HA.214 [水土流失]人为土壤侵蚀占据中国水蚀的一半,在农业密集区尤为严重

学术   2024-10-14 18:00   云南  


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第一作者:栗珂珂,华中农业大学,2021级博士生

主要研究方向:人类活动对水土流失的影响

联系方式:KekeLi@webmail.hzau.edu.cn


引文链接|CITATION


Li, K., Yang, J., Wang, J., et al. (2024). Human-altered soil loss dominates nearly half of water erosion in China but surges in agriculture-intensive areas. One Earthhttps://doi.org/10.1016/j.oneear.2024.09.001

关键词|KEYWORDS


土壤侵蚀;水土保持;多区域投入产出分析;土地利用变化;社会生态系统


摘要|ABSTRACT


研究团队首先融合土壤侵蚀预报模型和机器学习模型,量化评估了中国的人为土壤侵蚀(Human-altered soil erosion, HASE)在2017年约为14亿吨,占据中国土壤侵蚀总量的约48%。然而人为土壤侵蚀的贡献存在显著的空间异质性。黑河腾冲线以西的区域,人类活动程度较低,人为活动的贡献仅占总侵蚀的约10%。而黑河腾冲线以东的地区人类活动的贡献平均可达60%,并在农业活动密集的地区激增至90%以上。

图 1. A. 2017年人为土壤侵蚀(水蚀)的高分辨率数据成果; B.省份和坡度水平下人为土壤侵蚀速率和总量统计.

研究进一步将人为土壤侵蚀分解为土地利用变化引起的人为侵蚀和水土保持措施缓解的土壤侵蚀两部分。发现中国在2017年由土地利用活动引起的土壤侵蚀约为人为土壤侵蚀的两倍或自然侵蚀的1.84倍。表明人类活动对地球表面的改造大大加速了土壤侵蚀过程。其中在耕地上密集的农业活动在加速土壤侵蚀过程中占据主导作用,几乎相当于土地利用活动引起的侵蚀总量。

图 2. A. 不同省份下土地利用导致的人为土壤侵蚀总量统计; B. 31个省份不同土地利用类型导致的人为土壤侵蚀量; C. 不同土地利用类型导致的人为土壤侵蚀总量统计.

团队进一步通过利用多源遥感数据,生产了中国梯田空间分布数据集,揭示了我国大规模土壤侵蚀治理措施对人为侵蚀治理的积极作用。研究表明,大规模的水土保持治理措施缓解了约一半的耕地土壤侵蚀,其中梯田贡献了约70%。

图 3. 中国不同区域的梯田缓解高分辨率成果及其对区域人为土壤侵蚀的缓解.

此外,研究从社会生态耦合视角下对人为土壤侵蚀进行了归因,定义了人为土壤侵蚀足迹概念,且基于产业生态过程揭示了家庭消费、制造业活动等社会经济行为对人为加速侵蚀的驱动作用。

图 4. 人为土壤侵蚀足迹在中国各个省份、部门和最终需求类别之间的流动.

该研究首次在国家范围内描绘了自然和人为土壤侵蚀的高清图景,识别了人类对土壤侵蚀影响的热点区域,并从社会生态耦合视角下探讨了土地利用变化和产业活动等对人为土壤侵蚀的驱动机制,凸显了关键区域农业治理和社会-生态系统协同治理土壤侵蚀的重要性,为推动中国新时代因地制宜的水土保持工作和生态文明建设提供了重要参考。


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撰稿: 栗珂珂  | 编辑: 李慧慧 | 校稿: Hydro90编委团

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