2025, Vol. 62
2. 水灾害防御全国重点实验室(南京水利科学研究院), 南京 210029;
3. 中国科学院大学, 北京 100049
2. National Key Laboratory of Water Disaster Prevention, Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China;
3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
中国东北部是世界四大黑土区之一，由于含有疏松肥沃的腐殖质表土层而成为优质的耕地[1]。该区域粮食产量和粮食调出量分别占全国总量的1/4和1/3。自20世纪中叶以来，大范围土地被开垦，坡耕地成为侵蚀的主要策源地。近1/5黑土地正在发生水土流失，造成土层被剥蚀、土壤养分流失以及侵蚀沟扩张带来耕地破碎化等问题[2-3]。土壤侵蚀引起的耕地质量下降与作物产量相关[4]，亟需对黑土地进行保护利用。
据前人研究，近几十年来东北黑土区耕地水蚀呈现先增后减的趋势，风蚀和冻融侵蚀整体减缓[5-6]，同时耕地质量退化严重[7]。土壤侵蚀与耕作活动是影响黑土地土壤质量下降的重要因素。黑土耕地质量和侵蚀速率的空间变化呈现负相关趋势[8-9]，侵蚀导致土壤养分空间再分配失衡[10]。另一方面，长期耕作促进坡耕地径流的“沟渠效应”从而加速黑土侵蚀退化[11]，通过优化作物覆盖和农田管理措施可以减少耕地土壤流失量[12]。侵蚀与耕地退化变异息息相关，但目前缺乏有关黑土区侵蚀退化情况的综合研究。从管理口径来看，自然资源部及农业农村部门关注耕地质量及地力评价；水利部门着重侵蚀类型及强度调查，尚未形成针对黑土地侵蚀退化的区域性评价成果。
在东北黑土区，有关耕地侵蚀退化的研究大多集中在坡面及流域尺度[8，13]，或仅对土层厚度、有机质进行单一指标分析[10，14]，有关大面积尺度土壤侵蚀造成耕地质量退化的综合研究较为薄弱。以黑龙江省为例，学者曾根据退化强度将黑土退化分为初级阶段、发展阶段与危害阶段[15]，但仅考虑了土壤肥力指标。根据侵蚀土壤发展过程与属性特点，前人曾提出一套南方土壤侵蚀退化评价体系，包括物理退化、化学退化和生物退化指标[16]，这与耕地质量监测常用指标分类一致。土壤退化指数可以定量反映土壤质量退化程度，利用模糊数学方法确定各指标权重后被广泛应用于土壤评价[8，17]。近年来针对阻控侵蚀退化发展出一系列黑土农田保护性耕作技术，但这些措施实施于不同农田下效益存在差异[18-21]，因此开展黑土地侵蚀退化分类型评价十分必要。
针对以上问题，本文以黑土耕地为研究对象，通过收集两个时期土壤调查样点的性质及土壤侵蚀数据，运用随机森林模型反演、土壤质量综合指数构建等方法，对黑土区侵蚀退化进行分类分级，探讨不同侵蚀类型下土壤退化特征的差异，明确不同侵蚀退化类型的空间分布，以期为黑土地保护与侵蚀退化阻控技术分区施策提供参考价值。
1 材料与方法 1.1 研究区概况东北黑土区涵盖黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区“东四盟”（呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市和赤峰市），是我国最重要的商品粮基地。该区种植的农作物以玉米、水稻、大豆为主，熟制为一年一熟，≥10℃年均积温为1 500~3 400℃，作物生长季降雨量集中在400~600 mm。东北黑土区耕地面积为37.5万km2，主要分布在松嫩平原、三江平原、辽河平原及周围低山丘陵地带。
1.2 数据来源研究使用的基础数据包括东北黑土区土壤调查、土壤侵蚀以及环境变量数据。
（1）土壤调查数据。①通过查阅《黑龙江土种》、《吉林土壤》、《辽宁土种志》、《内蒙古土种志》及《中国东北土壤》书籍，收集了20世纪80年代前后完成的土种调查数据，一共包含621个样点；②通过查阅《中国土系志·黑龙江卷》、《中国土系志·吉林卷》、《中国土系志·辽宁卷》及《中国土系志·内蒙古卷》书籍，收集了2010年左右完成的土系调查数据，一共包含473个黑土区样点（图 1）。收集资料包括采样经纬度或采样位置（结合行政区划及卫星影像图根据位置描述确定样点的经纬度坐标）等基础信息，以及有机质或有机碳、全氮、全磷、全钾、pH（H2O）、容重、土层厚度（≤2 mm的土壤物质体积＞25%的所有土层）等土壤性质数据。
