目的 构建沟蚀敏感评价模型，为东北黑土区沟蚀发生预警及其精准治理提供重要科学依据。 方法 以典型厚层黑土区的黑龙江省克东县为研究区，基于0.4 m高分辨率遥感影像提取侵蚀沟，通过方差膨胀因子剔除冗余变量，选取涵盖线性、非线性及集成学习架构的4种机器学习模型（逻辑回归-LR、支持向量机-SVM、随机森林-RF、极端梯度提升-XGBoost）进行对比，并引入SHAP（Shapley Additive exPlanations）可解释性模型量化各影响因子对沟蚀敏感性的贡献作用。 结果 1） XGBoost对沟蚀敏感性的预测能力最佳（训练集AUC=0.81，测试集AUC=0.75），其次是SVM与RF（测试集AUC=0.74），而LR对沟蚀敏感性的预测能力最弱（AUC=0.67）。2） 4个模型预测的沟蚀敏感性在县域尺度均呈周边低、中部高的空间分布特征，但沟蚀敏感性等级则存在明显差异。RF模型预测的高沟蚀敏感性占比最大，其值为45.0%；SVM和XGBoost模型预测的研究区沟蚀敏感性均以中、极低为主，二者占比分别为56.2%和59.2%；而LR预测结果则研究区以低沟蚀敏感性为主，其值为39.4%。3） SHAP分析结果表明，DEM（数字高程模型）是影响沟蚀敏感性的主导因子（SHAP为0.55），且具有显著正向作用；SPI（径流功率指数）对沟蚀敏感性的正向驱动作用仅次于DEM（SHAP为0.30），NDVI则对沟蚀敏感性呈现明显负向作用（SHAP为0.37）。 结论 在厚层黑土区克东县，基于4种机器学习模型评价的沟蚀敏感性等级存在明显差异，XGBoost模型与SHAP方法融合，增强机器学习模型预测沟蚀敏感性的可解释性；且沟蚀敏感性受“地形主控-植被调控-汇流水动力触发”耦合作用的共同驱动，研究结果加深对沟蚀发生的认知，并为黑土区侵蚀沟治理的措施优化提供理论指导。

目的 科学划定安徽省土地利用功能分区，识别景观生态风险的关键驱动因子，揭示景观生态风险时空演变特征及空间冲突格局，为区域生态安全维护与国土空间规划提供科学支撑。 方法 以安徽省为研究区，整合MSPA模型、Conefor模型与最小累积阻力模型（MCR），利用阻力阈值法构建土地利用功能分区方案。在此基础上，将XGBoost模型与SHAP解释方法相结合，定量剖析地形条件、气候要素及社会经济因子对景观生态风险产生的作用效应。 结果 1）依据土地利用功能可将安徽省划分为三大核心区域，其中生态保护核心区占比30.96%，农业生产核心区占比35.52%，建设开发核心区占比33.52%；在空间分布上，三者分别集中分布于皖南地区、皖北区域及皖中城市群一带。2）2000—2020年，区域景观生态风险整体呈不断加剧态势，较高风险区与高风险区面积占比由16.95%上升至32.81%。空间分布上，低风险区与生态保护区高度重合，而高风险区集中于建设开发区。3） 影响因素分析显示，地形因素对全省风险格局影响最大，气候因素是生态保护区和建设开发区的主导因子，而社会经济因素对农业生产区的风险影响最为显著。4） 全省生态风险冲突显著，较高及高风险冲突区占比为30.78%，主要分布于安庆、合肥等市。 结论 安徽省景观生态风险呈加剧态势，全省主要受地形因素影响，各分区受气候和社会经济因素驱动，高风险区集聚于建设开发核心区。建议实施基于功能分区的差异化管控策略，重点缓解安庆、合肥等地的空间冲突，以提升区域生态安全水平。研究结果可为国土空间规划与生态风险协同治理提供科学依据。

