环江站研究揭示明清时期人类干扰加剧喀斯特洼地侵蚀产沙

　　

中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站王克林研究员团队在历史时期人类扰动对我国西南喀斯特地区土壤侵蚀的影响取得重要进展，相关研究成果近期以Human disturbance exacerbated erosion and deposition in the karst peak-cluster depressions during the Ming and Qing dynasties为题发表在Science China-Earth Sciences（中英文版）。

大规模生态修复背景下，我国西南喀斯特地区成为近20年来全球植被覆盖“变绿”的热点区，然而，受碳酸盐岩地质背景制约，部分喀斯特地区人为破坏后自然恢复的植被正向演替缓慢，白云岩地区植被自然恢复以草丛为主，而石灰岩地区常常形成相对稳定的低矮灌丛，森林景观恢复困难，影响喀斯特地区“变绿”的可持续性。亟需了解历史时期的人类扰动事件对当前西南喀斯特地区难成林区石漠化的影响，以指导未来喀斯特地区精准还林还草。据史料记载与文献分析，人为毁林是造成石漠化的重要原因之一，但历史文献记载较为零散、且可能有一定的主观性，难以连续且定量衡量一个地区石漠化演变历史。

针对这一问题，王克林团队利用人类干扰下喀斯特洼地沉积物的充填过程及沉积物赋存的历史环境信息，来剖析历史时期的流域地表过程及人类干扰成因基于洼地沉积物¹³⁷Cs、²¹⁰Pb和炭屑¹⁴C定年技术，量化了近五百年来洼地沉积物的沉积速率及产沙模数变化，结果表明明清时期产沙模数(2.51~13.11t ha^?1 a^?1)显著高于近百年(0.95~6.99t ha^-1 a^-1)，近百年来的前40年（1921-1963年）产沙模数高于近60年（1963-2021年）；并建立了历史时期（1500~2000 年）人口、耕地、粮食及森林面积等变化与同期毁林事件的经验联系，发现在明末清初(1628~1700年)瑶族迁徙、1573~1620年玉米引种后，广西全区的人口与耕地增加了3倍以上，而森林面积显著减少。研究表明，明清时期(1500~1800年)人类干扰是喀斯特森林破坏、洼地沉积加快的主要原因。

该研究结合沉积物记录和史料记载，阐明了喀斯特地区历史人类扰动对自然环境演变的影响，对认识石漠化演变历史、理解当前植被恢复、评估和预测未来喀斯特植被恢复趋势和造林潜力有重要意义。该研究得到了国家自然科学基金项目(U20A2048、41930652)和国家重点研发计划项目(2022YFF1300700)的资助。

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图1 喀斯特洼地人类扰动与侵蚀产沙沉积过程?

图2 历史时期以来广西喀斯特地区人类扰动事件及人口、粮食、耕地与森林面积变化