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注：基于自然资源部标准地图服务网站GS（2024）0650号的标准地图制作，底图边界无修改。下同 Note: The map is made based on the standard map with the approval number GS(2024)0650 downloaded from the standard map service website of the National Administration of Surveying, Mapping, and Geographic Information, and the base map is not modified, and the same as below. 图 1 东北黑土区土壤调查样点分布图 Fig. 1 Location of soil survey samples in the black soil region of Northeast China |
（2）土壤侵蚀数据。使用1997-2000年完成的全国第二次水土流失遥感调查成果，1：10万比例尺分省份土壤侵蚀强度分级图（下载于国家地球系统科学数据中心 https://www.geodata.cn）。
（3）环境变量数据。①土地利用类型来源于欧空局发布的2020年10 m分辨率土地分类数据（https://esa-worldcover.org/）；②气象数据来源于全球气候数据库1970-2010年约1 km分辨率的生物气象变量（https://www.worldclim.org/）；③地表温度数据来源于美国宇航局2016-2020年1 km分辨率的MOD11A1/MYD11A1 L3产品；④植被及光谱数据来源于美国宇航局2000-2020年250 m分辨率的MOD13Q1/MYD13Q1 L3产品；⑤地形数据来源于2000年所获得的90 m分辨率SRTM数字高程模型；⑥母岩数据来源于2012年发布的约1 km分辨率的GLiM产品（https://doi.org/10.1594/PANGAEA.788537）。
1.3 数据处理采用加权平均方法提取各样点0~30 cm土壤性质，当土体厚度小于30 cm时则以实际厚度进行加权平均（有14个土种样点，1个土系样点）。为计算权重，本文对土壤性质指标进行了标准化处理，计算方法如下：
| $ z = (x - \bar x)/\sigma $ | (1) |
式中，z为标准化数值；x为指标的原数值；
同时，对环境变量进行投影转换及重采样处理，将各变量空间分辨率统一为90 m，投影统一为Albers等积圆锥投影。各样点环境变量数值根据经纬度坐标从栅格图层中提取。
1.4 土壤质量综合指数本文采用隶属函数和主成分分析方法将多项土壤理化性质指标归纳为土壤质量综合指数。黑土退化主要表现为变薄、变瘦和变硬3个方面，由此选择土体厚度（薄）、有机质、全氮、全磷、全钾含量、pH（瘦）和容重（硬）指标用以表征土壤质量。首先为各指标建立隶属函数，除pH与容重为峰值型函数[22]外，其余指标均为戒上型函数。指标最小值与最大值为采样数据集的5%、95%，最适值取值参考前人研究共识。使用主成分分析法，选择特征值大于1的主成分计算各指标综合得分系数（方差与载荷之积累计后除以方差之和）并归一化至（0，1] 区间，归一化后综合得分系数占总系数的比例即为指标权重。结果显示有机质、全氮和全磷含量的权重较大，其次为土体厚度，全钾、容重及pH的贡献较小（表 1）。
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表 1 建立土壤质量综合指数所选取指标的隶属函数参数及权重 Table 1 The membership function parameters and weight of selected indicators for building comprehensive soil quality index |
土壤质量综合指数计算公式如下：
| $ SQI = \sum\nolimits_{i = 1}^n {{K_i} \times {C_i}} $ | (2) |
式中，SQI表示土壤质量综合指数，取值为0~1；Ki表示第i个评价指标的隶属度，由隶属函数计算所得；Ci表示第i个评价指标的权重；i等于7。
