近日，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所王克林研究員團(tuán)隊聯(lián)合成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所等單位，在廣西環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站開展的“利用地面伽馬輻射劑量率估算喀斯特白云巖坡地土壤厚度”研究取得進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在土壤與地貌學(xué)國際期刊Catena。
喀斯特地區(qū)土壤淺薄且空間分布高度不均，是限制植被恢復(fù)與生態(tài)工程選址的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的探針法與電阻率法受巖性干擾較大，難以準(zhǔn)確估算“生態(tài)有效土層厚度”。該研究基于喀斯特區(qū)“巖體放射性低、土壤放射性高”的特征，首次建立了“土壤厚度-伽馬輻射劑量率”冪函數(shù)關(guān)系模型（R2=0.99）（圖1），提出一種簡便、非破壞性的新方法用于快速估算淺層土壤厚度。
研究通過在白云巖裸露坡面上構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)土壤填充試驗箱，分層測量不同厚度下的γ劑量率，驗證了伽馬值對0–35 cm范圍內(nèi)土壤厚度的高敏感性。在實際坡面測試中，草地樣地平均估算厚度僅0.47 cm，灌叢樣地為11.22 cm，結(jié)果與前期大型剖面調(diào)查高度吻合，且較鋼釬法更接近“生態(tài)有效厚度”（圖2）。研究指出，該方法特別適用于評估石漠化區(qū)植被恢復(fù)潛力和劃定適宜造林區(qū)域。該成果為喀斯特地區(qū)土壤資源普查、生態(tài)恢復(fù)模式優(yōu)化和石漠化治理分區(qū)提供了技術(shù)支撐，未來可與遙感影像、地電成像等手段融合，開展更大尺度的土壤空間分布制圖。
圖1. 伽馬輻射劑量率與土壤厚度的關(guān)系
圖2. 伽馬射線土壤厚度估算法與鋼釬法的對比
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