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地理科学, 2022, 42(10): 1829-1837 doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2022.10.015

东北低山丘陵典型区侵蚀沟分布特征及其地形影响研究

焦鹏,1,2, 阎百兴,2,3, 欧洋2,3, 李明堂1, 任明4, 温磊磊4, 崔虎2, 田莉萍2, 程磊2,5, 刘惠平2,5

1.吉林农业大学资源与环境学院，吉林 长春 130118

2.中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室，吉林 长春 130102

3.吉林省寒区人工湿地构建与美丽乡村建设研究中心，吉林 长春 130102

4.水利部松辽水利委员会，吉林 长春 130021

5.吉林农业大学植物保护学院，吉林 长春 130118

Distribution Characteristics and Topographic Influence of Erosion Gully in Typical Hilly Region of Northeast China

Jiao Peng,1,2, Yan Baixing,2,3, Ou Yang2,3, Li Mingtang1, Ren Ming4, Wen Leilei4, Cui Hu2, Tian Liping2, Cheng Lei2,5, Liu Huiping2,5

1. College of Resource and Environment, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, Jilin, China

2. Key Laboratory of Wetland Ecology and Environment, Northeast Institute of Geography and Agroecology, Changchun 130102, Jilin, China

3. Research Center of Artificial Wetland Construction and Beautiful Countryside Construction in Cold Areas of Jilin Province, Changchun 130102, Jilin, China

4. Songliao Water Conservancy Commission, Ministry of Water Resources, Changchun 130021, Jilin, China

5. College of Plant Protection, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, Jilin, China

通讯作者: 阎百兴。E-mail: yanbx@iga.ac.cn

收稿日期: 2021-09-21   修回日期: 2022-01-28  

基金资助: 松辽水利委员会侵蚀沟调查项目资助

Received: 2021-09-21   Revised: 2022-01-28  

Fund supported: Erosion Gully Investigation Project Supported by Songliao Water Conservancy Commission

作者简介 About authors

焦鹏（1997−），男，吉林长春人，硕士研究生，主要研究方向为农业环境保护与生态修复E-mail:jiaopeng@iga.ac.cn

摘要

东北低山丘陵区是重要的粮食主产区和商品粮基地，高强度的农业垦殖造成了严重的水土流失，侵蚀沟危害日益加剧。选择东辽河上游106.5 km2的区域为研究区，基于分辨率2 m的遥感影像，在GIS人工预判读侵蚀沟的基础上，野外实地验证并测量了研究区内长度≥50 m、且深度≥0.5 m的侵蚀沟的几何参数与经纬度；基于DEM获取了侵蚀沟所在坡面的坡度、坡向和高程等空间信息；分析了研究区侵蚀沟的基本特征与时空演化趋势，探讨了坡度和坡向对侵蚀沟发育的影响。结果表明：① 目前研究区已形成侵蚀沟322条，分布密度为3.0条/km2，沟壑密度为0.8 km/km2，割裂度为1.4%，侵蚀沟发展速度快，沟蚀强度已达强烈程度，应引起足够重视。② 侵蚀沟主要分布在6°~9°的坡耕地上，坡度对沟蚀的影响明显，坡耕地高强度垦殖是沟蚀加剧的主要驱动力；③ 阳坡（S、E）上侵蚀沟分布相对较多，而阴坡（N）上侵蚀沟分布最少，坡向对沟蚀也有一定影响。研究成果为认识东北低山丘陵区侵蚀沟发生与演化提供了科学数据。