1.5 土壤质量空间反演本文采用随机森林回归模型反演土壤理化性质的空间分布格局。随机森林两个关键参数设置为ntree=500，mtry=22。保持两个时期各指标建模方式一致，基于样点的生物气象指标、昼夜地表温度、植被指数、光谱特征、高程及衍生地形参数、母岩类型等环境变量，建立起土壤理化性质预测模型。模型对于两个时期土壤有机质含量、全氮含量、全磷含量、pH和容重预测R2分别为0.38~0.43、0.27~0.37、0.35~0.38、0.56~0.62及0.25~0.45；对土体厚度（0.20~0.31）和全钾含量预测的R2（0.17~0.21）偏低。以建模时对应的环境因子分布图作为因变量，使用随机森林回归模型进行空间预测。在土地利用类型为耕地的基础上，输出东北黑土区土壤性质分布图，空间分辨率为90 m×90 m。利用各指标图层及权重，使用式（2）进一步计算获得两期土壤质量综合指数空间分布图，记为SQI1980和SQI2010。
1.6 退化程度量化及分级土壤退化指数SDI由两个时期SQI相减所得，其值域区间为（–1，1）。为明确东北黑土区土壤退化的分级特征，体现区域空间差异性，土壤退化指数进一步被划分为未发生明显退化、发生轻微退化及发生明显退化3种程度。以阈值法对SDI进行分级，分级阈值考虑各等级的面积占比情况，通过前期分析发现当划分区间为（–1，–0.05），（–0.05，0.05] 以及（0.05，1）时分级最为合理，退化程度由重到轻面积占比分别为39%、44%和17%。
1.7 土壤侵蚀划分方法土壤侵蚀根据主要侵蚀营力划分为水力侵蚀、风力侵蚀和冻融侵蚀3种类型，在此基础上根据土壤侵蚀模数进一步划定土壤侵蚀强度。依据中华人民共和国行业标准《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190-2007），东北黑土区土壤侵蚀模数 < 200 t·km–2·a–1为微度侵蚀，200~2 500 t·km–2·a–1为轻度侵蚀，2 500~5 000 t·km–2·a–1为中度侵蚀，5 000~8 000 t·km–2·a–1为强烈侵蚀，8 000~15 000 t·km–2·a–1为极强烈侵蚀，> 15 000 t·km–2·a–1为剧烈侵蚀。由于水田的田面坡度较为平整，一般认为无侵蚀发生，本文评价侵蚀退化仅考虑旱地。
1.8 侵蚀退化分类方法对东北黑土区划分侵蚀退化类型时，划分依据为主要侵蚀营力、土壤侵蚀强度及退化程度，其中侵蚀强度为中度及以上者归纳为重度侵蚀。黑土地侵蚀退化被划分为水蚀轻度-退化不明显、水蚀轻度-退化轻微、水蚀轻度-退化严重；水蚀重度-退化不明显、水蚀重度-退化轻微、水蚀重度-退化严重；风蚀轻度-退化不明显、风蚀轻度-退化轻微、风蚀轻度-退化严重；风蚀重度-退化不明显、风蚀重度-退化轻微、风蚀重度-退化严重；融蚀轻度-退化不明显、融蚀轻度-退化轻微、融蚀轻度-退化严重15种类型。
2 结果 2.1 土壤退化空间分布特征基于东北黑土区1980-2010年土壤质量变化情况对耕地土壤退化程度进行评估。针对本文构建土壤质量综合指数所包含的7个评价指标，利用两期土壤调查数据获得土壤理化性质空间分布图。参考农业农村部印发的东北区耕地质量监测指标分级标准将各土壤性质由高到低分为5级，结果如图 2所示。同一指标在两个时期分布规律较为相似，不同土壤理化性质存在一定区域差异性，但均表现出明显的退化特征。
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图 2 东北黑土区1980年及2010年耕地土壤性质空间分布 Fig. 2 Spatial distribution of cropland soil properties in the black soil region of Northeast China between 1980 and 2010 |
为具体了解黑土地土壤理化性质变化，本文将2010年与1980年差值除以1980年本底值计算得到每种指标的变化幅度（表 2）。土壤理化性质在两期数据中基本保持不变（±5%）的田块面积占总耕地面积的6.4%~59.9%，其中有机质和全磷含量变化最大，其次为全氮、土体厚度与全钾含量，容重与pH在两期土壤调查中相对稳定。这与前人所报道的典型黑土地区1980-2000年之间pH变化小、磷含量变化大的结果吻合[23]。东北黑土区有机质含量主要呈现减少趋势，近60%田块的有机质减少幅度超过25%，1/4以上田块的有机质减少幅度为5%~25%，这与Wang等[24]报道近64%东北黑土区农田土壤有机碳含量呈负向变化的结果相似。土体厚度呈现降低的变化趋势，变化幅度大多在（–25%）~（–5）%之间，这与侵蚀导致土壤被剥离有关[3]。容重变化则以增加为主，且增加幅度集中在5%~25%，其原因可能是机械耕作造成压实，加之水蚀退化直接导致容重增大、风蚀退化通过抬升犁底层间接影响容重[11，25]。黑土酸缓冲容量较高[26]，因此pH较为稳定。全氮、全磷、全钾或减少或增加且幅度较大，部分地区由于侵蚀严重养分含量会迅速下降，另一部分地区受人为影响长期施用化肥显著提升了土壤养分含量[25]。
