我国黄土高原的土壤侵蚀问题十分严重，对农业生产、自然环境和人类生存带来了严重的威胁。为了治理黄土高原的土壤侵蚀和实现黄土高原地区的可持续发展，我国从20世纪90年代开始在黄土高原实行大面积的“退耕还林”和“退耕还草”政策。这两种修复方式哪一种对于土壤侵蚀的治理是更有效的，需要通过数据去进行评估。由于土壤侵蚀速率能够提供有关长期影响的信息，因而在生态修复评价中更加准确和有效。
中国科学院地球环境研究所I-129实验室博士张伟超和研究员侯小琳，在甘肃省庆阳市西峰区南小河沟流域采集了自然植被修复的董庄沟土壤剖面和人工植树造林修复的杨家沟土壤剖面（见图1），分析两类样品中的239Pu和240Pu比活度，计算出240Pu/239Pu原子比和239,240Pu沉积通量等重要信息，结合非耕地土壤侵蚀模型，估算土壤侵蚀深度和年均侵蚀速率，评估了研究区域内的土壤侵蚀强度，并初步评价不同修复类型对于土壤侵蚀的抑制效果。
研究结果发现：根据我国水利部2007年颁布的《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190-2007）中水力侵蚀的划分等级，研究区域的土壤侵蚀速率（538-941 t/km2/yr<1000 t/km2/yr），属于微度侵蚀；同时，结果还发现两种生态修复方式均能够有效地抑制土壤侵蚀，其中在短期内人工植树修复优于自然植被修复，但从长远来看自然植被修复是更适合黄土高原土壤侵蚀的修复。
此外，该研究首次使用钚同位素作为示踪剂评估我国黄土高原的土壤侵蚀状况和不同生态修复方式对于土壤侵蚀的抑制效果，为研究黄土高原土壤侵蚀和治理黄土高原提供一种有效的评估手段。
该项目得到科技部基础性工作专项、中科院国际合作局国际伙伴计划、国家自然科学基金、国家大气中污染成因与治理攻关项目等的资助。
图1 黄土高原南小河流域董庄沟和杨家沟采样点示意图及采样周边环境
图2 不同生态修复类型对于土壤侵蚀的影响