黑土侵蝕退化機(jī)理,保障糧食安全和黑土資源可持續(xù)發(fā)展具有重要的科學(xué)意義?!?/p>
在研究中,團(tuán)隊科研人員結(jié)合1968年—2018年高分辨率歷史遙感影像、無人機(jī)攝影測量、侵蝕溝沉積物銫-137定年、村民訪談等方法,量化侵蝕溝大規(guī)模發(fā)育年份、起因和長期速率。結(jié)果表明,黑土地侵蝕溝主要形成于大規(guī)模開墾耕地的20世紀(jì)50—60年代。1968年—2018年,研究區(qū)侵蝕溝密度增加一倍(1.2—2.3km/km2),侵蝕溝規(guī)模增大且更加復(fù)雜。50年間,典型侵蝕溝溝頭前進(jìn)速率為1.5米—2.5米/年,流域尺度上侵蝕溝年均侵蝕土量達(dá)25.7噸—44.7噸/公頃。
據(jù)介紹,該研究揭示了黑土地退化和侵蝕溝加速發(fā)育的嚴(yán)峻現(xiàn)實,為深入理解侵蝕溝發(fā)育過程機(jī)制、針對性阻控黑土耕地侵蝕和服務(wù)黑土地保護(hù)利用戰(zhàn)略,提供了關(guān)鍵的科學(xué)支撐。該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目的支持。