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表 2 1980-2010年东北黑土区耕地土壤性质变化幅度 Table 2 The amount of change in the cropland soil properties in the black soil region of Northeast China from 1980 to 2010/% |
基于表 1所列土壤质量综合指数参数，依据7项土壤理化性质指标对研究区1980年到2010年的土壤退化程度进行评估。黑土地耕地质量空间分布结果如图 3所示，耕地质量呈现从中间向两边、由南向北退化程度愈发严重的趋势，其中三江平原和松嫩平原北部的土壤质量最高，辽河平原及周围山地丘陵区土壤质量较低，这与李超等[27]对东北地区耕地土壤质量的分析结果相近。土壤退化指数的分布规律则略有不同，各省份退化程度由高到低分别为：内蒙古东四盟 > 黑龙江省 > 吉林省 > 辽宁省，这与前人提出典型黑土区由南向北、由西向东退化严重的演变趋势一致[28]。值得注意的是，东北黑土区大部分耕地土壤质量退化较为明显，辽河平原质量不降反升。本文及前人研究结果均显示辽宁省有机质含量降低且土壤发生酸化[29]，但pH降低后正好处于合适水平，加之肥料持续投入带来全磷、全钾含量提升，土壤质量出现整体向好的趋势。相关分析显示，土壤退化指数与1980年土壤质量综合指数的相关系数为–0.71，表明东北黑土区土壤质量越高，越容易发生土壤退化。
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图 3 东北黑土区耕地土壤质量指数及土壤退化指数空间分布 Fig. 3 Spatial distribution of soil quality index and soil degradation index in cropland of the black soil region of Northeast China |
将侵蚀强度为轻度及以上程度判定为发生土壤侵蚀，微度侵蚀则认为无明显侵蚀，叠加掩膜后发现，东北黑土区约1/3耕地土壤发生土壤侵蚀。尽管三江平原到兴凯湖地区耕地垦殖率较高，但由于该地区地形平坦、大部分为水田，并无明显侵蚀发生，土壤侵蚀主要集中在坡度较缓的漫川漫岗区和坡度较陡的低山丘陵区。黑土地土壤侵蚀类型以水蚀为主，分布在松嫩平原，大、小兴安岭及长白山脉向平原过渡区，风蚀主要发生在松辽平原西部、科尔沁沙地与呼伦贝尔高原，发生冻融侵蚀的耕地较少，集中分布于大兴安岭西部山地（图 4）。东北黑土区存在多种复合侵蚀类型，多营力发生时间更替和空间叠加共同驱动坡耕地的侵蚀过程[30]，尽管已形成部分研究成果[31]，但目前缺乏成熟的复合侵蚀空间分布研究，因此本文仍以主导营力（水力、风力、冻融）划分侵蚀类型。
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图 4 东北黑土区耕地侵蚀强度空间分布 Fig. 4 Spatial distribution of soil erosion intensity in cropland of the black soil region of Northeast China |
从不同侵蚀强度耕地面积统计结果来看，黑龙江省和内蒙古东四盟耕地侵蚀面积远大于吉林省和辽宁省（表 3）。其中，黑龙江省水力侵蚀问题突出，占耕地侵蚀面积的近九成，侵蚀强度以轻度水蚀为主（59%），兼有部分中度水蚀（28%）和中度风蚀（7%）；吉林省水力侵蚀和风力侵蚀各占约1/2，风力侵蚀比例为四省之最，侵蚀强度以水蚀轻度（31%）、水蚀中度（16%）和风蚀轻度（28%）、风蚀中度（13%）为主；辽宁省以水力侵蚀为主，其中轻度水蚀占66%，中度水蚀占16%，并存在少量轻度风蚀耕地（12%）；内蒙古东四盟水蚀、风蚀及冻融侵蚀均有分布，侵蚀强度以轻度（56%）和中度（38%）为主，黑土区几乎全部冻融侵蚀面积存在于内蒙古地区。由于强烈及以上侵蚀强度面积较少，因此本文仅区分了轻度及重度（中度及以上侵蚀强度）两种等级进一步划分侵蚀退化分区。
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表 3 东北黑土区各省份耕地侵蚀强度面积统计 Table 3 Area statistics of soil erosion intensity in cropland of black soil region of Northeast China at provincial level/(104 km2) |
