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2021年6月30日星期三

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【科学进展】藏彝走廊人为土壤侵蚀时空演变及其对湖泊有机碳埋藏影响研究取得重要进展

土壤侵蚀是严重的全球环境问题,其主导因素在全新世期间逐渐由自然气候转向人类活动。湖泊沉积完整记录了流域土壤侵蚀历史,也是土壤有机碳迁移-再沉积的关键场所。然而,在长时间尺度上不同人类活动方式对土壤侵蚀的影响及其在湖泊有机碳埋藏中的作用及其机制尚不明确。藏彝走廊地形复杂,人类活动历史悠久、类型丰富,是研究人地关系长期演变规律的理想区域。兰州大学吴铎教授团队选取该区域的两个高山湖泊-杀野马湖与小杀野马湖,通过多项地球化学指标重建了全新世以来流域土壤侵蚀与湖泊有机碳埋藏历史(图1)。

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图1 研究区地理位置和气候背景

研究发现,农业活动造成的土壤侵蚀比森林砍伐引起的水土流失更为严重且持久:明代军屯与皇木采伐首先引发了杀野马湖流域的间歇性侵蚀;清代大规模移民及玉米、马铃薯等的种植导致两个流域出现持续强烈的土壤侵蚀;直至20世纪60年代生态保护政策实施后,侵蚀才逐步缓解(图2)。

图2 近1000年以来杀野马湖和小杀野马湖岩芯记录的土壤侵蚀变化以及与区域环境记录对比

研究进一步通过区域数据整合与统计分析发现,人为土壤侵蚀最早出现于低海拔平旷地区(如滇池、洱海流域),随后随水稻种植向其他引水条件好的平坦地区扩展,至明清时期因适合山地生长的农作物的引进而广泛蔓延至高海拔山区。区域内湖泊有机碳埋藏速率与湖泊沉积速率呈显著正相关,明清时期剧烈的人为侵蚀在加速沉积物堆积的同时,同步提升了湖泊有机碳埋藏效率(图3)。

图3 湖泊记录的近2000年以来藏彝走廊地区土壤侵蚀的时空演化

该成果从长尺度深化了对人类活动—土壤侵蚀—碳循环耦合机制的科学认知,为山区人地系统演变评估及全球变化背景下碳汇管理提供了重要案例。

文章信息:Lili Pan, Duo Wu, Peiyao Xu, Tao Wang, Shilong Guo, Jinghua Huang (2026). Spatiotemporal variations in anthropogenic soil erosion in the Tibetan-Yi corridor, as recorded in lake sediments, and their influence on organic carbon burial. Quaternary Science Reviews, 374: 109781. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2025.109781