目的 为探讨生物质炭施用对稻田土壤有机碳（SOC）总量及微生物残体碳（MNC）等关键有机碳组分积累的影响及机制。 方法 通过田间试验，分析一次性施用玉米秸秆生物质炭20 （M20）、30 （M30）、40 t/hm²（M40）5 a后MNC等土壤有机碳组分及酶活性等的变化。 结果 与对照（不施炭）相比，生物质炭处理使土壤SOC、颗粒态有机碳（POC）、矿物结合态有机碳（MAOC）含量分别提高19.4%~45.0%、36.3%~65.3%、13.4%~47.2%，但土壤可溶性有机碳（DOC）和土壤微生物量碳（MBC）分别降低9.8%~29.2%、19.5%~29.1%。生物质炭处理对氨基甘露糖、氨基葡萄糖、胞壁酸和氨基半乳糖等生物标志物含量、真菌残体碳（FNC）及细菌残体碳（BNC）含量无显著影响。然而施炭处理使土壤FNC，BNC及MNC对SOC的贡献率显著降低16.6%~32.4%、16.7%~27.2%、17.0%~30.8%。M30处理土壤多酚氧化酶（PHOX）、过氧化物酶（PERO）、α-葡萄糖苷酶（AG）、β-D-纤维二糖水解酶（CB）、β-木糖苷酶（XYL）活性分别显著降低19.8%、24.7%、32.7%、34.2%、33.7%。相关性分析表明，MNC对SOC的贡献率与pH，POC和MAOC呈显著负相关，而与MBC和部分水解酶活性呈正相关。随机森林模型预测结果显示，MAOC和pH是决定MNC对SOC贡献的主要驱动因素。 结论 生物质炭的施用有利于提高土壤有机碳的积累和稳定，这主要是通过促进颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳（而非微生物残体碳）的积累，研究结果可为应用生物质炭提升稻田土壤固碳能力提供理论参考。

目的 为明确1990—2020年陕北黄土高原区耕地质量的时空演变规律、障碍因素及耕地整治分区，优化区域耕地资源配置、实现“藏粮于地”战略。 方法 以榆林市为研究区，耕地质量评价指标体系主要涵盖气候条件、土壤养分、耕地管理、立地条件与理化性状等五大方面，引入空间自相关模型与障碍度模型，剖析耕地质量时空演变特征与核心制约因子，并据此科学划定整治分区。 结果 1） 1990—2020年榆林市耕地质量指数呈上升趋势（由0.52升至0.55），呈东高西低、南高北低分布。2） 空间异质性显著，高高聚集型耕地分布在绥德县、吴堡县等黄土丘陵沟壑区，低低聚集型耕地集中在定边县、靖边县等风沙草滩区。3） 障碍因子诊断显示，积温是制约榆林市耕地质量的首要因素，基于主导障碍因素类型将全市划分为积温区、平均斑块面积-pH区与有机碳区等22个区域类型，针对重点分区提出差异化整治方案。 结论 研究结果可为陕北黄土高原区耕地质量保护与农业高质量发展提供依据。

目的 为探讨保护性耕作能否及如何提升粮食生产气候适应能力，并揭示其在主动应对与被动适应双重维度上的异质性效应。 方法 基于2012—2022年中国黑龙江省44个样本县的面板数据，构建“主动应对-被动适应”双维能力评价框架，运用Tobit模型、系统GMM模型、双重机器学习和空间杜宾模型等方法，实证检验保护性耕作对气候适应能力的影响。 结果 1） 2012—2022年黑龙江省粮食生产气候适应能力总体呈“先降后升”的演化特征，2017年为关键转折点，空间上由早期高值区零散分布演变为“东高西低”的分异格局。2） 保护性耕作对主动应对能力具有显著正向影响，但对被动适应能力的影响不显著。系统GMM结果显示，粮食生产气候适应能力的一阶滞后项显著为正，说明其提升具有路径依赖和动态累积特征。空间分析表明，保护性耕作对主动应对能力的直接效应为0.119，间接效应为0.711，间接效应占主导，空间溢出效应显著。3） 保护性耕作对主动应对能力的提升效果在经济发展水平较高及地形平缓的区域更为显著。 结论 保护性耕作能够显著提升粮食生产气候适应能力，其作用主要表现为增强主动应对能力，并具有路径依赖和空间溢出特征。研究结果可为农业气候适应政策的双维优化和粮食生产系统韧性提升提供依据。

