作者:王昊昊 张君 来源: 中国科学报 发布时间:2023-9-21
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中国科学院亚热带农业生态研究所
西南喀斯特关键带结构与水文过程研究获系列进展

 

本报讯(记者王昊昊 通讯员张君)依托环江喀斯特生态系统观测研究站建立的喀斯特关键带观测平台,中国科学院亚热带农业生态研究所研究员陈洪松课题组综合地球物理勘探、水文气象、机器学习等方法,量化了喀斯特小流域土壤-表层岩溶带厚度空间分布特征,明确了峰丛洼地小气候稳定性及其影响因素,初步揭示了关键带结构对水文过程的影响。相关研究成果分别发表于《应用生态学报》《土壤学报》和《国际土壤科学杂志》《环境管理杂志》。

由于技术手段的限制,如何刻画土壤-表层岩溶带厚度及其复杂性仍然是研究难点,这限制了对喀斯特关键带结构与水文过程相互作用机制的认识,制约了西南喀斯特地区植被恢复初见成效背景下的生态水文功能评估。

课题组基于地球物理勘探技术量化了小流域土壤和表层岩溶带厚度空间分布及其影响因素。结果显示,小流域平均土壤厚度远低于表层岩溶带厚度,两者在空间上高度正相关,随海拔升高而减少。坡地占小流域总面积的79%,仅贡献了47%的土壤体积,平均土壤和表层岩溶带厚度远小于洼地。地形、土壤性质和植被类型对表层岩溶带厚度的总解释率高达63%,其中土壤厚度、土壤容重、土壤碎石含量是影响其发育的主要因素。

同时,峰丛洼地尺度植被类型表现出明显的坡面分异,沿坡向上由乔-灌-草向灌-草过渡,导致太阳辐射对土壤-表层岩溶带温度的控制作用随着海拔降低而减弱。研究还发现,风化强度决定峰丛洼地整体水文特性及微环境特征。强风化山坡土壤层较厚,节理裂隙发育,整体渗透性强;弱风化山坡整体渗透性弱,但局部管道裂隙发育,具有优先流特征。环境温度每变化1℃,强风化和弱风化坡面土壤表层岩溶带温度变化幅度分别为±0.28℃和±0.32℃。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.117656

《中国科学报》 (2023-09-21 第3版 综合)
 
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