在东北黑土区，有一个由约60万条侵蚀沟形成的巨大鸿沟。那是水土流失留下的伤痕，直接带来耕地破碎化以及粮食产量下降。东北黑土区旱作农田86%为坡耕地，其中60%的坡耕地存在侵蚀沟，损毁耕地达到500万亩以上。研究沟道侵蚀机理及复垦填埋技术，进行相关生态修复技术、生态产品的研发与集成示范已迫在眉睫。
2017年7月，由东北地理所承担的国家重点研发计划项目“东北黑土区侵蚀沟生态修复关键技术与集成示范”启动，张兴义担任首席科学家，来自10家单位的140余名科研人员协同攻关。水土流失是侵蚀沟形成的“罪魁祸首”。张兴义介绍，水土流失虽然在全国区域都有发生，但东北黑土区的情况更为严峻。东北农作的显著特征是垄作。垄作多顺坡或斜坡，且夏季雨水相对集中，只要坡度大于0.5度就存在水土流失。
东北黑土区侵蚀沟专项普查结果显示，东北黑土区侵蚀沟长度超过100米的有29.6万条，仅沟道本身就损毁土地4000平方公里。项目组长期定位监测数据表明，黑土层变薄速率为2~3毫米/年，黑土层厚度已由开垦前的50~60厘米变为现在的30厘米左右，约10%的坡耕地黑土层流失殆尽，变为“破皮黄”。同时，项目组田间试验结果显示，黑土层消失导致玉米、大豆分别减产60%和30%，坡耕地粮食生产能力严重下降。
中央一再强调，要把饭碗牢牢端在自己手里，而且要装自己的粮食。作为我国粮食主产区和重要商品粮基地的东北黑土区，保护黑土层、加快侵蚀沟修复工作刻不容缓。项目组第一次对东北近50年侵蚀沟治理经验进行了全面梳理，对实施效果进行了评价。
项目总结提出当前在东北黑土区实施的侵蚀沟治理模式总体可划分为工程措施为主、植物为辅，植物为主、工程为辅，植物和复垦四大类，并编制了治理技术应用指南，作为工程指导文件下发到东北黑、吉、辽和内蒙古东四盟市及工程项目县市（旗）。侵蚀沟的修复和治理看似简单，其实不然。最关键的问题是，填埋后如何保证不再重新生成？
以秸秆填埋为主体的侵蚀沟复垦技术为例，张兴义介绍，基于沟道整形和沟底铺设暗管后，秸秆压实打捆填埋，上层覆盖半米土，再沿沟线横向修筑拦水土埂，埂前铺设渗井至地面。2017年9月起，张兴义团队分别在黑龙江海伦市、宁安市、宾县，吉林长春市双阳区建立了秸秆填埋核心示范区，在黑龙江新华农场建立了煤矸石填埋核心示范区。两年的观测结果显示，初步达到了预期设计要求。
据统计，2017年至2018年项目共推广治理侵蚀沟3165条，可产生直接经济效益990.45万元。张兴义计算，东北黑土区长度小于100米的侵蚀沟有30万条左右，其中约有一半可采用复垦技术治理。以20万条侵蚀沟为、每条复垦面积10亩计算，可复垦再造耕地200万亩。按亩产600斤粮食计算，每年可增收粮食12亿斤。
在黑龙江拜泉县、海伦市及吉林长春市双阳区的侵蚀沟修复地区，养鹅示范基地、林草（药）间作示范区、大榛子示范基地等成了农民又一增收渠道，也唤起了当地人的极大热情。张兴义表示，项目首次尝试实现生态治理与经济收益的协调发展，构建了侵蚀沟种—养生态产品综合开发模式。然而，相对于东北黑土区近60万条侵蚀沟来说，这些还只是冰山一角。
而项目研发的技术和构建的模式不仅适用于东北黑土区全区域，对于我国其他区域也有借鉴意义。张兴义坚信，虽然项目在实施过程中还存在诸多挑战和困难，但这项研究对保障粮食安全和促进农民增收的作用非常明显，未来必将有更广阔的应用空间。