随着开发力度不断加大,东北黑土区水土流失问题引起了广泛关注,其中侵蚀沟的发生发展及危害尤为引人注目。目前,国家针对黑土侵蚀沟问题投入了巨大的人力物力进行工程治理,但侵蚀沟的基础研究相对滞后。特别是黑土区西北部的生态脆弱区,迫切需求基础理论和生态修复技术的研究开发。在此背景下,本论文工作通过资料调研、实地调查监测、采样分析、模拟实验等方法,对黑土生态脆弱区侵蚀沟发生发展与生态修复技术等展开研究,得出以下结论:(1)黑土生态脆弱区地理空间范围为辽宁西北部阜新地区、吉林西北部白城地区、内蒙古赤峰和通辽北部及兴安盟地区。区域生态脆弱性发展趋势是趋于恶化,主要驱动因素包括降雨集中、产业类型单一,低山丘陵的地形地貌,土壤干旱贫瘠,植被覆盖率低等。(2)区域农田和荒山荒坡侵蚀沟发育,大中小型侵蚀沟广布,100 m以上侵蚀沟41019条,总长度33877.322 km,总面积92092.78 ha;该区域侵蚀沟专项治理时间短,规模小、措施单一,沟内土壤干旱贫瘠,植被定植困难,沟道工程主要以石笼谷坊为主,出现了谷坊淤塞和两侧掏蚀等突出问题。(3)将直线形谷坊改良为拱形,采用ANSYS LS-DYNA和MIDAS GTS软件模拟分析及类似工程监测计算,发现改良后的谷坊有利于泥沙淤积、植被恢复和保护岸坡的稳定性。(4)该区域土壤物理性状总体表现不利于蓄水保水,随侵蚀加强,土壤质地有粗粒化、砂化发展的趋势;侵蚀沟土壤全氮含量在0.039%-0.257%之间,磷素含量在0.071%-0.177%之间,钾素含量在0.4%-1.75%,土壤平均有机质水平在4%左右,与全国土壤平均水平比,氮、磷、钾均表现缺乏,有机质含量适中;保水效果较好的方式为保水剂+覆膜复合条件;增施40-160 mg/kg的氮肥,20-80 mg/kg磷肥,40-320 mg/kg钾肥时对植物生长具有较为明显的促进作用,在氮肥320mg/kg、磷肥160 mg/kg、钾肥320 mg/kg以上时促进作用减弱或产生抑制作用。