土壤侵蝕是尼泊爾中部丘陵區(qū)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要威脅之一。中科院成都山地所(中科院加德滿都科教中心山地可持續(xù)發(fā)展分中心)熊東紅研究員團隊,聯(lián)合尼泊爾特里布文大學地理系、國際山地綜合發(fā)展中心(ICIMOD)等長期合作伙伴,以尼泊爾柯西河流域中游的典型小流域——Pakarbas流域為研究區(qū),采用137Cs和210Pbex雙核素示蹤技術,評估了尼泊爾中部丘陵區(qū)典型農業(yè)小流域的土壤再分配速率。
尼泊爾地處喜馬拉雅山脈南坡,是一個多山的國家,其丘陵地區(qū)約占國土總面積的30%,養(yǎng)育著該國45%的人口。尼泊爾的經濟主要依靠農業(yè),其中46.73%的農業(yè)用地分布在中部丘陵區(qū)。近年來,日益增強的人類活動和全球變化給本就脆弱的尼泊爾丘陵生態(tài)系統(tǒng)增大了土壤侵蝕風險。中科院成都山地所熊東紅研究員團隊研究發(fā)現(xiàn),尼泊爾柯西河流域中游典型小流域137Cs面積活度及其計算的土壤侵蝕速率的空間變化與210Pbex測量的等效結果高度一致,但基于210Pbex獲得的土壤侵蝕速率高于基于137Cs獲得的侵蝕速率值,這一結果表明了在過去的20年中該流域的土壤侵蝕呈現(xiàn)加速的態(tài)勢,也側面證明137Cs和210Pbex雙核素示蹤技術具有評估近期(20-30年)土壤侵蝕變化的潛力。不同土地利用類型的土壤侵蝕速率測算結果表明,流域內坡耕地侵蝕速率最大,林地最小,值得注意的是,灌木林地侵蝕速率高于一般的通常值,達每年每公頃32.52 t,與坡耕地非常接近,且因其面積占比高,貢獻了該流域土壤凈流失的55.08%,成為流域土壤侵蝕的主要策源地之一。盡管過去20年研究區(qū)的年降雨量呈下降趨勢,但該區(qū)域土壤侵蝕仍在加劇,這與當?shù)爻掷m(xù)增加的干旱和人類擾動阻礙植被、作物生長密切相關。這些結果表明,尼泊爾中部山區(qū)坡耕地和灌木林地均極易遭受侵蝕,除農業(yè)生產中迫切需要采取保護性耕作(包括等高耕作、少耕/免耕、植物籬)措施外,還應特別考慮面積占比較大、土壤侵蝕嚴重的灌木林地的封禁、控牧或造林、補植等土地管理策略,以控制該區(qū)(特別是干旱河谷區(qū))坡耕地和灌木林地的嚴重水土流失。該研究對喜馬拉雅山區(qū)的水土保持建設和農業(yè)可持續(xù)性發(fā)展具有重要的指導意義。
該成果由中尼雙方多個研究團隊共同完成,并得到了中國科學院加德滿都科教中心山地可持續(xù)發(fā)展分中心專項和國家自然科學基金(NSFC)- ICIMOD聯(lián)合研究項目(41661144038)的共同資助,相關成果發(fā)表在Journal of Soils and Sediments上。
原文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s11368-020-02760-7
研究區(qū)域位置、土地利用和樣地模式
基于137Cs和210Pbex測得的林地(a)、灌木林地(b)和坡耕地(c)土壤侵蝕率的順坡變化以及三種土地利用的凈土壤流失(d)