关键词： 东北低山丘陵区; 侵蚀沟; 几何参数; 坡度; 坡向

Abstract

The low mountain and hilly areas in Northeast China are important grain producing areas and commercial grain bases. High-intensity agricultural cultivation has caused serious soil erosion and increasing erosion ditch hazards. An area of 106.5 km2 in the upper reaches of the East Liaohe River was selected as the study area, and the geometric parameters and latitude and longitude of erosion ditches with length ≥ 50 m and depth ≥ 0.5 m in the study area were verified and measured in the field based on the remote sensing images with 2 m resolution and manual prediction of erosion ditches by GIS. Based on DEM, the spatial information of slope gradient, slope aspect and elevation of erosion gullies was obtained; the basic characteristics and spatial and temporal evolution trends of erosion gullies in the study area were analyzed, and the influence of slope gradient and slope aspect on the development of erosion gullies was discussed. The results show that: 1) There are 322 erosion gullies in the study area, with a distribution density of 3.0 gullies /km2, a gully density of 0.8 km/km2, and a fragmentation degree of 1.4%. The development of erosion gullies is fast, and the intensity of gully erosion has reached an intense degree, which should be paid enough attention to. 2) Erosion gullies are mainly distributed on sloping arable land from 6° to 9°, the influence of slope gradient on gully erosion is obvious, and the high-intensity reclamation of sloping arable land is the main driving force for the increase of gully erosion. 3) There are more erosion gullies on the sunny slope (S, E, etc.), and least erosion gullies on the shady slope (N). Slope aspect also has a certain influence on gully erosion. The research results provide scientific data for understanding the occurrence and evolution of erosion gullies in low mountain and hilly areas of Northeast China.

Keywords： low mountain and hilly regions of Northeast China; erosion gully; geometric parameters; slope gradient; slope aspect

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本文引用格式

焦鹏, 阎百兴, 欧洋, 李明堂, 任明, 温磊磊, 崔虎, 田莉萍, 程磊, 刘惠平. 东北低山丘陵典型区侵蚀沟分布特征及其地形影响研究[J]. 地理科学, 2022, 42(10): 1829-1837 doi:10.13249/j.cnki.sgs.2022.10.015

Jiao Peng, Yan Baixing, Ou Yang, Li Mingtang, Ren Ming, Wen Leilei, Cui Hu, Tian Liping, Cheng Lei, Liu Huiping. Distribution Characteristics and Topographic Influence of Erosion Gully in Typical Hilly Region of Northeast China[J]. Scientia Geographica Sinica, 2022, 42(10): 1829-1837 doi:10.13249/j.cnki.sgs.2022.10.015

东北黑土地是中国重要的商品粮生产基地和生态屏障，被誉为“耕地中的大熊猫”。20世纪80—90年代以来，由于高强度的农业开发和掠夺式经营，重用轻养，加上长缓坡的特殊地形，东北黑土区水土流失日益加剧[1,2]。面蚀与沟蚀是东北黑土区主要的土壤流失形式，二者相互促进，面蚀弱则减缓沟蚀的发展，面蚀强则加速沟蚀的发展[3]。坡面水土流失诱发侵蚀沟形成，沟蚀不仅吞噬耕地，还引起土壤养分“贫化”，降低土壤质量，加速农业非点源污染，对农业生产、生态安全、水环境安全和区域可持续发展造成严重影响[4,5]。东北黑土区生态环境差别较大，地形复杂，侵蚀沟的形成受多种因素的影响，已有研究表明[6~8]地形是主要的影响因素，坡度、坡向、海拔等地形因子对坡面土壤侵蚀强度均可产生影响，从而导致侵蚀沟发育、分布和形态特征的差异。

目前对东北黑土区侵蚀沟的研究多集中于漫川漫岗区，对低山丘陵区的研究相对较少，且缺乏系统性。低山丘陵区农业开垦时间相对较晚，目前山丘顶部仍保留有一定面积的次生林地，中下段多被开垦；低山丘陵区垦殖率可达30%~55%，已成为东北黑土区重要的粮食主产区，也是土壤侵蚀严重、侵蚀沟快速发展的区域。目前东北低山丘陵区水土流失面积已达8.91万km2，占区域总面积的25.8%，有侵蚀沟149 904条（占东北黑土区的50.7%），沟缘面积2 057.85 km2（占东北黑土区的56.4%）①(①中国科学院东北地理与农业生态研究所. 东北黑土区低山丘陵区侵蚀沟治理生态恢复模式调查评价,2020.)。因此本研究选择位于长白山山地丘陵水质维护保土区内东辽河上游区域为研究对象，分析了研究区侵蚀沟的基本特征，探讨了侵蚀沟的时空演化与地形的影响，研究结果可为认识东北低山丘陵区侵蚀沟发生发展规律提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

