坡耕地是我國(guó)重要的土地資源，農(nóng)業(yè)活動(dòng)過程中產(chǎn)生的耕作侵蝕已被認(rèn)為是導(dǎo)致山區(qū)、丘陵坡耕地土壤景觀演變、土壤退化和作物產(chǎn)量不穩(wěn)定等的重要因素。近年來研究發(fā)現(xiàn)土壤景觀條件、耕作工具、耕作模式等是造成坡耕地土壤位移和耕作侵蝕的重要影響因素，而關(guān)于耕作工具與耕作對(duì)象之間的作用及其對(duì)坡面土壤運(yùn)動(dòng)的作用機(jī)制研究還鮮有報(bào)道。成都山地所張建輝研究員團(tuán)隊(duì)以我國(guó)西南地區(qū)一種主要的耕作工具——寬刃鋤為例，利用磁性示蹤法進(jìn)行了田間耕作模擬實(shí)驗(yàn)，研究了鋤耕條件下不同土壤——耕具接觸面積對(duì)坡面土壤位移的影響機(jī)制。
研究認(rèn)為，在耕作工具寬度保持一致的前提下，作為構(gòu)成接觸面積要素之一的耕作深度，能夠成為替代耕作過程中的土壤——耕具接觸面積指標(biāo)研究土壤運(yùn)動(dòng)特征。結(jié)果表明，隨耕作深度的增大，平均土壤移動(dòng)距離呈線性增加趨勢(shì)，而且在陡坡且深耕的情況下，這種關(guān)系變得更為顯著。研究也發(fā)現(xiàn)，土壤位移速率隨耕作深度增大呈現(xiàn)二次函數(shù)增加的趨勢(shì)，與坡度僅表現(xiàn)為線性關(guān)系，表明耕作深度對(duì)耕作位移速率的影響較坡度影響更大。通過類比，研究認(rèn)為構(gòu)成土壤——耕具接觸面積的另一個(gè)要素，即耕作工具的寬度，也是影響坡耕地土壤位移和土壤侵蝕的重要因素。因此，土壤移動(dòng)距離、土壤位移速率均直接受制于土壤——耕具接觸面。
在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)團(tuán)隊(duì)早先的研究工作和國(guó)外相關(guān)研究結(jié)果的分析，建立了耕作傳輸系數(shù)和土壤——耕具接觸面積之間的關(guān)系模型?；谥T多土壤景觀條件所構(gòu)建的兩者之間關(guān)系具有較好的代表性和適應(yīng)性，為不同形狀耕具在坡耕地進(jìn)行不同深度耕作下的耕作侵蝕速率預(yù)測(cè)提供了可能和參考。在土壤保持層面，本研究結(jié)果為迅速實(shí)現(xiàn)有效的耕作侵蝕控制策略提供了理論支撐。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（41571267）、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）項(xiàng)目（2015CB452704）和中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所“一三五”項(xiàng)目（SDS-135-1702）的資助。該研究成果發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Soil and Tillage Research.
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198718304471
不同耕作位移參數(shù)和耕作深度的關(guān)系：a)位移距離系數(shù)；b)耕作傳輸系數(shù)
耕作位移與耕作深度、坡度的關(guān)系：a)順坡位移距離；b)耕作位移速率
耕作傳輸系數(shù)和土壤——耕具接觸面積的關(guān)系