自课题启动以来，本课题聚焦黑土地农用土壤质量退化过程的关键驱动机制及其对作物产能的深远影响，围绕此核心科学问题，在退化机理阐释、精准评价方法构建及地力定向提升技术创新方面取得了系列重要进展，已发表相关论文10篇，其中SCI论文6篇。

为确保课题研究的代表性与深度，课题组在前期充分调研的基础上，选定了棕壤（辽宁阜蒙）、典型厚层黑土（黑龙江克山）、典型薄层黑土（黑龙江宾县、吉林公主岭）及白浆土（吉林东辽）等多种土壤类型的研究区域。通过近地高精度测量生成了典型样地的高精度DEM，并据此科学布设了研究样区、典型坡面与代表性样点。一系列野外定位观测与控制试验已全面展开，内容涵盖土壤质量退化与作物产量的长期定位监测、不同侵蚀强度下土壤肥力与作物产量的关系、作物产量对土壤退化程度的原位响应，以及土壤侵蚀、黑土层变薄、结构破坏、肥力下降、持水能力下降等单一或复合退化过程的模拟试验。同时，课题组已获取大量试验数据，并广泛收集了多站点长序列的土壤质量要素及作物产量历史观测数据，为后续的深入分析奠定了坚实的数据基础。

在土壤退化机制与评价方面取得了显著进展。通过对历史土壤数据集的系统分析，从区域尺度上解析了黑土层变薄对土壤有机质、养分状况、物理结构及持水能力等关键土壤属性的影响，成功构建了一套包含土壤侵蚀强度、土层厚度、土壤性质、立地条件及田间管理等多维度指标的农地土壤质量退化程度评价体系（表1），并授权了“黑土区农地土壤质量评价系统”软著，为精准评估土壤退化状况提供了有力的技术支撑和实用工具。

表1 农地土壤质量退化评价数据库主要指标及其参数

 针对土壤退化对作物产量的影响及其主导因素，本课题也取了一定进展。明确了不同土壤类型区侵蚀的空间分布特征及其对产量的影响，并在区域尺度上成功甄别出影响作物产量的主导退化类型。研究证实，土层变薄是导致区域作物产量下降的首要因素（平均减产达27%），其次为养分耗竭（减产20%），而土壤结构破坏的影响相对较小（减产6%）（图1）。以土层变薄为例，深入剖析了其影响作物产量的内在机理，发现土壤有机质和全氮含量的下降是继土层变薄之后的重要减产因素。研究还确定了黑土层变薄对作物产量产生显著影响的阈值（>5 cm），一旦变薄超过此深度，产量即开始显著下降，且损失随深度增加而加剧。结构方程模型进一步揭示，土层变薄深度、持续时间及施肥类型不仅直接影响作物产量，还通过改变土壤理化性质间接调控产量。未来将进一步探究不同土壤退化类型间的耦合作用机制。

图1 不同土壤退化类型对作物产量的影响

图2 土壤侵蚀条件下不同变量对作物减产的相对贡献及结构方程模型分析

此外，课题组还明确了基于样带尺度的土壤退化空间分布特征，并从水肥供应角度揭示了土壤退化影响玉米产量的核心机制。研究证实，土壤水肥供应能力的下降是土壤退化导致玉米减产的主要原因（图3）。通过构建水肥耦合模型，其水肥供应能力指数与玉米产量表现出高度的预测性（拟合度可达0.98），其中土壤有效储水量和有机碳含量是影响退化土壤水肥供应能力，进而导致玉米减产的关键内在因素。在此基础上，深入分析土壤退化对土壤水肥供应能力的影响以此揭示土壤退化-水肥供应不足-玉米减产这一链式反应的机理。相对于养分供应能力，水分供应能力对土壤退化更为敏感，且随着退化加剧，水分供应不足对玉米减产的影响愈发突出。不同生育期玉米表型特征分析进一步表明，拔节至开花期是玉米水分需求最为关键的时期，此阶段土壤有效储水量显著影响最终产量。在土壤质量退化阻控方面，通过对比不同有机物料的改良效果，发现生物炭表现最佳（图4），能平均提升作物产量6%，并使土壤质量综合指数平均提高14%，同时解析了试验年限、有机物料类型、土壤pH及施肥类型等因素对改良效果影响的重要性排序。

图3 水肥供应能力和玉米产量关系

图4 不同有机材料对作物产量和土壤质量的影响

后续研究将进一步聚焦黑土退化过程的系统解析与评估。核心任务在于深度阐明黑土层厚度变化对土壤关键属性及作物产量的作用机制与影响规律。为此，将致力于构建集成遥感、地面定位观测与同位素示踪技术的多尺度动态监测及预警体系，以实时追踪退化过程并预测其产量效应。同时，针对黑土、黑钙土和白浆土，将通过典型区域调查与关键指标验证，持续完善和优化区域性土壤退化程度的评估方法与技术标准，为黑土地保护与可持续利用提供更精准的科学支撑。