东北黑土区在长期高强度开垦连作下,侵蚀沟分割耕地地表现象严重,耕地质量下降、养分流失等问题凸显。在充分了解黑龙江省宾县耕地利用结构时空变化特征和耕地利用侵蚀程度特征的基础上,综合自然条件、侵蚀程度、耕作方式差异,挑选糖坊镇和三宝乡作为典型乡镇探究耕地垄向干扰下土壤侵蚀特征。首先,基于GIS和RS技术,采用全局空间自相关等方法,综合垄向、侵蚀沟、地形数据探究区域尺度下垄向分布及不同垄向耕地沟蚀与地形因子耦合规律。其次,综合统计学的模型方法,对两乡镇沟蚀对土壤中有机质、全氮、全磷和速效钾含量的影响及不同垄向耕作下沟蚀对各养分的影响及差异展开研究。结果表明:(1)1986~2000年,研究区宾县耕地增减均多分布在2~4°平缓地带,2000~2015年新增耕地在高坡度分布增加。1986~2000年耕地增减均多分布在低起伏地带,2000~2015年新增耕地及退耕耕地在高起伏分布均有增加。(2)1986~2015年,宾县17个乡镇中有11个乡镇耕地破碎指数增加,耕地整体呈破碎化态势。稳定耕地上沟蚀分布广泛、沟蚀密度相对动态耕地密度低。侵蚀沟的存在期长,是地形、降雨、耕作方式长期作用的结果,耕作垄向是长期潜在的人为侵蚀因子。(3)两个典型乡镇的沟蚀空间集聚程度不同,主导性垄向耕地内的侵蚀程度最高。垄向在耕地上的分布有很强的空间自相关性,不同的垄向空间分布是对地形条件的反馈体现,合理的垄向空间分布会起到降低沟蚀密度的作用。(4)除糖坊镇斜垄外,不同垄向耕地沟蚀密度随海拔的升高呈现先增大后减小的趋势。糖坊镇不同海拔级优势垄向规律性不强,三宝乡整体上任意海拔级斜垄耕作最优。坡度与坡长交互作用显著。两乡镇表现为“小坡度”+“小坡长”或“小坡度”+“大坡长”条件橫垄耕作最优,“大坡度”+“小坡长”或“大坡度”+“大坡长”条件斜垄耕作最优。糖坊镇和三宝乡在0~25 m地形起伏下分别是斜垄耕作和顺垄耕作最优。从耕地侵蚀数量角度,黑土区漫川漫岗地带斜垄耕作更具水土保持作用。(5)沟蚀对土壤养分含量影响较大,有机质和全氮含量较无侵蚀区分别减少33.43%和46.67%,速效钾与全磷含量变化不明显,在沟蚀区进行秸秆覆盖能够减少土壤养分流失。沟蚀在造成养分含量下降的同时,也影响了土壤的理化结构,降低了土壤中有机质和全氮含量之间的相关性。(6)两个典型乡镇横垄沟蚀、顺垄沟蚀及无沟蚀对照组土壤有机质和全氮含量大小均表现为无沟蚀区>顺垄沟蚀>橫垄沟蚀。从耕地侵蚀养分角度,无侵蚀区土壤养分含量最高,沟蚀区顺垄耕作较横垄耕作更具保肥意义。