Spatiotemporal variation of soil water erosion and influencing factors in eastern region of agro-pastoral ecotone in northern China

Wu Jie; Li Suyan; Shi Peijun; Yang Wenqian

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.017

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Spatiotemporal variation of soil water erosion and influencing factors in eastern region of agro-pastoral ecotone in northern China

Comprehensive Researches

- Spatiotemporal variation of soil water erosion and influencing factors in eastern region of agro-pastoral ecotone in northern China
- Bulletin of Soil and Water Conservation Vol. 45, Issue 6, Pages: 320-332(2025)
- 作者机构：
  
  1.北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室，北京 100875
  2.北京林业大学林学院，北京 100089
  3.北京师范大学地理科学学部，北京 100875
  4.北京师范大学文理学院，广东珠海 519000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.017
  CLC： S157;K903
- CSTR：32312.14.stbctb.2025.06.017
- Received：03 March 2025，
  
  Revised：2025-08-01，
  
  Published：10 December 2025
- 稿件说明：
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武杰, 李素艳, 史培军，等.中国北方农牧交错带东段土壤水蚀时空变化及影响因子[J].水土保持通报,2025,45(6):320-332.

Wu Jie, Li Suyan, Shi Peijun, et al. Spatiotemporal variation of soil water erosion and influencing factors in eastern region of agro-pastoral ecotone in northern China [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(6):320-332.
武杰, 李素艳, 史培军，等.中国北方农牧交错带东段土壤水蚀时空变化及影响因子[J].水土保持通报,2025,45(6):320-332. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.017. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.06.017.

Wu Jie, Li Suyan, Shi Peijun, et al. Spatiotemporal variation of soil water erosion and influencing factors in eastern region of agro-pastoral ecotone in northern China [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(6):320-332. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.017. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.06.017.

摘要

目的

研究中国北方农牧交错带东段土壤水蚀时空变化，首次量化多因子交互作用对水蚀动态的影响，为该区域水土流失治理和生态环境治理修复提供决策依据和方法参考。

方法

基于RUSLE模型，对中国北方农牧交错带东段2000—2023年的土壤水蚀时空分异特征进行了归因分析，对土壤水蚀动态变化的主要贡献因子进行了定量分析。

结果

①农牧交错带东段多年平均土壤水蚀模数为777.94 t/（km

·a），大部分地区以微度和轻度为主，分别占总水蚀面积的69.3%和22.9%。 ②在2000—2023年，研究区土壤水蚀强度整体呈现轻微上升的变化趋势，上升率为0.90 t/（km

·a），东南部和西北部土壤水蚀强度减弱，西部土壤水蚀强度有所加剧。 ③农牧交错带东段土壤水蚀易发区主要分布在研究区中部赤峰市，西南部张家口市、锡林浩特市等地区。 ④农牧交错带东段2000—2023年土壤水蚀动态变化的主要贡献因子是植被覆盖管理因子，平均贡献率为64.18%，植被覆盖管理、水土保持措施和降雨侵蚀力的联合影响为23.12%，水土保持措施因子平均贡献率为10.57%，降雨侵蚀力因子平均贡献率为2.13%。RUSLE模型各参数间具有较强的交互作用，多因子联合影响对研究区水蚀动态变化有较大贡献。

结论

中国北方农牧交错带东段2000—2023年土壤水蚀情况整体较为平稳，研究期间随着植被覆盖度的提高和水土保持措施的实施，一定程度上缓解了降雨侵蚀力增加对水蚀强度的加剧作用。但该区域土壤水蚀形势依然较为严峻，低植被覆盖区和未采取水土保持措施的区域是水土流失治理的重点区域。

Abstract

Objective

The spatiotemporal variations of soil water erosion in the eastern region of the agro-pastoral ecotone in northern China were investigated， and the effects of multi-factor interactions on water erosion dynamics were quantified first time， in order to provide decision-making support and methodological references for soil erosion control and ecological environment restoration in this region.

Methods

Based on the RUSLE model， an attribution analysis was conducted on the spatiotemporal differentiation characteristics of soil water erosion in the eastern region of the agro-pastoral ecotone in northern China from 2000 to 2023， and a quantitative analysis was performed on the main contributing factors to dynamic changes in soil water erosion.