研究区位于吉林省东辽县金洲、建安、足民3个乡镇的交接部，地理坐标介于125°06'43″~125°18'52″E，43°02'02″~43°10'51″N（图1），总面积为106.5 km2，包括鸶鹭河、杨树河、二道河、大度河4个小流域。研究区地处长白山余脉哈达岭中段，为典型的低山丘陵地貌；土壤类型为暗棕壤、白浆土，黑土层厚度为30~40 cm，垦殖率为53.5%，是中国粮食主产区；属中温带半湿润大陆性季风气候，多年平均气温5.2℃，年降水量600~700 mm[9]；土壤受多种侵蚀外营力季节性交替和叠加的影响[10]，以水力侵蚀为主，并存在明显的冻融侵蚀。因此，该区域在地形地貌、气候、农业开发、侵蚀类型等方面均具有代表性。

图1

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图1   研究区地理位置

Fig. 1   Location of the study area


1.2 研究方法

研究以长度≥50 m、且深度≥0.5 m的侵蚀沟为研究对象，此类侵蚀沟具有明显的沟缘线，且不可逆，危害程度大。以分辨率2 m、时相春季（2020年5月）的高分六号遥感影像和1∶50 000 DEM为数据源，通过GIS软件在遥感影像上人工预判读勾画疑似的侵蚀沟；2021年5月对研究区侵蚀沟进行了实地复核调查与测量。将研究区第一次全国水利普查时（2011年）的侵蚀沟和此次预判读的侵蚀沟矢量图层导入高精度定位工具（坚固型智能平板终端-UG908），以已解译出的侵蚀沟为向导，对现场发现的所有符合要求的侵蚀沟进行查勘和测量，尽可能将研究区内侵蚀沟全部识别。现场调查时，利用平板GPS进行点位高精度地理坐标数据的采集，利用手持激光望远镜测距仪（深达威高精度SW-1500A，±0.5 m，中国）进行侵蚀沟基本几何参数的测量，重点对沟头、沟尾、沟壑宽深变化较大及走向拐点位置进行测量记录。

1.3 数据处理

①基本形态参数：将侵蚀沟高精度地理坐标导入ArcGIS10.3.1软件中，以侵蚀沟主脊线为基准，结合遥感影像将经纬度坐标进行连线，并进行人工修正，使误差降到最低，得到沟道矢量图层。通过ArcGIS量算每个侵蚀沟的长度、沟缘面积等相关参数。利用Excel软件，计算得到平均宽度、平均深度、沟壑密度、割裂度等参数。②坡度、坡向：利用ArcGIS软件中ArcToolbox的3D Analyst、Spatial Analyst等工具，以研究区DEM为数据源，提取研究区内的坡度、坡向数值，并重新分级；将侵蚀沟分布图层，分别与测量计算的侵蚀沟形态参数和坡度、坡向数值进行叠加，得到不同坡度、坡向上的侵蚀沟形态参数特征值。

2 结果与讨论

2.1 研究区侵蚀沟现状

研究区总面积106.5 km2，调查共有侵蚀沟322条，侵蚀沟平均长度261.8 m，平均宽度14.9 m，平均深度3.1 m，平均沟缘面积0.5 hm2，平均体积12 351.1 m3，分布密度3.0条/km2，沟壑密度0.8 km/km2，割裂度1.4%。侵蚀沟内被冲蚀走的物质主要是土壤母质，容重按1.3 g/cm3计，则研究区沟道侵蚀强度为48 559.9 t/km2。

