南京土壤所绘制全国首张国家尺度复合土壤侵蚀空间分布图
南京土壤所绘制全国首张国家尺度复合土壤侵蚀空间分布图
土壤侵蚀是土壤颗粒被剥离并在各类侵蚀营力（以水和风为主）搬运迁移的过程。受气候变化、土地过度开发、不合理土地利用等因素驱动，全球土壤侵蚀问题日趋严峻，正持续威胁全球水土资源、土地生产力与生态系统稳定。
我国地貌气候复杂，水力、风力、冻融、耕作等多营力叠加形成的复合侵蚀广泛存在。但一直以来，全国土壤侵蚀制图多聚焦水蚀、风蚀等单一类型，缺少多营力复合作用下土壤位移的连续定量空间刻画。中国科学院南京土壤研究所（以下简称南京土壤所）水土保持团队依托放射性核素 137 Cs示踪技术与机器学习方法，绘制全国首张国家尺度复合土壤侵蚀空间分布图，填补了相关研究空白，可为进一步开展复合侵蚀过程机理研究提供基础，同时为全国分区差异化水土保持治理提供新的科学支撑。论文于近日刊发于《环境影响评价评论》（ Environmental Impact Assessment Review ）
长期以来，国内外区域尺度侵蚀制图大多聚焦单一侵蚀类型，如水蚀、风蚀、冻融侵蚀、耕作侵蚀。但单一侵蚀类型难以全面反映复杂条件下土壤侵蚀总体情况，严重制约了水土资源综合管控与分区精准保护。
为解决这一问题，南京土壤所副研究员朱绪超带领团队利用放射性核素 137 Cs开展研究。“放射性核素 137 Cs主要来自大气核试验沉降，随降水落地后可被土壤颗粒与有机质较强地吸附。其半衰期约30年，可长期留存于土壤圈，自20世纪70年代以来，已成为土壤侵蚀研究的可靠示踪工具。”朱绪超告诉《中国科学报》。发生侵蚀时，富含 137 Cs的表层土壤被剥离搬运，在沉积区富集。通过对比不同土地利用下土壤剖面 137 Cs活度总量与区域背景值，结合沉降时序构建理论模型，即可定量反演一段时间内土壤总流失量。
“ 137 Cs示踪技术测算得到的是土壤的净位移通量，虽不能区分某一侵蚀类型的贡献，但能够反映多种侵蚀叠加的复合结果。”朱绪超补充道。在这次研究中，团队系统梳理已发表文献中的 137 Cs侵蚀反演数据，经严格筛选、剔除异常值、坡面与小流域数据合并处理，构建包含全国513个独立样点的数据集；利用随机森林机器学习模型，融合21项环境协变量，首次在国家尺度绘制基于 137 Cs的复合土壤侵蚀空间分布图。研究同时借助SHAP模型解释方法，初步揭示了侵蚀主控因子及其交互作用。
研究人员通过测算发现，在大多数区域复合土壤侵蚀速率与年土壤总侵蚀量均高于以往单一侵蚀类型估算结果。研究结果显示土壤性质、气候、植被是控制复合侵蚀空间格局的三大主导因子。
该成果填补了全国复合侵蚀空间定量制图的空白，为区域差异化配置水土保持措施、土地资源保护规划提供新的科学依据。研究生顾玲玲为论文第一作者。研究得到国家重点研发计划、中国科学院先导专项、土壤所全重室开放基金和中国科学院青促会项目资助。
相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.eiar.2026.108750