我國東北黑土區是世界四大黑土區之一，是我國重要的糧食生產基地。雖然僅開墾百余年，但東北黑土層厚度已降至750px左右。黑土變薄、變瘦的原因在于土壤侵蝕，尤其是溝道侵蝕加劇了土地破碎化。東北黑土區約有66.67萬條侵蝕溝。其中，耕地承載了近3/4的侵蝕溝，且90%侵蝕溝仍在發育，威脅黑土區生態環境與糧食安全。有研究明確了侵蝕溝的發育受到氣候、地形及人為活動的影響。而這些因素及其耦合作用對侵蝕溝發育的貢獻尚不清楚，尤其是耕作壟向、林帶和道路修建對侵蝕溝發育的影響尚未被量化，難以支撐黑土區防治溝道侵蝕與土地利用結構優化布局。
中國科學院東北地理與農業生態研究所黑土退化與修復學科組在典型黑土區海倫市進行侵蝕溝發育過程遙感監測和野外原位監測。該研究通過建立耕作壟向指數、線性地物效應指數以及林、路-溝距離指數來量化耕作壟向、道路、林帶對侵蝕溝發育的影響。
研究表明，2013年至2021年小流域尺度溝頭溯源速率、溝道擴張速率、溝蝕土壤流失速率與累計降水量、降雨侵蝕力、最大30min雨強、降雨時長呈正相關關系；溝頭坡度、溝道匯水面積、溝頭匯水面積分別是控制溝頭溯源、溝道擴張和溝蝕土壤流失的主要地形因素；平水年橫坡壟作可遏制溝頭溯源，而在連續豐水年則促進切溝形成并加劇溝頭溯源，且在壟向與溝岸夾角為30°~90°時，溝岸擴張最為劇烈；道路和林帶越密集且與等高線夾角越大，侵蝕溝發育速率越大；溝蝕速率與耕作壟向指數、線性地物效應指數以及林、路-溝距離指數呈遞增的冪函數和指數函數關系；地形、地形-人為活動、氣候-地形-人為活動對溝頭溯源速率、溝道擴張速率、溝蝕土壤流失速率變化的貢獻最大。
上述成果可從優化小流域耕作壟向與道路林帶建設布局的角度為防治溝道侵蝕提供科學參考。
近期，相關研究成果發表在Geoderma上。研究工作得到國家自然科學基金委員會等的支持。