目的 探究干热河谷区不同植被修复模式的减流减沙效应并分析其影响机理，为干热河谷水土保持功能型植被修复提供科学依据。 方法 以云南省元谋干热河谷为研究区，于2019—2022年开展原位监测试验，以裸地为对照，设置耕作地、灌草地、乔灌草地、自然恢复地1、自然恢复地2等植被修复模式，比较不同植被修复模式的减流减沙效益，探究不同植被修复模式下降雨、土壤、植被因子对土壤流失量及径流量的影响机理。 结果 以裸地为对照，耕作地、灌草地、乔灌草地、自然恢复地1、自然恢复地2径流量分别减少64.25%、89.08%、91.81%、87.20%、84.79%，土壤流失量分别降低92.16%、99.45%、99.92%、99.37%、97.26%，减流减沙效果为乔灌草地>灌草地>自然恢复地1>自然恢复地2>耕作地>裸地。降雨侵蚀力为径流量的主要驱动因素，总效应21.90%~70.73%，而土壤流失量的主要驱动因素为径流量，总效应26.94%~97.81%。在裸地及人为干扰强烈的耕作地中，水沙过程主要由降雨因子（降雨侵蚀力）主导；而在灌草、乔灌草等修复模式下，系统则转向以“地表水文过程”为主导，植被与土壤因子通过削减径流规模，从根本上减少径流量和土壤流失的发生。 结论 木棉+羊蹄甲+扭黄茅+孔颖草组合的乔灌草模式减流减沙效果最佳，该模式通过土壤与植被因子共同调控抑制径流量和土壤流失量的产生，达到较好的水土保持效益。

目的 为实现石漠化光伏板下空间的高效利用与价值转化，揭示不同“药-藤”利用模式改善对土壤养分与酶活性的影响效应，选出能够高效利用板下空间且兼具社会经济价值的模式。 方法 依托近自然室内模拟试验场，构建何首乌与不同藤本植物的复合利用模式，基于旱、雨两季的土壤数据，利用单因素方差分析、非线性回归及冗余分析系统阐明不同利用模式下土壤全量与速效养分随时间的变化趋势，进一步明确土壤理化性质与酶活性之间的关联特征。 结果 1） 何首乌加金银花模式表现为稳定的养分积累效应；葛根模式呈强烈的季节波动，养分含量全年呈现净消耗状态；紫藤模式养分先增加后减少；对照则表现为持续的养分耗损。2） 速效养分的季节动态具有明显的物种特异性，金银花模式实现了速效磷与钾元素在两季的积累；紫藤模式虽在旱季使得碱解氮爆发式增长4.02 mg/kg，但该增量在雨季迅速流失。3） 有机碳与速效磷是驱动酶活性变异的关键因子，解释率分别为71.8%（旱季）和83.5%（雨季）。金银花模式通过积累有机碳缓解了碳磷限制，使土壤养分与酶活性均呈稳步增加的趋势，而紫藤模式则处于酶活性较高，养分较低的状态。 结论 “药-藤”复合利用对光伏板下区域的土壤生化系统稳定性及养分循环效率提升具有重要作用，何首乌与金银花的复合利用模式展现出最优的适生潜力与生态效益，研究结果可为石漠化地区光伏电站的板下经济开发与土壤生态可持续管理提供理论依据与实践指导。

目的 为探究东北黑土区切沟沟头储水量对降雨的响应特征，揭示降雨前后沟头储水量的变化规律，建立降雨前后储水量变化的定量预测方法。 方法 以九三、宾县和九台3个研究区发育阶段及规模相近的4个切沟沟头为研究对象，通过瞬态脱湿-吸湿试验、数值拟合和储水量预测模型构建，深入探究不同切沟土壤水力学参数差异、储水量衰减系数差异和储水量在降雨前后的变化规律。 结果 沟头土壤土水特征曲线存在明显滞后效应，滞后效应强弱排序为沟1≈沟2<沟3<沟4。降雨后储水量随时间呈指数衰减，初期消退快、后期变缓。储水量衰减系数（K_d）随土层深度依次减小。模型模拟表明，85.7%的点位储水量变化与以最大1 h雨强为降雨输入参数的预测结果最吻合，14.3%的点位以最大连续2 h平均雨强输入更优。因此，在开展土壤储水量预测时，入渗性能好的点位可选取I_{1 h}为降雨输入参数，如沟头或受侵蚀严重的点位；而入渗性能差或有强烈水分再分配点位应选取I_{2 h}为降雨输入参数。 结论 东北黑土区切沟沟头降雨后储水量演化可通过指数衰减规律及短历时降雨指标加以有效表征，所构建模型可较准确地实现事件尺度下沟头短期储水量变化的定量预测，为沟蚀过程预测预警提供方法支撑。