Results

① The multi-year average soil water erosion modulus in the eastern region of the agro-pastoral ecotone was 777.94 t/（km²·a）， with most areas dominated by very slight and slight erosion， accounting for 69.3% and 22.9% of the total water erosion area， respectively. ② From 2000 to 2023， the soil water erosion intensity in the study area showed a slight increasing trend， with an increase rate of 0.90 t/（km²·a）. Soil water erosion alleviated in the southeastern and northwestern parts of the region， while it intensified in the western part. ③ Areas prone to soil water erosion in the eastern region of the agro-pastoral ecotone were mainly distributed in Chifeng City in the central part， and Zhangjiakou City and Xilinhot in the southwestern part of the study area. ④ The main contributing factor to dynamic changes in soil water erosion in the eastern region of the agro-pastoral ecotone from 2000 to 2023 was the vegetation cover management factor， with an average contribution rate of 64.18%. The combined effects of three factors （vegetation cover management factor， soil and water conservation measure factor， and rainfall erosivity factor） accounted for 23.12%. The average contribution rates of soil and water conservation measure factor and the rainfall erosivity factor were 10.57% and 2.13%， respectively. There were strong interactions among parameters of the RUSLE model， and the combined effects of multiple factors contributed significantly to the dynamic changes in water erosion in the study area.

Conclusion

From 2000 to 2023， soil water erosion in the eastern region of the agro-pastoral ecotone in northern China was generally stable. During the study period， with the increase in vegetation cover and the effective implementation of soil and water conservation measures， the aggravating effect of increased rainfall erosivity on water erosion intensity was alleviated to a certain extent. However， the soil water erosion situation in this region remains relatively severe. Areas with low vegetation cover and those without soil and water conservation measures are the key focus areas for soil erosion control in this region.

关键词

Keywords

references

刘涛，张雪梅，林长存 . 基于InVEST与FLUS模型的准格尔旗水源涵养功能分析［J］. 草地学报， 2023 ， 31 （ 12 ）： 3831 - 3840 .

Liu Tao ， Zhang Xuemei ， Lin Changcun . Functional analysis of water conservation in Zhungeer banner based on InVEST and FLUS models ［J］. Acta Agrestia Sinica ， 2023 ， 31 （ 12 ）： 3831 - 3840 .

Li Huichun ， Guan Qingyu ， Sun Yunfan ， et al . Spatiotemporal analysis of the quantitative attribution of soil water erosion in the upper reaches of the Yellow River Basin based on the RUSLE-TLSD model ［J］. Catena ， 2022 ， 212 ： 106081 .

邱扬，傅伯杰，王勇 . 土壤侵蚀时空变异及其与环境因子的时空关系［J］. 水土保持学报， 2002 ， 16 （ 1 ）： 108 - 111 .

Qiu Yang ， Fu Bojie ， Wang Yong . Spatiotemporal variation in soil erosion and its relation to environmental factors ［J］. Journal of Soil Water Conservation ， 2002 ， 16 （ 1 ）： 108 - 111 .

史志华，刘前进，张含玉，等 . 近十年土壤侵蚀与水土保持研究进展与展望［J］. 土壤学报， 2020 ， 57 （ 5 ）： 1117 - 1127 .

Shi Zhihua ， Liu Qianjin ， Zhang Hanyu ， et al . Study on soil erosion and conservation in the past 10 years：Progress and prospects ［J］. Acta Pedologica Sinica ， 2020 ， 57 （ 5 ）： 1117 - 1127 .

崔明，蔡强国，范昊明 . 东北黑土区土壤侵蚀研究进展［J］. 水土保持研究， 2007 ， 14 （ 5 ）： 29 - 34 .

Cui Ming ， Cai Qiangguo ， Fan Haoming . Research progress on the soil erosion in black soil region of northeast China ［J］. Research of Soil and Water Conservation ， 2007 ， 14 （ 5 ）： 29 - 34 .

Rymszewicz A ， Mockler E ， O’Sullivan J ， et al . Assessing the applicability of the revised universal soil loss equation （RUSLE） to Irish catchments ［J］. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences ， 2015 ， 367 ： 99 - 105 .

Gao Guangyao ， Liang Yue ， Liu Jianbo ， et al . A modified RUSLE model to simulate soil erosion under different ecological restoration types in the loess hilly area ［J］. International Soil and Water Conservation Research ， 2024 ， 12 （ 2 ）： 258 - 266 .