东北黑土区侵蚀退化类型通过叠加土壤侵蚀强度（水蚀轻度、水蚀重度、风蚀轻度、风蚀重度、融蚀轻度）和土壤退化程度（不明显、轻微、严重）所确定，共划分为15种类型。由不同类型空间分布图看出（图 5），东北黑土区侵蚀退化以水蚀轻度-退化严重类型为主，占侵蚀耕地面积的23.7%，分布在大兴安岭东部、小兴安岭北部、松嫩平原南部及长白山北部；其次为水蚀轻度-退化轻微、水蚀重度-退化严重和风蚀重度-退化轻微类型，面积占比分别为16.4%、14.1%和10.1%，分布在大兴安岭东南侧、松嫩平原北部与小兴安岭交汇处至长白山沿线，大兴安岭东北侧、小兴安岭与松嫩平原及长白山交界处，松辽平原中部及科尔沁沙地；部分田块属于风蚀轻度-退化轻微（8.3%）、水蚀轻度-退化不明显（7.4%）和水蚀重度-退化轻微类型（6.8%），同时有少量田块为风蚀重度-退化严重（3.2%）、水蚀重度-退化不明显（3.1%）、风蚀轻度-退化严重（2.3%）、风蚀轻度-退化不明显（1.9%）和风蚀重度-退化不明显（1.3%）类型，3种冻融侵蚀退化类型的面积占比仅为1.4%，分布于大兴安岭西部山麓。综合东北黑土区15种耕地侵蚀退化类型的空间分布，如图 6所示。
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图 5 东北黑土区15种耕地侵蚀退化类型空间分布 Fig. 5 Fifteen soil erosion-degradation types distributions of cropland in the black soil region of Northeast China |
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图 6 东北黑土区耕地侵蚀退化类型空间分布 Fig. 6 Spatial distribution of soil erosion-degradation types in cropland of the black soil region of Northeast China |
东北黑土地侵蚀类型多样且造成的退化程度不一，在相同侵蚀类型下不同侵蚀强度具有相似的退化程度（图 7）。当存在水蚀轻度和水蚀重度时，耕地退化面积均随退化程度变强而增多。相较于无明显侵蚀耕地，退化不明显和退化轻微耕地的面积占比降低，退化严重的面积占比升高，表明水蚀加剧了耕地退化程度。发生风蚀轻度和风蚀重度时，退化轻微的耕地面积突出，退化不明显和退化严重的耕地面积占比均降低，表明风蚀使得耕地退化向轻微程度集中。发生融蚀轻度退化的耕地面积与无明显侵蚀耕地的规律相似，退化轻微和退化严重的耕地面积较多，退化不明显耕地最少。总体而言，侵蚀类型而非侵蚀强度是影响黑土地退化程度分异的主要因素，其中水蚀导致耕地退化最为严重。
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图 7 东北黑土区不同侵蚀退化类型下的耕地面积占比 Fig. 7 Area proportion of croplands in different soil erosion-degradation types of the black soil region of Northeast China |
侵蚀并非造成耕地质量退化的唯一原因。即使无明显侵蚀发生，黑土区仍存在近1/2耕地退化轻微，1/3耕地退化严重（图 7）。这部分耕地退化可能与土地利用方式改变及耕作活动等因素有关。土地利用方式改变是导致土壤退化的重要原因，比如三江平原大部分耕地土壤质量下降严重，但并不是由侵蚀所造成的，而是与1950年以后大规模沼泽湿地被开垦为耕地有关[32]。耕作活动通过降低土壤团聚体稳定性导致土壤退化，侵蚀则通过减少有机质含量和增加土壤可蚀性引发退化过程[33]。
由2.1结果可知，东北黑土区土壤质量越高，土壤退化程度越严重。进一步分析各个侵蚀退化类型下原本耕地质量平均值。从表 4来看，1980年冻融侵蚀类型的土壤质量最高，其次为发生水蚀的地区，风蚀地区的土壤质量最低。一般而言，侵蚀重度地区较侵蚀轻度地区的土壤质量更高；退化程度严重地区的土壤质量大于退化轻微地区，大于退化不明显地区。由此可见，耕地质量越高，侵蚀退化越严重，可能与这些地区耕地利用强度更大有关。
