编辑推荐：
在黄土高原，土壤侵蚀严重威胁生态。研究人员针对Stipa bungeana不同植被覆盖度（0%、15 - 25%、35 - 45%、55 - 65%、75 - 85%）开展研究，发现植被恢复可增强土壤抗侵蚀能力。该研究为优化植被恢复策略提供科学依据。
在广袤的黄土高原上，一场关乎生态命运的 “战斗” 正在悄然上演。这里，曾是全球瞩目的土壤侵蚀重灾区，部分地区土壤侵蚀速率高得惊人，达到 30,000t km?2 year?1 。为了改善这一状况，大规模的生态恢复项目，如 “退耕还林” 计划纷纷实施，使得植被覆盖度从 1999 年的 31.6% 一路攀升至 2020 年的 67% 。
然而，胜利的果实并未彻底消除危机，土壤侵蚀依旧是横亘在这片土地上的巨大难题。一方面，植被恢复虽能控制土壤侵蚀，但在黄土高原，水资源有限，植被覆盖度无法无限制增长。另一方面，尽管大家都知道植被覆盖度与土壤侵蚀关系密切，可对于植被覆盖究竟如何调控土壤分离（Dr）和土壤可蚀性（kr）的内在机制和具体路径，却知之甚少。这就好比只看到了表面的 “病症” 得到缓解，却不了解深层的 “病因”，后续的 “治疗方案” 自然难以精准制定。为了深入探寻这背后的奥秘，来自国内的研究人员开展了一项意义重大的研究。
研究人员将目光聚焦在黄土高原的 3 个代表性采样点，选取了典型的多年生须根植被Stipa bungeana，设置了 5 种不同的植被覆盖度（0%（玉米地对照）、15 - 25%、35 - 45%、55 - 65%、75 - 85%） 。他们通过水槽实验模拟水流冲刷，结合结构方程模型（Structural Equation Modeling，SEM），深入分析不同植被覆盖度下土壤和根系的特性、土壤分离、土壤可蚀性以及临界剪切应力（τc）的变化 。
研究结果显示，随着植被覆盖度的增加，土壤容重降低，而土壤有机质、根系体积密度、根系长度密度、根系表面积密度和根系质量密度等根系特性都得到了显著改善。结构方程模型表明，Dr、kr 和 τc受植被根系和土壤特性的协同调控，植被恢复主要通过根系特性发挥作用 。具体来说，土壤特性对 kr 的影响更为显著（路径系数为 -0.53），而根系特性对 τc的影响更大 。同时，植被恢复在不同水流强度下都能有效降低 Dr，而且随着水流增大，根系特性对 Dr 的影响愈发明显，路径系数绝对值呈现显著上升趋势（R2 = 0.87，P < 0.05） 。此外，研究还发现，相同植被覆盖度下，不同采样点的土壤侵蚀缓解效率存在差异，这意味着在优化植被恢复策略时，必须充分考虑当地的土壤因素。
这项研究发表在《CATENA》上，它有着极其重要的意义。从理论层面看，该研究加深了人们对植被覆盖度影响土壤侵蚀机制的理解，填补了相关领域的知识空白。从实践角度出发，为确定合理的植被覆盖度提供了科学依据，有助于优化黄土高原的植被恢复策略，进一步提升土壤侵蚀治理效果，守护这片土地的生态安全。
研究人员在开展研究时，主要运用了以下关键技术方法：首先是实地采样，在黄土高原 3 个不同地理位置的采样点，针对不同植被覆盖度的区域采集土壤和植被根系样本 。其次是水槽实验，模拟不同水流强度，观测土壤在水流冲刷下的分离情况 。最后利用结构方程模型，分析植被根系特性、土壤特性与土壤分离、土壤可蚀性、临界剪切应力之间的复杂关系 。
研究人员首先研究了植被覆盖度对土壤和根系特性的影响。通过对不同采样点不同植被覆盖度下的土壤和根系样本分析发现，土壤团聚体组成在不同植被覆盖度间差异不显著，但在不同采样点间差异显著 。随着植被覆盖度增加，土壤有机质（SOM）增加，土壤容重（SBD）降低 。同时，根系各方面特性，如根系质量密度、长度密度、表面积密度和体积密度均有所改善 。
在对比不同植被覆盖度下土壤分离、可蚀性和临界剪切应力的特征与差异时，研究人员发现，植被恢复有效降低了不同水流强度下的土壤分离 。而且随着水流强度增加，根系特性对土壤分离的影响愈发显著 。在土壤可蚀性方面，土壤特性的影响比根系特性更为突出；临界剪切应力则主要受根系特性的影响 。
关于植被覆盖度影响土壤分离、可蚀性和临界剪切应力的路径及机制，结构方程模型给出了答案。结果显示，植被恢复通过改变根系特性，进而影响土壤侵蚀相关指标。植被根系和土壤特性协同调控着土壤分离、土壤可蚀性和临界剪切应力 。
研究结论表明，植被恢复能显著增强土壤抗侵蚀能力，主要是通过改善根系特性和土壤结构来实现 。不同植被覆盖度对土壤和根系特性、土壤侵蚀相关指标有着不同影响 。此外，相同植被覆盖度下不同采样点的土壤侵蚀缓解效率存在差异，这提示在制定植被恢复策略时要因地制宜 。
在讨论部分，研究人员强调，虽然本研究取得了重要成果，但未来还需进一步拓展研究范围。应涵盖更多类型的植被功能群，在不同土壤环境下开展研究，从而建立更完善的科学框架，为优化植被恢复方案提供更坚实的理论支撑 。总的来说，这项研究为黄土高原的生态治理点亮了一盏明灯，为后续的研究和实践奠定了坚实基础，有望推动黄土高原生态环境的持续改善 。
