东北黑土区作为我国黑土核心分布区，也是保障国家粮食安全的重要生产基地和生态屏障。长期水力侵蚀导致黑土层变薄、土壤有机质流失、耕地生产力下降，已成为制约区域农业可持续发展的突出问题。针对这一科学问题，中国科学院东北地理与农业生态研究所李禄军研究员团队开展跨尺度系统研究，在黑土区土壤侵蚀长时序演变解析、驱动阈值识别与多情景预测方面取得系列重要进展。

研究团队基于RUSLE模型，整合多源空间数据重构了1980—2020年东北黑土区土壤侵蚀强度、敏感性与综合风险的时空演变格局；结合GeoDetector模型与Pettitt非参数突变点检验方法，分地貌单元定量识别了侵蚀风险显著跃升的关键驱动因子临界值。结果显示，40年间区域土壤侵蚀高风险中心发生显著空间转移，由长白山区逐步向松嫩、辽河等平原农区迁移，区域平均侵蚀模数整体呈“先加剧后趋缓”的演变轨迹。辽河平原土壤易蚀性呈异常双峰分布，低易蚀区与高易蚀区面积占比均超过30%，在外部扰动下极易触发侵蚀风险跃升。分区阈值表明，西部草原区植被覆盖度达到65%即可有效抑制侵蚀，东部农业平原区则需达到82%以上；西部草原区降雨侵蚀力触发阈值仅为1040MJ·mm·hm^-2·h^-1·a^-1，远低于山地区域。GeoDetector结果进一步证实，土壤可蚀性与土地利用的交互解释力达0.4979，远高于任何单因子，多因子协同放大是区域侵蚀风险累积的核心机制。

图1 1980-2020年东北黑土区土壤侵蚀敏感性与潜在风险时空格局及演变特征

在此基础上，团队进一步耦合RUSLE与PLUS模型，定量厘清了土地利用变化对水土流失的驱动效应，并模拟预测了2030年自然发展、农田保护、生态保护三类政策情景下的侵蚀风险分异规律。研究发现，过去40年黑土区土地利用转型剧烈，耕地扩张面积达3.04×10⁴km²，新增耕地中41.2%来源于林地、38.7%来源于草地；不同土地利用类型固土能力差距悬殊，裸地平均侵蚀模数高达2413.09t·km^-2·a^-1，灌木林地抗蚀能力最强。多情景模拟表明，单纯以牺牲生态空间换取耕地规模会造成不可逆的黑土地退化，统筹生态用地保护、优化坡耕地管控，才能同步实现粮食稳产与水土长效保护。

图 2 2030年三种土地利用情景下的土壤侵蚀预估指标

系列研究成果分别以“Pattern reconstruction and threshold mutual feedback of soil erosion sensitivity and risk in the black soil region of Northeast China: A 40-year analysis based on RUSLE and GeoDetector”和“Soil erosion risk and prediction under land use changes based on RUSLEand PLUS models in the black soil region of Northeast China”为题，在线发表于国际学术期刊《Ecological Indicators》和《Catena》。中国科学院东北地理与农业生态研究所为两篇论文的第一单位和通讯单位，张雪仙博士后为两篇论文第一作者，李禄军研究员为通讯作者。该系列研究获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、中国科学院国际伙伴计划项目以及吉林省自然科学基金的联合资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2026.115442

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2026.110371