土壤侵蚀作为土地退化的核心驱动因素，对全球农业可持续发展构成严峻挑战，尤其在中国东北黑土区等生态脆弱的重要粮食生产基地表现尤为突出。然而，针对不同土地管理措施的径流和产沙的长期监测研究很少，更缺乏用于减缓土地退化的模型校准和验证研究。因此，深入研究不同土地管理措施对东北黑土区坡面径流和泥沙的调控作用以及评估WEPP模型适用性具有重要的实践意义，这对区域的水土保持措施优化和土壤侵蚀预测具有重要作用。

近日，东北地理所黑土退化与修复学科组郭明明研究团队在不同土地管理措施调控东北黑土区坡面径流和泥沙以及评估WEPP模型适用性取得进展。该项成果基于海伦水土保持监测研究站（2013-2023年）的长期定位观测数据，系统分析了自然降雨条件下六种典型土地管理措施（裸地、自然植被恢复、免耕、传统耕作、少耕和等高耕作）的水土流失特征，并采用Water Erosion Prediction Project（WEPP）模型对各措施坡面在降雨事件尺度上的径流泥沙进行模拟验证。结果表明（图1），与开垦后的裸地相比，其他5种土地管理措施分别降低径流和土壤流失量55.8%~92.2%和92.5~99.9%，裸地对短时高频强降雨的敏感性较强，而短时低频中周期降雨则对其他管理措施水土流失贡献最大，从水土保持角度建议实施免耕或等高耕作以减轻土壤侵蚀。植被和垄沟系统显著改变了径流和泥沙的空间通量，高侵蚀性降雨是诱发土壤流失的主要类型，这对优化暴雨条件下的垄沟或其他坡面水保工程设计具有重要指导意义。敏感性分析表明，不同管理措施下土壤侵蚀的主导过程存在差异：裸地、少耕和传统耕作以细沟侵蚀为主，而自然植被恢复、免耕和等高耕作则以细沟间侵蚀为主导过程。采用高分辨率降雨断点数据可有效降低了WEPP模型的气候输入误差，校准后的WEPP模型对各管理措施下的水土流失模拟效果较好，其中对土壤流失量的预测精度优于径流量预测，但等高耕作情景的模拟效果相对较差，需要进一步优化模型参数化方案。研究不仅为黑土区水土保持措施优化提供了科学依据，也为发展区域土壤侵蚀预测模型奠定了重要基础。

研究成果近期发表在中国科学院一区Top期刊《Soil & Tillage Research》上。黑土退化与修复学科组特别研究助理陈卓鑫为论文第一作者，郭明明副研究员为通讯作者。研究得到东北地理所青年科学家小组项目（2023QNXZ03）和中国科学院战略性先导科技专项（XDA28080503）联合资助。

论文信息：Zhuoxin Chen,Mingming Guo*,Yuan Chen,Qingsong Shen,Qiang Chen,Xin Liu,Lixin Wang,Xingyi Zhang. Utilizing an 11-year runoff plot dataset to evaluate the regulation of six land management practices on runoff and sediment on Mollisols slopes and the applicability of the WEPP model. Soil and Tillage Research，2005， 252,106601.

论文链接：http://doi.org/10.1016/j.still.2025.106601

图1 不同土地管理措施调控东北黑土区坡面径流和泥沙以及评估WEPP模型适用性