《Agriculture》：Environmental Drivers and Spatial Suitability of Erosion Control Measures in the Black Soil Region of Northeast China
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寒区黑土带坡耕地侵蚀威胁全球农业，然而关于控制措施侵蚀削减绩效与空间适宜性的区域尺度定量证据仍然缺乏。本研究整合了来自132篇同行评议出版物的959组田间观测数据集，采用荟萃分析（meta-analysis）与提升回归树（Boosted Regression
寒区黑土带坡耕地侵蚀威胁全球农业，然而关于控制措施侵蚀削减绩效与空间适宜性的区域尺度定量证据仍然缺乏。本研究整合了来自132篇同行评议出版物的959组田间观测数据集，采用荟萃分析（meta-analysis）与提升回归树（Boosted Regression Tree, BRT）模型，评估了中国东北地区的耕作、生物、工程及组合保土措施。结果表明，所有措施均显著减少侵蚀，平均径流削减率为73.2%，产沙削减率为83.6%。具体而言，工程措施的径流削减率最高，而组合措施的产沙削减率超过95%。机器学习揭示，径流削减主要受降水调控，而产沙削减主要受土壤粘粒含量与容重控制。在空间上，耕作、生物与工程措施分别在连续耕作平原、平原—丘陵过渡带以及低山丘陵和沟壑区表现出最高适宜性。本研究将侵蚀控制评估从平均径流与产沙削减率的比较推进至与环境匹配的空间配置，为寒区农业景观中黑土保护与韧性粮食生产提供了依据。
**东北黑土区坡耕地侵蚀控制措施的环境驱动与空间优化配置研究解读**
全球寒区黑土带是支撑粮食生产的重要农业资源，但长期高强度耕作与极端降雨叠加导致土壤侵蚀加剧，黑土层变薄、肥力下降等问题日趋严重。东北黑土区作为中国重要的商品粮基地，坡耕地侵蚀面积占退化土地总面积的比例较高，黑土层厚度较20世纪50年代已大幅减薄，严重威胁土壤保育能力与农业可持续性。尽管已有大量田间试验对不同耕作、生物和工程措施的水土保持效益进行了观测，但多数研究局限于单点、小流域或孤立措施类型，缺乏在统一区域尺度上对不同措施径流与产沙削减效率的系统比较，也缺少对气候—地形—土壤多因子耦合驱动机制及措施空间适宜性的定量认识。该研究发表在《Agriculture》。
针对上述问题，研究人员整合了1990年1月至2026年3月间发表的中英文文献，经严格筛选纳入132项研究，构建了包含959组处理—对照对比数据集的荟萃分析数据库，其中包含675组土壤侵蚀模数数据和502组径流深度数据。研究人员采用随机效应模型计算对数响应比，分别量化不同保土措施的径流削减率与产沙削减率；同时提取各试验样点的气候、地形和土壤环境变量，运用提升回归树（Boosted Regression Tree, BRT）模型解析环境因子对削减效率的非线性调控机制，并将训练后的模型扩展到区域尺度，绘制不同措施类型下的径流削减与产沙削减潜力空间分布图，进而提出分区优化配置方案。
研究结果部分包括三个核心内容。在措施效率差异方面，所有侵蚀控制措施均显著降低坡面径流与产沙，区域平均径流削减率为73.2%、产沙削减率为83.6%；单一措施中工程措施的径流削减效率最高（84.12%），生物措施次之（78.35%），耕作措施相对较弱（66.71%）；产沙削减效率的排序与此一致，工程措施最强，其中排水系统、水平梯田和阶式梯田的产沙削减率均超过92%；组合措施表现出显著协同效应，耕作—生物组合和耕作—工程组合的产沙削减率分别达到95.71%和95.36%。在环境因子调控方面，BRT模型拟合结果显示，径流削减的主导因子是年均降水量（mean annual precipitation, MAP），贡献率为24.5%，全氮（17%）与土壤pH（14.6%）为次要因子；产沙削减则主要受土壤粘粒含量（31.5%）与容重（23.2%）共同控制，二者合计占54.7%。坡度分析表明，工程措施在6–15°坡面效率最高，耕作措施最适宜2–6°缓坡，生物措施在各个坡度下径流削减均保持在78%以上；土壤粘粒含量低于20%时工程措施产沙削减效率最高，而粘粒含量高于30%时生物措施表现最佳。在空间格局方面，径流削减潜力呈中部平原高、周边山地丘陵低的分布特征，中部松辽平原潜力最高（67.80%）；产沙削减潜力则呈西北高、东南低的梯度，大兴安岭产沙削减潜力最高（80.72%）。基于空间适宜性分区，连续耕作的东部山前平原以耕作措施为主，平原—丘陵过渡带及三江平原周边适宜配置生物措施，大兴安岭低山丘陵和沟壑区则应以工程措施为核心。
在讨论部分，研究人员从坡面水文过程角度解释了不同削减效率差异的机制：工程措施通过重塑微地形、缩短有效坡长和削减径流能量，实现稳定的减水减沙效益；生物措施依赖植被覆盖、根系固土和阻滞地表径流；耕作措施主要通过增加地表粗糙度和改善土壤入渗发挥作用。径流削减与产沙削减的主导环境因子分异表明，径流生成过程主要受降水条件制约，而泥沙输移更多地取决于土壤结构稳定性和抗蚀能力。研究的结论指出，东北黑土区坡耕地治理不应局限于单一措施的推广，而应基于气候—地形—土壤耦合约束，实行分区域优化配置和多种措施集成部署，以提升黑土保护的长期稳定性与寒区粮食生产系统的韧性。同时，未来需结合长期定位观测、成本效益分析和政策因素，进一步完善环境适应性管理框架。