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表 4 东北黑土区耕地侵蚀退化类型1980年的土壤质量指数统计 Table 4 Soil quality index in 1980 of different soil erosion-degradation types in the black soil region of Northeast China |
造成东北地区土壤发生侵蚀退化的因素有很多。从自然因素来看，坡度是影响侵蚀退化的先决条件[21，34]，侵蚀尤其是沟蚀作用会进一步加大地面坡度和高差。其次，东北气候呈现暖干化趋势，前人提出气候变化会加速黑土侵蚀退化[35]，但有学者通过量化分析发现，气候变化对于农田侵蚀加剧的影响较小，人为活动是引发坡耕地侵蚀加剧的主要因素[36]。耕作措施、种植制度等人为因素显著影响侵蚀强度并与土壤质量退化密切相关[31]。开垦年限是影响侵蚀退化的一个重要因素[37]，与土壤结构退化密切相关[38]。此外，黑土地一部分耕地质量不降反升，可能与2000年以后辽宁省等地大量的施肥投入有关[39]。
东北黑土区发展了一系列侵蚀退化阻控技术，包括保护性耕作、优化种植方式、增加覆盖作物、粮草轮作和侵蚀沟复垦等在内的措施，陆续实施于2003年以后。本文研究时间尺度为1980年到2010年左右，未能充分反映近年来黑土地保护利用的成效。有学者研究发现，2008-2018年间东北平原典型黑土区中西部和西北部地带的耕地质量上升明显，南部和东北部耕地质量有所下降，其空间差异与区域内土地利用强度及黑土地保护治理措施有关[40]。侵蚀退化是随时间变化的动态过程[41]，目前黑土地保护修复技术应用效果初显[42]，不同侵蚀退化类型的长期变化趋势有待深入研究。
3.3 侵蚀退化评价指标与方法展望由于缺少采样范围全面、长历时可对比的土壤生物数据，本文未能将土壤酶及微生物等相关指标纳入土壤退化评价体系。采用文献研究和以空代时的方法，作者收集了中英文文献及学位论文中有关黑土性质变异的部分数据，通过加入对土壤生物性质的考虑，重新构建了包含生物指标在内的土壤质量综合指数，分别增加包括土壤酶活性[43-44]、土壤微生物数量等指标[45-46]。假设各指标权重一致，从包含和未包含生物指标两方面开展土壤质量评价。结果如图 8所示，两种土壤质量综合指数之间存在高度相关性，决定系数R2分别为0.96、0.68、0.83和0.70。由此可见，基于土壤理化指标所构建的区域尺度黑土质量评价结果具有一定的可信性，但仍需要关注与土壤养分循环密切相关的土壤酶及微生物指标。
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图 8 基于文献收集的两种土壤质量综合指数相关性 Fig. 8 Relationships between two soil quality indexes based on literature |
随着今后新的野外调查与监测工作展开，尤其是包括生物调查在内的第三次土壤普查数据的获取，可以为更长时期及更全面的黑土地侵蚀退化评价与预测提供可能。与此同时，基于遥感技术在耕地质量相关指标定量反演方面的积累，为快速、准确获得黑土区大范围耕地质量信息提供了重要手段[47]。由于自然驱动力在短时间内相对稳定，后续研究还需进一步关注人为活动与自然因素的交互作用如何影响侵蚀退化的变化趋势，比如量化不同条件下耕作活动加速土壤侵蚀进而造成耕地质量退化的贡献等。
4 结论1980-2010年间，东北黑土区土体厚度和有机质含量出现降低的变化趋势，容重变化以增加为主，pH较为稳定，全氮、全磷、全钾或减少或增加且幅度较大。耕地质量呈现从中间向两边、由南向北退化程度愈发严重的趋势。土壤质量退化程度从高到低分别为内蒙古东四盟、黑龙江省、吉林省和辽宁省。黑土退化程度与土壤本身的质量高低有关（r = –0.71）。黑土地土壤侵蚀类型以水蚀为主，发生轻度水蚀的耕地面积最大（48%），其次为中度水蚀（22%），而轻度风蚀及中度风蚀面积接近（11%~12%），发生冻融侵蚀的耕地较少（1.4%）。其中，黑龙江省和辽宁省水蚀问题突出，内蒙古东四盟和吉林省水蚀和风蚀均占有一定比例，黑土区几乎全部冻融侵蚀耕地存在于内蒙古地区。黑土地侵蚀退化类型以水蚀轻度-退化严重为主（24%），其次为水蚀轻度-退化轻微（16%）、水蚀重度-退化严重（14%）和风蚀重度-退化轻微类型（10%）。侵蚀营力是影响黑土地退化程度分异的主要因素，其中水蚀导致的耕地退化最为严重。包括坡度和气候在内的自然因素及耕作活动、保护利用技术等人为因素与侵蚀退化分异密切相关。在后续评价工作中，还需关注土壤酶及微生物等重要指标。
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