中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所陳洪松課題組依托中國科學(xué)院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站，以西南喀斯特區(qū)南北樣帶觀測平臺建立的6個站點(diǎn)30個喀斯特樣地為對象，利用電阻率層析成像儀（ERT）在樣地內(nèi)進(jìn)行巖土電阻率的測定，揭示了土壤厚度在樣地尺度和樣帶尺度上的空間變化規(guī)律。近日，相關(guān)成果發(fā)表于Geoderma。
土壤厚度的變化調(diào)控生態(tài)系統(tǒng)水分循環(huán)、養(yǎng)分循環(huán)和碳循環(huán)過程。目前，喀斯特地區(qū)土壤厚度的估算大多沿用非喀斯特地區(qū)的探測方法或模型模擬，而關(guān)于基巖分布對土壤探測及其空間分布的獨(dú)特影響尚未得到充分認(rèn)識，亟須更精確地調(diào)查喀斯特地區(qū)土壤空間分布，明確地下巖石分布對土壤厚度估算的影響。
研究發(fā)現(xiàn)，ERT方法能很好刻畫喀斯特地區(qū)巖土界面的分布，但測釬法存在基巖障礙效應(yīng)。在無基巖障礙效應(yīng)環(huán)境下，ERT方法推測的土壤厚度與測釬法估算的土壤厚度吻合；但在有基巖障礙效應(yīng)環(huán)境下，測釬法探測的土壤厚度則被嚴(yán)重低估，在整個6米深的探測剖面中，土壤厚度平均被低估約0.31米。研究建議采用傳統(tǒng)測釬方法估算土壤厚度時，需加密測釬測量點(diǎn)或參考該研究建立的測釬法與ERT方法的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系予以校正。
此外，在樣地尺度和樣帶尺度上，土壤厚度在垂向和橫向上的空間變異性均很高。平均土壤厚度變化范圍介于0.20米至1.97米之間，所有觀測站點(diǎn)的平均土壤厚度約為0.86米。等效土壤厚度的變化范圍為0.11米至1.62米，平均值約為0.51米。在6個觀測站點(diǎn)，從北至南土壤厚度、等效土壤厚度和土壤儲量呈遞減的變化趨勢。這種空間變化趨勢與基巖出露率、坡度、年均降水量和年均氣溫密切相關(guān)。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168929
附件下載：