中國科學院亞熱帶農業生態研究所環江喀斯特生態系統觀測研究站徐憲立研究員團隊在我國西南喀斯特洼地農業生態系統應對洪水風險方面取得重要進展，相關研究成果近期以Responses of crops to flood and implications for agriculture planning in subtropical humid karst peak-cluster depression為題發表在國際水文領域知名期刊Journal of Hydrology上。
由于西南喀斯特區獨特的水文地質條件，當發生大規模暴雨時，喀斯特洼地內澇風險顯著加劇。中國西南地區是世界上最大的連片喀斯特地區之一，根據廣西民政廳統計，2015-2018年，該區共發生 37 次洪澇災害，造成直接經濟損失約15.1億元，其中34.3%為農業相關損失。然而，全球變暖的影響日益加劇，可能會增加該區極端降雨事件的發生風險，進一步影響農業生態系統。與此同時，意大利北部、西班牙南部和克羅地亞等其他國家的濕潤喀斯特區也面臨相似問題。因此，了解喀斯特區農業系統如何應對極端降雨事件至關重要。
關于植物對洪水的響應，世界各地已開展了大量研究，尤其是在易受洪水影響的地區，如河岸地帶、河流邊緣濕地環境和洪泛平原。然而，在易受極端降雨影響的喀斯特洼地，植物對洪水的響應仍不明確，鮮有研究。因此，喀斯特地區居民為適應未來洪水而調整農業布局缺乏科學依據。為此，徐憲立研究員團隊調查了2016年古周洼地的一次極端降雨事件，分析洪水對峰叢洼地農業生態系統（玉米和牧草）的影響。結果表明，此次極端降雨事件為 10 年一遇，導致洼地78.6%的玉米種植面積絕收和20.4%的牧草種植面積死亡。由于牧草的細根生物量較高且葉片光合能力穩定，其在淹沒時表現優于玉米。牧草對洪水的淹沒臨界耐受時間為10.2天；玉米植株突出水面1.5米時可以存活。針對這一極端降雨事件，相對于洼地標高的最低點（設定為 0.00 米），牧草和玉米的安全種植高度分別為 3.09 米和 6.21 米。 這項研究表明，有必要根據植物抵御洪水的能力合理安排喀斯特洼地農業生態系統布局，以應對未來的氣候變化。
本研究旨在提出一個框架，通過探索植物成活率與洪水（澇）過程之間的關系，確定植物的安全種植高度。但需注意的是，不同地區/景觀的洪澇過程可能不一致，不同植物的耐澇能力也不相同，因此要推廣到其他地區或景觀，需要根據當地的水文環境和植物種類進行一些實驗校準和驗證。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會等項目資助。
圖 1 古周洼地植物淹沒調查 a.牧草；b.玉米。上圖顯示了每個采樣梯度上的牧草和玉米的生長地點、植株和莖稈的相對高度(洼地最低點設定為0.00m)。藍線（最高水位）以下的植物被淹沒。
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圖 2 牧草（a）和玉米（b）的安全生存空間。綠色293770空間和灰色空間分別代表植物的存活空間和死亡空間。Hpk ,Hca ,Hc 和 Hs 分別為水位、冠層、莖稈和場地的相對高程。Hsp為生存空間高度，Hp 為植株平均高度。SPE 為相對于洼地海拔最低點(設為 0.00 m)的植株安全種植高度。SPE = Hpk - Hsp。?
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