研究区侵蚀沟形态分布特征见图2，可见研究区以长度100~200 m的侵蚀沟为主，占总数的31.1%；其次为长度200~300 m的侵蚀沟，占28.0%；长度50~100 m和500 m以上的侵蚀沟数量较少。侵蚀沟宽度主要在5~10 m，占34.2%；其次为0~5 m的侵蚀沟，占15.8%。侵蚀沟深度以2~3 m为主，占30.2%；其次为1~2 m、3~4 m，分别占24.6%、18.6%；＜1 m和＞5 m的数量较少。沟缘面积多小于1 hm2，以小型侵蚀沟①(①根据东北黑土区侵蚀沟治理专项规划（2016—2030年），沟缘面积＜0.3 hm2的侵蚀沟为小型沟，0.3~1.4 hm2为中型沟.)为主，占总数的55.3%；中型侵蚀沟占总数的37.9%，大型侵蚀沟（＞1.4 hm2）仅22条，占6.8%。侵蚀沟体积以0~5 000 m3的为主，占52.5%；其次为5 000~10 000 m3、10 000~15 000 m3的侵蚀沟，分别占14.9%、9.3%。

图2

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图2   2021年东北低山丘陵区不同几何形态参数的侵蚀沟数量占比

Fig. 2   Erosion gully proportion with different geometric morphology indexes in the low mountain and hilly regions of Northeast China in 2021


对比东北黑土区、黑龙江省克东县和乌讷（乌裕尔河−讷莫尔河）流域沟蚀[11~13]，研究区的平均沟缘面积（0.5 hm2）明显低于东北黑土区（1.2 hm2）[11]、克东县（0.8 hm2）[12]和乌讷流域（0.7 hm2）[13]，平均沟道长度（261.8 m）也低于黑土区（661 m）[11]、克东县（443.6 m）[12]和乌讷流域（522.3 m）[13]，研究区侵蚀沟的基本参数普遍低于黑土区和有报道的2个漫川漫岗研究区，说明研究区侵蚀沟的发育规模相对较小，形成年限相对较短。进一步对比衍生参数，发现研究区的沟壑密度（0.8 km/km2）明显高于黑土区（0.2 km/km2）[11]、克东县（0.5 km/km2）[12]和乌讷流域（0.3 km/km2）[13]，研究区的分布密度（3.0条/km2）也明显高于克东县（1.1条/km2）[12]和乌讷流域（0.6条/km2）[13]，研究区的割裂度（1.4%）高于克东县（0.8%）[12]和乌讷流域（0.4%）[13]；研究区侵蚀沟的衍生参数普遍高于黑土区和有报道的2个漫川漫岗研究区，说明研究区侵蚀沟的发育规模虽然较小，但分布密集，土地破碎程度较高，反映出低山丘陵区侵蚀沟数量更多、密度更大。根据“黑土区水土流失综合防治技术标准”（SL446-2009）中沟蚀强度判别标准，研究区侵蚀沟的割裂度为1.4%，已接近强烈级（1.0%~1.5%）的上限，说明研究区沟蚀严重。这主要是受地形、气候、农业开发强度等因素影响的结果，研究区位于松辽分水岭南坡，受季风气候影响，夏季降雨集中、雨强大，降雨侵蚀力大；研究区地形以低山丘陵为主，坡面坡度较大（平均7.1°），水流的势能大，携沙能力强，加剧了面蚀和沟蚀的强度。研究区垦殖率较高（53.5%），坡耕地拦蓄径流的能力下降，加上顺坡垄作与陡坡开荒还比较普遍，加剧了坡面水土流失，促进了侵蚀沟的形成与发展。

2.2 侵蚀沟发展演化

1）侵蚀沟数量变化。第一次全国水利普查时，研究区有100 m以上的侵蚀沟143条，但此次调查时只复核到其中的134条侵蚀沟；对比134条侵蚀沟两次调查的总长度，10 a间长度增加了6.7%，若按此增速估算，2011年调查时最短（长度100 m）的侵蚀沟在2021年已发展到了106.7 m，经统计此次调查的侵蚀沟中长度106.7 m以上的侵蚀沟有284条，推算水利普查时研究区约有150条侵蚀沟被遗漏，估算得到第一次全国水利普查时该研究区侵蚀沟解译的识别率为47.2%。

本次调查人工预判读共解译得到长度50 m以上的侵蚀沟259条，现场调查复核得到其中的248条侵蚀沟，误判率4.4%；但复核时又发现了未解译出的74条侵蚀沟，遗漏率23.0%；综合来看，遥感影像解译的准确率为73.6%。为提高遥感影像侵蚀沟解译的准确率，除选用分辨率高的遥感影像外，还要加大现场复核力度。