目的 揭示界面粗糙度、颗粒级配及温度与厚度耦合作用对土体干缩裂隙发育的主控机制与相对重要性，为防范土体防渗失效与力学失稳等工程隐患提供理论依据。 方法 选取桂林青狮潭水库库泥为试验对象，设计并开展涵盖不同颗粒级配（内在组分）、底部界面粗糙度（边界条件）及干燥温度与土层初始厚度（环境与几何条件）的系列室内干燥模型试验。利用高精度成像设备记录土体水分蒸发与裂隙演化全过程，结合数字图像处理技术对裂隙网络进行二值化与骨架化处理，定量提取裂隙率、裂隙平均宽度及分形维数等特征参数。采用极差分析法系统计算并比较各因素对裂隙发育的贡献权重。 结果 1）界面粗糙度是主导裂隙网络发育及其形态演化的首要控制因素，其对裂隙率的贡献权重高达57.08%。粗糙度的增加显著提升裂隙网络的几何复杂性与拓扑连通性，并诱发土体边缘出现显著的“卷曲”现象。2）颗粒级配作为内在遗传因素，其贡献权重为26.98%。细颗粒含量的增加与裂隙率、裂隙宽度及分形维数均呈显著正相关，从根本上决定土体的体积收缩潜能与最终开裂模式。3）温度与厚度条件的综合贡献率约为16.00%。其中，初始层厚的贡献权重（9.18%）明显优于干燥温度（6.76%）。前者主要通过制约拉应力的释放范围主导裂隙的宏观分布格局，而后者的影响则呈较为复杂的非单调性变化特征。 结论 影响土体干缩裂隙发育的主导因素为界面粗糙度与颗粒级配，环境温度与初始厚度则起次要协同作用。研究结果可为实际岩土工程防渗土体的裂隙灾变防控、材料改良及施工工艺优化提供科学依据。

目的 为揭示不同程度苏打盐碱土入渗过程差异及其影响因素，并评估不同入渗模型对模拟苏打盐碱土入渗过程的适用性。 方法 采用一维垂直定水头单环入渗法，通过野外原位入渗试验，研究不同程度苏打盐碱土入渗过程参数特征，分析盐碱化指标对入渗过程的影响，并对不同预测模型的适用性进行评价。 结果 1）pH由9.31增至10.35，ESP从1.09%升至65.82%、SAR从1.24上升至115.71时，5种供试土壤稳定入渗速率较初始入渗速率下降41.81%~99.59%。其中，盐碱程度最重的碱蓬地降幅最大，稳定入渗速率为0.13 mm/h。2）相关分析显示，稳定入渗速率与碱化度（ESP）和pH均呈极显著负相关（p<0.01），而与交换性Na⁺呈显著负相关（p<0.05）；平均入渗速率与ESP、交换性Na⁺、钠吸附比、pH和盐分含量均呈不同水平显著负相关。3）基于模型决定系数（R²）和不同程度苏打盐碱土盐碱指标的关联性，当SAR<108.60、SC<10 568.64 mg/kg、EC<1.70 mS/cm时，入渗模型采用Horton模型的模拟效果优于通用经验模型；当盐碱化程度超过此范围时，采用通用经验模型更优。 结论 苏打盐碱化程度是制约土壤入渗能力的关键因素，基于典型盐碱指标阈值可进行不同盐碱程度入渗模型适用性选择。研究结果可为苏打盐碱土区的水分运移模拟与灌溉排水管理提供理论依据和方法支持。