华中农业大学 | One Earth | 人为改变的土壤流失占中国水土流失的近一半,但在农业密集地区却激增

文摘   2024-12-30 06:59   湖北  
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(一)文章信息
  • 标题:Human-altered soil loss dominates nearly half of water erosion in China but surges in agriculture-intensive areas

  • 期刊:《One Earth》(中科院1区TOP, IF=15.1)

  • 作者:Keke Li, et al.

  • doi:10.1016/j.oneear.2024.09.001

(二)研究背景
土壤侵蚀是全球土地退化的主要过程之一,对农业可持续性和碳循环构成了严重威胁。尽管地质证据表明,人类活动显著加速了土壤侵蚀,但人类活动对土壤侵蚀的影响程度以及如何将这种影响归因于不同土地利用变化和经济活动,在国家尺度上仍不明确。本研究旨在通过开发一个综合建模框架,评估中国由人类活动引起的土壤侵蚀(HASE)及其驱动因素,以期为区域或全球尺度上的人类干预土壤侵蚀的规模评估提供起点,并强调从社会生态视角控制加速土壤侵蚀的重要性。

(三)研究数据与方法
本研究采用了修订的通用土壤流失方程(RUSLE)模型来估算中国2017年总土壤流失量(包括自然和人为因素引起的土壤流失),并运用随机森林(RF)模型排除无人类干扰的自然土壤侵蚀率。此外,研究还采用了多区域投入产出(MRIO)模型来揭示人类消费活动对HASE的贡献。研究中还特别使用了高分辨率的梯田地图来评估人类活动对HASE的缓解效应。研究数据包括气候、土壤质地、地形、土地利用/覆盖和土壤保护措施等五大类输入数据,其中气候和土壤侵蚀力因子来自公开数据库和文献,地形因子根据广泛使用的方法计算得出,而土地利用/覆盖因子和土壤保护措施因子则通过不同情景下的计算得出。

(四)研究结果

研究发现,中国2017年的HASE量为14亿吨,占总水蚀量的48%,显示出全国范围内巨大的空间异质性。在人口密集的东南部地区,HASE占总水蚀量的比例超过60%。此外,HASE在坡度为6°至15°的地区发生量最大,占全国HASE总量的46%。东北地区贡献了中国总HASE量的最大份额(29%),其次是西南地区(21%)。研究还发现,农业用地是HASE的主要贡献者,而森林生态工程等土地管理措施则显著缓解了土壤侵蚀。通过梯田等土壤保护措施,有效缓解了土壤侵蚀,其中梯田在中国缓解的土壤侵蚀量占总HASE的70%。此外,研究还发现,家庭消费是HASE的一个主要隐性驱动因素,尤其是对农业、林业、畜牧业和渔业部门的需求。

(五)研究结论

本研究揭示了人类活动对土壤侵蚀的显著影响,并强调了从社会生态研究结果表明,农业系统是HASE的主要驱动因素,而土壤保护措施如梯田的建设在缓解土壤侵蚀方面发挥了重要作用。此外,家庭消费等经济活动对土壤侵蚀的影响也不容忽视。因此,制定土壤侵蚀控制措施时,应综合考虑土地利用、经济活动以及社会生态因素,采取系统性的治理策略。研究还指出,区域间贸易在加剧土壤侵蚀方面发挥了重要作用,因此,除了本地行动外,还应倡导区域间的合作和责任共担。此外,研究框架为识别易受人类活动影响的区域和隐藏的社会经济驱动因素提供了工具,对其他国家在制定系统土壤管理政策和实现可持续发展目标方面具有较强的适用性。

文章来源 :

Li, K., Yang, J., Wang, J., Wang, Z., Zeng, Y., Borrelli, P., ... & Shi, Z. (2024). Human-altered soil loss dominates nearly half of water erosion in China but surges in agriculture-intensive areas. One Earth, 7(11), 2008-2018.

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