考虑到调查方法和遥感影像分辨率的差异，同一区域两次调查会存在一定误差。其可能有以下原因：① 侵蚀沟起调长度不同，受影像分辨率所限，2011年第一次全国水利普查时侵蚀沟的最小长度为100 m，而2021年调查的最小长度为50 m。② 现场验证的比例不同，2011年现场验证的比例较低，而2021年调查时所有侵蚀沟都得以现场验证。此次调查存在的误判、遗漏情况，经分析有以下原因：① 解译过程中解译人员专业知识差异造成的主观误差；② 村级公路两侧多数都有排水沟，部分公路旁也发育了侵蚀沟（路边沟），两者在遥感影像上容易混淆而造成误判；③ 位于机耕路、田间小路旁的路边沟，在影像上表现为不均匀的起伏状，边缘难以确定，容易遗漏；④ 把某些浅沟状集水线误判为已形成的侵蚀沟；⑤ 把地质历史上形成的长条状沟谷误判成大型侵蚀沟，这类沟谷呈鸡爪状或近似平行状分布于缓丘周围，且多被开垦，沟底宽阔、平坦，沟坡坡度较大，但沟内并未形成新的侵蚀沟。

2）侵蚀沟主要参数变化。研究区2011年和2021年两次调查的侵蚀沟主要参数见表1，可见侵蚀沟条数、长度、密度等均有明显增加，说明10 a来研究区内侵蚀沟仍在快速发展之中。

表1   研究区两次调查侵蚀沟参数变化

Table 1  Variation of erosion gully parameters between two surveys in the study area

参数2011年2021年可比条件下
的增速
≥50 m≥106.7 m
数量/条14332228498.6%
总长度/km36.9084.3181.38120.5%
分布密度/（条/km2）1.343.022.6798.6%
沟壑密度/（km/km2）0.350.790.76120.5%

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3）可比条件下侵蚀沟主要参数变化。将两次均调查的134条侵蚀沟的几何参数进行对比发现，2011—2021年侵蚀沟长度从35.03 km增加至37.38 km，沟壑密度从0.33 km/km2增加至0.35 km/km2，增加幅度均为6.7%。

2.3 侵蚀沟分布的区域差异

对比研究区内4个小流域的侵蚀沟参数（表2），可见鸶鹭河和大度河流域各参数值相对较高；按黑土区水土流失综合防治技术标准判别，大度河流域的割裂度最大（3.2%），沟蚀强度已达剧烈程度；鸶鹭河流域（1.8%）沟蚀为极强烈，二道河流域（0.7%）和杨树河流域（0.5%）沟蚀程度则为中度。从分布密度看，大度河流域为4.9条/km2，分布最为密集，其次为鸶鹭河流域为3.1条/km2，分布密度明显高于杨树河（2.5条/km2）和二道河流域（1.7条/km2）；沟壑密度则呈大度河（1.5 km/km2）＞鸶鹭河（0.9 km/km2）＞杨树河（0.6 km/km2）＞二道河（0.4 km/km2）状态。侵蚀沟参数基本呈大度河＞鸶鹭河＞杨树河＞二道河流域的规律。

表2   2021年东北低山丘陵区4个小流域侵蚀沟参数对比

Table 2  Comparison of erosion ditch parameters in 4 small watersheds of the low mountain and hilly regions of Northeast China in 2021

参数杨树河流域二道河流域鸶鹭河流域大度河流域研究区
流域面积/km243.013.629.620.3106.5
平均长度/m219.2238.1276.0301.3261.8
平均宽度/m7.814.818.419.614.9
平均深度/m2.52.83.13.93.1
平均面积/hm20.20.40.60.70.5
平均体积/m34485.59787.212598.821379.212351.1
分布密度（条/km2）2.51.73.14.93.0
沟壑密度（km/km2）0.60.40.91.50.8
割裂度/%0.50.71.83.21.4
垦殖率/%49.751.258.355.953.5
平均坡度/(°)7.97.46.36.47.1

