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在松嫩平原，水蚀和风蚀复合导致土壤退化、肥力流失，但水蚀影响风蚀的因素不明。研究人员通过模拟降雨和风力实验，发现高降雨强度可降风蚀强度 42.3%-85.5%，还建立相关模型。该研究为当地土壤保护策略提供理论依据。
在广袤的大地上，土壤是农业生产的根基，然而土壤侵蚀却如同一头 “恶兽”，不断啃噬着这一宝贵资源，给全球的农业发展带来了巨大挑战。风蚀，它像是一阵狂暴的 “沙暴”，无情地卷走土壤中的细颗粒，让土壤结构变得愈发粗糙，肥力也随之大幅下降；水蚀则如一场场凶猛的 “暴雨”，雨滴的冲击和地表径流的冲刷，使得土壤团聚体解体，肥沃的表土大量流失。在我国东北的松嫩平原，这里是重要的粮食产区，每年产出大量粮食，养活了无数人。但令人担忧的是，超过 30% 的耕地正遭受着土壤侵蚀的威胁，其中水蚀起着主导作用。每到夏季，频繁的降雨引发水蚀，而到了秋季，干燥的土壤又容易受到风蚀的侵害，这种水蚀与风蚀交替、叠加的复合侵蚀现象，让松嫩平原的土壤面临着前所未有的危机。
尽管此前有研究表明水蚀对后续风蚀存在影响，可影响的具体路径和各因素间的相互作用却依旧迷雾重重。为了揭开这层神秘的面纱，黑龙江省水利科学研究院的研究人员勇挑重担，开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《CATENA》上，为我们深入了解水蚀与风蚀的关系带来了曙光。
研究人员主要运用了室内模拟实验和结构方程模型分析这两种关键技术方法。在室内模拟实验中，他们采集了松嫩平原梅里斯区的黑钙土（该地区典型土壤类型，覆盖区域内 20% 的农业用地），模拟不同的降雨强度（0、50 和 100mm h?1），之后进行不同风速（9m s?1、12m s?1 和 15m s?1）的风洞测试。通过结构方程模型分析，探究降雨强度、风速与风蚀强度、输沙高度之间的内在联系。
风蚀特征对水蚀的响应
研究结果显示，在不同风速下，风蚀强度会随着降雨强度的增加而降低。与 0mm h?1 的降雨强度相比，降雨强度为 50mm h?1 时，风蚀强度下降了 42.3%-76.7%；降雨强度为 100mm h?1 时，风蚀强度下降了 73.0%-85.5%。同时，空气动力学粗糙度随降雨强度的增加而减小，却随风速的增大而上升。这表明降雨强度的增加能够有效抑制风蚀，降低风对土壤的破坏程度。
水蚀对风蚀特征的影响
水蚀对后续风蚀有显著的抑制作用。降雨能够增加土壤湿度，增强土壤颗粒间的毛细管力。这种力量源于空气 - 水界面的张力以及土壤孔隙内的压力差，它可以强化土壤的凝聚力，提高风蚀阈值，使土壤更能抵抗风的侵蚀，减少土壤颗粒的位移。也就是说，降雨就像是给土壤穿上了一层 “防护铠甲”，让风蚀难以轻易得逞。
土壤性质的变化
水蚀还会引起土壤性质的一系列变化。它使土壤抗剪强度提高了 1.9 至 2.4 倍，土壤紧实度提高了 2.8 至 4.8 倍。随着降雨强度和风速的变化，土壤中的粘土含量下降了 14.2%-39.2% ，粒径小于 0.25mm 的团聚体比例随风速增加而减少，土壤中碳（C）、氮（N）和碳酸钙（CaCO?）的含量也会随着风速和降雨强度的升高而降低。这些变化进一步影响了土壤的结构和肥力，揭示了水蚀影响风蚀的内在机制。
结构方程模型分析
通过结构方程模型分析发现，降雨强度会通过改变土壤性质间接影响风蚀强度。同时，降雨强度对输沙高度有着最强的直接和间接负面影响，即降雨强度越大，输沙高度越低。这一结果明确了降雨强度在影响风蚀过程中的关键作用，以及土壤性质在其中所起的中介作用。
建立土壤风蚀性参数经验方程
研究人员还建立了基于粘土含量，同时纳入土壤抗剪强度、CaCO?含量和降雨强度的土壤风蚀性参数（K）非线性经验方程。这个方程为评估土壤风蚀风险提供了重要的工具，有助于预测不同条件下土壤风蚀的可能性，为制定精准的土壤保护措施奠定了基础。
这项研究意义重大。它首次明确了水蚀影响松嫩平原黑钙土风蚀特征的具体路径和关键驱动因素，丰富了复合土壤侵蚀的基础理论。研究成果为当地制定有效的土壤保护策略提供了坚实的理论依据，有助于指导农业生产中的土壤管理，减少土壤侵蚀带来的危害，保护松嫩平原的耕地资源，保障我国的粮食安全。它就像一盏明灯，照亮了我们应对土壤侵蚀问题的前行道路，为实现农业的可持续发展提供了有力支持。
