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为解决蒙古高原与华北平原过渡带土壤侵蚀评估及生态修复效果不明等问题，研究人员以 1.34km2 小流域为对象，分析 2013 - 2019 年淤地坝沉积物。结果显示不同源区贡献不同，降水主导泥沙贡献。该研究为生态修复规划提供依据。
在广袤的大地之上，土壤就如同地球的 “皮肤”，对维持生态平衡起着至关重要的作用。然而，土壤侵蚀却如同一场 “无声的灾难”，时刻威胁着这层 “皮肤” 的健康。全球范围内，每年都有大量肥沃的表层土壤流失，造成的经济损失高达数百亿美元。在蒙古高原与华北平原的过渡地带，情况更是严峻。这里生态环境脆弱，风蚀和水蚀交替出现，犹如两把 “利刃”，不断破坏着地表的植被和土壤。加之人类的农业活动和过度放牧，这片区域的土壤侵蚀愈发严重，在 20 世纪 90 年代甚至成为北京沙尘暴的主要源头之一，严重威胁着首都的生态安全。
面对如此困境，当地政府自 20 世纪 90 年代起便大力推行 “退耕还林还草（Green for Grain）” 等生态修复措施，期望通过将坡耕地休耕、利用围栏限制放牧等方式，让生态系统逐渐恢复元气。但这些措施实施后，土壤侵蚀和泥沙输送问题依旧存在。而且，以往的研究大多依赖土壤可蚀性指标间接评估土壤侵蚀变化，缺乏对不同时期土壤侵蚀具体量和影响因素的直接定量研究。在此背景下，研究人员迫切需要深入了解生态修复不同阶段土壤侵蚀的变化情况，以评估这些措施的实际效果。
为了揭开这些谜团，来自未知研究机构的研究人员选择了位于过渡带的东山湾流域（Dongshanwan catchment，面积 1.34km2）开展研究。他们将目光聚焦于流域内的多级淤地坝，因为这些淤地坝拦截的沉积物就像一本本 “历史书”，记录着土壤侵蚀的信息。研究人员期望通过分析这些沉积物，重建 2013 - 2019 年的侵蚀历史，评估潜在泥沙源的相对贡献，以及得出生态修复后的年均侵蚀速率，为过渡带的水土保持评估提供有力支持。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先是泥沙来源指纹技术（sediment source fingerprinting），该技术依据沉积物的特征，能够准确揭示不同的泥沙来源，并通过模型建立泥沙与源区土壤的关系，从而定量描述每个潜在泥沙源区的贡献。同时，研究人员还收集分析了沉积物的粒度组成，通过对比不同源区土壤和沉积物的粒度差异，进一步确定泥沙来源。此外，研究人员收集了历史降雨数据，将其与沉积物层相关联，以此来探究降雨对土壤侵蚀的影响。
研究结果如下：
- 沉积物沉积阶段与来源贡献：2013 - 2019 年期间，沉积物有 5 个主要沉积阶段。风沙草原、森林和沟壑区的相对贡献速率分别达到 30.2%、38.9% 和 30.9% ，单位面积相对贡献分别为 0.6、0.9 和 13.7。由此可见，沟壑区虽然面积可能较小，但单位面积的泥沙贡献量却很大。
- 影响泥沙贡献的因素：研究发现，降水尤其是日降雨量超过 25mm 的降雨，是泥沙贡献的主要驱动因素。而以归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）代表的植被覆盖度，在泥沙贡献过程中仅起到次要作用。这表明在该地区，强降雨对土壤侵蚀的影响更为显著。
- 不同区域侵蚀速率变化：森林的侵蚀速率总体呈下降趋势，这说明生态修复措施在森林区域取得了一定成效，植被逐渐发挥了保持水土的作用。然而，沟壑区的泥沙贡献却显示出侵蚀加剧的情况，这可能是由于沟壑区地形特殊，更容易受到水流冲刷。风沙草原的侵蚀速率在 2013 - 2019 年期间趋于稳定，生态修复在一定程度上遏制了风沙草原的侵蚀扩张。
综合研究结果与讨论部分，该研究意义重大。它首次利用泥沙指纹技术对过渡带的泥沙来源贡献进行了量化分析，明确了不同源区在土壤侵蚀中的作用。研究结果不仅揭示了生态修复措施在不同区域的成效差异，还突出了生态修复在遏制风沙草原扩张方面的潜在有效性。这些发现为未来过渡带生态修复项目的规划和建设提供了重要依据，有助于制定更具针对性的水土保持策略，更好地保护这片生态脆弱区域的生态环境。该研究成果发表在《CATENA》，为相关领域的研究提供了宝贵的参考。