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研究区气候、土壤、农业耕作方式等条件基本一致，小流域沟蚀差异主要取决于垦殖强度和地形，沟蚀较严重的大度河流域（55.9%）和鸶鹭河流域（58.3%）垦殖率较高，而坡度较小，说明开垦强度是影响研究区侵蚀沟发育和沟蚀强度的主要驱动因素。目前耕地已成为研究区主要的土地利用类型，林地开垦为坡耕地后，坡面拦蓄径流的能力下降，加上不合理的耕种方式，顺坡垄作与陡坡开荒还比较普遍，加剧了坡面水土流失，促进了侵蚀沟的形成与发展。

2.4 坡度对侵蚀沟分布的影响

坡度直接影响坡面产流进程，对径流入渗、径流流速和土壤颗粒的稳定性都有不同程度的影响，因此坡度是决定径流冲刷和泥沙搬运能力的重要因素，影响侵蚀沟的形成和发展演化[14]。但受汇流面积和径流携沙能力限制，同一坡面上产流量和侵蚀泥沙量并不是随坡度增大持续增加，一般呈波浪状变化；因此探讨侵蚀沟分布与坡度的关系对水保措施选择和布设位置确定具有重要指导意义。研究区内坡度＞24°的地貌较少，因此将坡度分成0°~3°、3°~6°、6°~9°、9°~12°、12°~15°、15°~18°、18°~21°、21°~24°等8个等级，分析不同坡度分区的侵蚀沟特征值变化。

从分布比例和侵蚀沟密度（图3）看，研究区坡度与侵蚀沟分布、密度呈现先增大后减少的趋势，侵蚀沟分布数量与密度峰值为6°~9°的坡位，其次是0°~6°和9°~12°的坡位；在0°~9°坡度范围内，坡度与侵蚀沟分布数量、密度呈正相关，＞9°则呈负相关。割裂度在0°~3°的坡位最大，其次是3°~6°和6°~9°，割裂度、宽度随坡度增加呈持续降低趋势，而侵蚀沟深度与坡度的关系不明显。坡度对侵蚀沟发育的影响主要体现在0°~9°范围内，峰值为3°~9°。9°以上，随着坡度的增大，坡度对沟蚀的制约作用逐渐减少。这与东北黑土区同类研究的结果相似，只是各地坡度的峰值不同。李飞等[15]研究发现，东北典型黑土区南部地区侵蚀沟割裂度随坡度增加呈先增大后减小规律，最大值出现在4°~5°。刘肃等[16]在东辽县辽源河镇的调查发现，当坡度<9°时，沟缘面积占坡地面积比随坡度的增加而增加，当坡度≥9°时，呈相反趋势，6°~9°内侵蚀沟分布密度达到最大值。路中等[17]在松嫩平原北部的研究发现，3°~8°的坡度带内水土流失敏感性较高。各地研究结果相似的原因可能是坡度影响了坡面汇流，低山丘陵区坡度较大的地貌部位多位于山顶或山腰，汇水面积小，不易形成侵蚀沟；而坡度较小的部位多位于丘顶或河谷平原，不易产流，也不易形成侵蚀沟。另外，低山丘陵区耕地主要分布在河谷及坡面的中下部，地形相对平缓，而坡顶还保留一定面积的次生林或者人工栽植的水保林，对径流有很好的截留作用，所以坡顶侵蚀沟相对较少，侵蚀沟主要分布在坡面中下段的坡耕地上。

图3

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图3   2021年东北低山丘陵区不同坡度的侵蚀沟特征值变化

Fig. 3   Erosion gullies in the low mountain and hilly regions of Northeast China at different slope gradient in 2021