Ed-daoudy L ， Lahmam N ， Benmansour M ， et al . Hydric erosion rates in Raouz watershed， Morocco：RUSLE， GIS， and remote sensing ［J］. Remote Sensing Applications：Society and Environment ， 2023 ， 32 ： 101056 .

Tian Pei ， Zhu Zhanliang ， Yue Qimeng ， et al . Soil erosion assessment by RUSLE with improved P factor and its validation：Case study on mountainous and hilly areas of Hubei Province， China ［J］. International Soil and Water Conservation Research ， 2021 ， 9 （ 3 ）： 433 - 444 .

Feng Teng ， Chen Hongsong ， Polyakov V O ， et al . Soil erosion rates in two karst peak-cluster depression basins of northwest Guangxi， China：Comparison of the RUSLE model with 137 Cs measurements ［J］. Geomorphology ， 2016 ， 253 ： 217 - 224 .

王静爱，徐霞，刘培芳 . 中国北方农牧交错带土地利用与人口负荷研究［J］. 资源科学， 1999 ， 21 （ 5 ）： 19 - 24 .

Wang Jing’ai ， Xu Xia ， Liu Peifang . Landuse and land carrying capacity in ecotone between agriculture and animal husbandry in northern China ［J］. Resources Science ， 1999 ， 21 （ 5 ）： 19 - 24 .

郑粉莉 . 东北黑土区复合土壤侵蚀特征及其防治［M］. 北京：科学出版社， 2021 .

Zheng Fenli . Characteristics and prevention of compound soil erosion in black soil region of Northeast China ［M］. Beijing ： Science Press ， 2021 .

史培军，王静爱 . 中国干旱、半干旱沙区风成沙粒度的统计分析［J］. 内蒙古师大学报（自然科学版）， 1986 ， 15 （ 4 ）： 12 - 21 .

Shi Peijun ， Wang Jing’ai . Statistical analysis of aeolian sand grain size in arid and semi-arid sandy areas of China ［J］. Journal of Inner Mongolia Normal University ， 1986 ， 15 （ 4 ）： 12 - 21 .

章影，廖畅，姜庆虎，等 . 丹江口库区土壤侵蚀对土地利用变化的响应［J］. 水土保持通报， 2017 ， 37 （ 1 ）： 104 - 111 .

Zhang Ying ， Liao Chang ， Jiang Qinghu ， et al . Response of soil erosion to land use change in Dangjiangkou Reservoir area ［J］. Bulletin of Soil and Water Conservation ， 2017 ， 37 （ 1 ）： 104 - 111 .

周道纬，卢文喜，夏丽华，等 . 北方农牧交错带东段草地退化与水土流失［J］. 资源科学， 1999 ， 21 （ 5 ）： 57 - 61 .

Zhou Daowei ， Lu Wenxi ， Xia Lihua ， et al . Grassland degradation and soil erosion in the eastern ecotone between agriculture and animal husbandry in northern China ［J］. Resources Science ， 1999 ， 21 （ 5 ）： 57 - 61 .

Renard K G ， Foster G R ， Weesies G A ， et al . Predicting soil erosion by water： A guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation （RUSLE）［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 1997 ， 52 （ 3 ）： 189 - 199 .

章文波，谢云，刘宝元 . 利用日雨量计算降雨侵蚀力的方法研究［J］. 地理科学， 2002 ， 22 （ 6 ）： 705 - 711 .

Zhang Wenbo ， Xie Yun ， Liu Baoyuan . Rainfall erosivity estimation using daily rainfall amounts ［J］. Scientia Geographica Sinica ， 2002 ， 22 （ 6 ）： 705 - 711 .

谢云，刘宝元，章文波 . 侵蚀性降雨标准研究［J］. 水土保持学报， 2000 ， 14 （ 4 ）： 6 - 11 .

Xie Yun ， Liu Baoyuan ， Zhang Wenbo . Study on standard of erosive rainfall ［J］. Journal of Soil Water Conservation ， 2000 ， 14 （ 4 ）： 6 - 11 .

张科利，彭文英，杨红丽 . 中国土壤可蚀性值及其估算［J］. 土壤学报， 2007 ， 44 （ 1 ）： 7 - 13 .

Zhang Keli ， Peng Wenying ， Yang Hongli . Soil erodibility and its estimation for agricultural soil in China ［J］. Acta Pedologica Sinica ， 2007 ， 44 （ 1 ）： 7 - 13 .

