中国的东北黑土区土壤肥沃，是我国著名的“粮仓”。然而由于长期以来的过度垦
殖导致土壤侵蚀日益严重，坡耕地已成为水土流失的主要源地，使得黑土区耕地的土
壤质量严重退化，对我国的粮食安全构成了严重威胁。因此，研究东北黑土区典型坡
耕地的土壤侵蚀规律，对控制坡耕地的水土流失以及深化土壤侵蚀规律的认识都具有
十分重要的意义。
本研究在黑龙江省克山县，采集了一块坡长500m，坡度3°，坡向南，开垦历史
近100年的直型坡耕地和一块坡长350m，坡向北，开垦历史54年的凸型坡耕地的土
壤样品，采用野外采样与室内分析相结合的研究方法，利用137Cs和210Pbex复合示踪
技术，结合USLE通用流失方程和小波理论的分析方法，通过SPSS等分析手段，研
究了黑土坡耕地50-100 年来的侵蚀速率，结合对土壤理化性质及养分含量的分析，
探讨了黑土区坡耕地土壤侵蚀规律及土壤退化过程，得到了以下主要结论：
(1) 通过采集开垦近100 年的黑土直型坡耕地的土壤样品，利用137Cs示踪技术，结
合小波分析方法，研究了长坡长直型坡耕地50多年来土壤侵蚀强度的空间变化规律，
结果显示4个断面顺坡方向上的坡面侵蚀强度均存在着坡长为142 m的强弱交替变化
的波动周期，这反映了长坡长直型坡土壤在长期的降雨侵蚀过程中，泥沙沿坡面输移
的强弱交替变化。通过对4个断面的侵蚀速率的数学拟合发现，用正弦函数的和拟合
的结果最好，R2 均在0.96 以上，进一步说明了直型坡面侵蚀随坡长变化的波动性规
律。通过对凸型坡面顺坡侵蚀强度的小波分析，发现整个坡面不存在侵蚀强度强弱交
替变化的波动周期，证明小波分析的方法不适用于其它坡形的坡面侵蚀强度的分析。
(2) 通过对坡耕地坡顶平坦处21个土壤样品中137Cs 含量的测定，发现所有点137Cs
含量均小于当地137Cs背景值，经过分析认为风蚀是造成坡顶处137Cs含量普遍小于背
景值的主要原因，证明该区存在一定的风力侵蚀；利用137Cs 示踪技术能得到坡面总
侵蚀速率和USLE水蚀预报模型能分析坡面水蚀速率的特点，研究了两块坡耕地的水
蚀与风蚀速率，研究结果表明：直型坡耕地和凸型坡耕地的年均侵蚀速率分别为3054  t km2 a-1和3548 t km2 a-1；由于坡向的不同，两块坡面的风蚀速率分别为631 t km2 a-1
和1155 t km2 a-1，即研究区每年约有0.5~1mm的表层土壤被风吹蚀掉，风蚀占总侵
蚀的20.7%和32.6%；而水蚀仍为研究区主要的侵蚀方式，两块坡面的水蚀速率分别
占总侵蚀的79.3%和67.4%。因此，东北黑土区坡耕地水土流失的防治要充分考虑水
和风的不同影响，综合治理。
(3) 通过对比两块坡耕地土壤剖面有机质含量的深度分布发现，开垦100 年的直型
坡耕地表层土壤中有机质含量仅为4.3%左右，而开垦54年的凸型坡耕地的表层有机
质含量则达5.6%左右，显然开垦时间更长的直型坡耕地土壤质量退化更加严重；对
两个坡面侵蚀速率与各养分含量逐步回归统计结果显示，两个坡面上侵蚀速率Y均可
用养分含量的函数表示，其中直型坡为Y=189082.80X-14503.31(R=0.506)，X为TP含
量，凸型坡为Y= 2282.516X-16762.25(R=0.646)，X为SOM含量，这反应了土壤养分
流失与土壤侵蚀的密切关系；利用养分流失预测模型，对研究区三种养分的流失量进
行了估算，结果表明，直型坡耕地土壤有机质、全氮、全磷的平均流失量分别为241.87、
10.94、6.14 t km2 a-1，凸型坡由于其坡度较大，坡中部侵蚀剧烈，养分流失量较大，
其有机质、全氮、全磷的平均流失量分别是367.76、14.22、9.14 t km2 a-1。
(4) 利用137Cs 和210Pbex复合示踪的方法，对两块坡耕地的侵蚀速率进行了对
比研究，结果表明：在开垦了近100 年的直型坡上，尽管137Cs 示踪的是50 多
年的年均土壤侵蚀速率，210Pbex示踪的是近100 来的年均土壤侵蚀速率，但由
于该地区近100 年内降水量变化差异不大，因此理论上两种示踪方法所得坡耕
地侵蚀速率也应该是比较接近的，实际示踪结果证实137Cs 得到的侵蚀速率为
2812 t km2 a-1，而210Pbex为2576 t km2 a-1，从而证明了两种示踪方法在该研究区
计算侵蚀速率的结果都是准确的；而在开垦历史54 年的凸型坡耕地上，由于
该坡耕地未开垦前是原始次生林地，侵蚀速率很小，所以，利用210Pbex示踪得
到的侵蚀速率结果应是开垦前和开垦后的平均侵蚀速率，研究结果表明该坡面
近100 年的侵蚀速率为1890 t km2 a-1，而其开垦后54 年的年均侵蚀速率（137Cs
示踪所得）为3771 t km2 a-1；利用加权平均的方法，计算得到了凸型坡耕地未
开垦之前46 年的平均侵蚀速率为319 t km2 a-1，而开垦后50 多年的侵蚀速率几
乎达到开垦前的12 倍，再次证明人类过度垦殖等不合理的开发利用，加速了东北黑
土区土壤侵蚀的发展。因此，必须尽快的科学的治理黑土区的水土流失，保护这片肥
沃的土地。