2.5 坡向对侵蚀沟分布的影响

不同坡向的水热条件、降水量、土壤温度变幅等皆有差异，接收的光照时间、强度、频率也不同，导致侵蚀沟发育程度不同，因此坡向是影响侵蚀沟发育的重要因素之一。根据DEM提取的坡向数据，将研究区坡向归并为8个坡段，每个坡段45°，每个坡段的中心方向为N、NE、E、SE、S、SW、W、NW（图4）。从不同坡向侵蚀沟的分布比例可以看出，侵蚀沟主要分布在SW的坡向上，其次是E、S、SE坡向（阳坡），而N、NW坡向（阴坡）的侵蚀沟最少，说明阳坡、半阳坡相对于阴坡、半阴坡沟蚀程度严重；S、E坡向的沟壑密度相对较大，而N、NW坡向相对较小；E坡向的割裂度最大，土地的破碎程度最大，其次是NE、W、S坡向，而N、NW坡向的割裂度最小。从宽度、深度和宽深比可以看出，E、NE坡向的侵蚀沟多为大型沟，而N、SW坡向以小型沟为主。

图4

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图4   2021年东北低山丘陵区不同坡向的侵蚀沟特征值变化

Fig. 4   Erosion gully in the low mountain and hilly regions of Northeast China in different slope aspect in 2021


总体来看，S、E坡向侵蚀沟危害程度相对较大，而N坡向侵蚀沟发育相对较弱，这与东北黑土区其它区域的研究结果相似。李镇等[18]发现嫩江县SE和SW坡向侵蚀沟的形态参数值最大；黄萌等[19]发现辽宁省发育在S、SW坡向上的侵蚀沟发育相对较快，而E、NE坡向相对较慢，总体上表现出阳坡或半阳坡相对于阴坡或半阴坡侵蚀沟发育强烈。这归因于：①阳坡和半阳坡白天接受的太阳辐射多于阴坡和半阴坡，土壤昼夜温差大，致使冻融作用对侵蚀沟发育的影响程度存在差异[20]。② 阳坡加速积雪融化，水流集中，致使表层土壤质地疏松，土壤抗蚀性降低，从而导致阳坡侵蚀沟密度大。③ 侵蚀沟发育还受到当地风向和降雨量的影响，东北地区暖湿气流多来自太平洋，夏季盛行偏S风，迎风坡雨滴与坡面的夹角大于背风坡，降雨动能相对较大[14]，所以迎风坡雨滴对坡面的冲击力较大，对坡面的击溅作用强，降雨侵蚀力加剧，促使侵蚀沟发育。另外，S向坡面开发相对早，居民点也多，人类活动的影响程度较高。因此，坡向对侵蚀沟发育的影响具有相对性，与多种因素复合影响侵蚀沟的发育。总体上研究区内S、E坡向相对容易形成侵蚀沟，坡向对侵蚀沟发育有一定影响。

3 结论

1）研究区已发育形成长度≥50 m的侵蚀沟322条，侵蚀沟平均长度261.8 m，平均宽度14.9 m，平均深度3.1 m，分布密度为3.0条/km2，沟壑密度为0.8 km/km2，割裂度为1.4%，已属于东北黑土区沟蚀严重的区域。

2）第一次全国水利普查（2011年）以来，研究区侵蚀沟长度和沟壑密度仍呈增加趋势，增幅在6.7%；侵蚀沟主要分布在坡耕地上，过度垦殖和水保措施欠缺是沟蚀持续增加的主要原因。

3）研究区坡度和坡向等地形因子对侵蚀沟的形成、分布也有一定影响。总体上，随坡度增大，侵蚀沟形态参数呈现先增大后减小的规律，坡度峰值为6°~9°，坡面上6°~9°的坡面侵蚀沟分布相对较多、几何参数也较大，坡度对侵蚀沟形成与分布的影响存在阈值。阳坡上侵蚀沟形态参数明显高于其它坡向，阳坡上更易形成侵蚀沟，建议优先进行6°~9°阳坡上坡耕地的水土保持与侵蚀沟治理。

4）侵蚀沟发育与分布是地形、气象气候、耕作等多种因子共同作用的结果，本文仅探讨了坡度和坡向的影响，今后应加强气候变化与人类活动双重影响下坡长、雨量、雨强、水土措施类型等因素对侵蚀沟发育及分布的影响，以全面了解侵蚀沟形成演化的机制，为侵蚀沟治理方向及技术研发提供坚实科学依据。

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