Liu B Y ， Nearing M A ， Shi P J ， et al . Slope length effects on soil loss for steep slopes ［J］. Soil Science Society of America Journal ， 2000 ， 64 （ 5 ）： 1759 - 1763 .

蔡崇法，丁树文，史志华，等 . 应用USLE模型与地理信息系统IDRISI预测小流域土壤侵蚀量的研究［J］. 水土保持学报， 2000 ， 14 （ 2 ）： 19 - 24 .

Cai Chongfa ， Ding Shuwen ， Shi Zhihua ， et al . Study of applying USLE and geographical information system IDRISI to predict soil erosion in small watershed ［J］. Journal of Soil Water Conservation ， 2000 ， 14 （ 2 ）： 19 - 24 .

赵东颖，蒙仲举，孟芮冰，等 . 乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖动态变化特征及驱动力［J］. 干旱区研究， 2024 ， 41 （ 4 ）： 639 - 649 .

Zhao Dongying ， Meng Zhongju ， Meng Ruibing ， et al . Dynamic change characteristics and driving forces of vegetation cover in the Ulan Buhe Desert along the Yellow River ［J］. Arid Zone Research ， 2024 ， 41 （ 4 ）： 639 - 649 .

Sobol’ I M . Global sensitivity indices for nonlinear mathematical models and their Monte Carlo estimates ［J］. Mathematics and Computers in Simulation ， 2001 ， 55 （ 1/2/3 ）： 271 - 280 .

朱婉菁，王克勤，宋娅丽，等 . 滇西北云龙县2000—2020年土壤侵蚀时空演变特征及影响因素［J］. 水土保持学报， 2025 ， 39 （ 2 ）： 378 - 389 .

Zhu Wanjing ， Wang Keqin ， Song Yali ， et al . Temporal and spatial dynamics of soil erosion and its influencing factors in Yunlong County， northwest Yunnan Province from 2000 to 2020 ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2025 ， 39 （ 2 ）： 378 - 389 .

史小鹏，苟贺然，何淑勤，等 . 成都市温江区两种绿地土壤抗蚀抗冲性及其影响因素［J］. 水土保持通报， 2024 ， 44 （ 4 ）： 117 - 125 .

Shi Xiaopeng ， Gou Heran ， He Shuqin ， et al . Soil anti-erosion and anti-scouring effects of two types of urban green spaces and factors influencing them in Wenjiang District， Chengdu City ［J］. Bulletin of Soil and Water Conservation ， 2024 ， 44 （ 4 ）： 117 - 125 .

张颖，牛健植，谢宝元，等 . 森林植被对坡面土壤水蚀作用的动力学机理［J］. 生态学报， 2008 ， 28 （ 10 ）： 5084 - 5094 .

Zhang Ying ， Niu Jianzhi ， Xie Baoyuan ， et al . Dynamics mechanism of the effect of forest vegetation on hill-slop water erosion ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2008 ， 28 （ 10 ）： 5084 - 5094 .

张丹丹，王冬梅，信忠保，等 . 漓江滨岸草带对径流泥沙的拦截效果［J］. 生态学报， 2016 ， 36 （ 21 ）： 6985 - 6993 .

Zhang Dandan ， Wang Dongmei ， Xin Zhongbao ， et al . Preliminary study of runoff reduction and sediment removal by grass strips in riparian zone， Li River ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2016 ， 36 （ 21 ）： 6985 - 6993 .

张龙齐，贾国栋，吕相融，等 . 黄土高原典型地区不同植被覆盖下坡面土壤侵蚀阈值研究［J］. 水土保持学报， 2023 ， 37 （ 2 ）： 187 - 198 .

Zhang Longqi ， Jia Guodong ， Lü Xiangrong ， et al . Research of soil erosion thresholds on the lower slopes of different vegetation cover in typical areas of Loess Plateau ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2023 ， 37 （ 2 ）： 187 - 198 .

汤国安 . 我国数字高程模型与数字地形分析研究进展［J］. 地理学报， 2014 ， 69 （ 9 ）： 1305 - 1325 .

Tang Guoan . Progress of DEM and digital terrain analysis in China ［J］. Acta Geographica Sinica ， 2014 ， 69 （ 9 ）： 1305 - 1325 .

Yang Huimin ， Zou Xueyong ， Wang Jing’ai ， et al . An experimental study on the influences of water erosion on wind erosion in arid and semi-arid regions ［J］. Journal of Arid Land ， 2019 ， 11 （ 2 ）： 208 - 216 .

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