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QSR:藏彝走廊人为土壤侵蚀时空变化及其对湖泊有机碳埋藏的影响

2026/01/14

近日,兰州大学资源环境学院、西部环境教育部重点实验室吴铎教授课题组在国际知名SCI期刊《Quaternary Science Reviews》在线发表了题为“Spatiotemporal variations in anthropogenic soil erosion in the Tibetan-Yi corridor, as recorded in lake sediments, and their influence on organic carbon burial”的研究论文。该研究基于湖泊沉积记录,从全新世尺度揭示了藏彝走廊地区人类活动对土壤侵蚀影响的海拔依赖效应,并探究了人为土壤侵蚀与湖泊有机碳埋藏的关系,深化了对人类活动在土壤侵蚀与碳循环中作用机制的认识。

土壤侵蚀是全球面临的重大环境问题,其主导因素在全新世期间逐渐由自然气候转向人类活动。这一转变为理解人类活动对土壤侵蚀的影响机制提供了关键时间窗口,并对揭示当前乃至未来人类活动在土壤侵蚀中的贡献具有重要意义。侵蚀还导致土壤中储存的大量有机碳发生迁移与再分配。湖泊作为流域物质的“汇”,其沉积物不仅完整记录了流域土壤侵蚀历史,同时也因沉积速率高、底层缺氧等条件,成为有机碳埋藏的重要场所。

藏彝走廊地区地形复杂多样,人类活动历史悠久、类型丰富,是研究人地关系长期演变的理想区域。本研究选取位于该走廊关键地带的两个高山湖泊—杀野马湖与小杀野马湖(图1),在建立岩芯可靠年代框架的基础上,通过多项地球化学指标(XRF元素、烧失量、磁化率、粒度、TOC、TN、C/N)重建了流域土壤侵蚀与湖泊有机碳埋藏历史。通过对比两个湖泊的记录,并结合历史背景,揭示了不同人类活动方式对土壤侵蚀的影响及其对碳埋藏的作用机制。研究还整合了区域已发表的湖泊沉积数据,计算沉积速率与有机碳埋藏速率,通过统计方法识别了各湖泊流域人为土壤侵蚀的起始时间,系统揭示了该区域土壤侵蚀与碳埋藏的时空演变格局,并评估了土地利用变化在其中的贡献。

       

图1 研究区地理位置和气候背景

结果显示,明代在四川冕宁地区推行的军屯与皇木采伐,率先在杀野马湖流域引发间歇性人为土壤侵蚀;清代随着大规模移民及玉米、马铃薯等作物的引入,两个流域因农业活动扩张出现了持续且强烈的土壤侵蚀;直至20世纪60年代实施造林与森林保护政策后,植被逐步恢复,土壤侵蚀得以缓解(图2)。区域对比表明,藏彝走廊及其毗邻区域的人为土壤侵蚀最早出现于平旷的滇池与洱海流域;自秦汉至元代,土壤侵蚀随着水稻种植向其他引水条件好的低海拔平坦地区扩展;至明清时期,移民屯垦与山地作物的推广,进一步将侵蚀范围推向高海拔山区。值得注意的是,藏彝走廊地区的湖泊有机碳埋藏速率与湖泊沉积速率密切相关,明清时期剧烈的土壤侵蚀显著加快了沉积过程,也同步提升了湖泊有机碳埋藏速率(图3)。

       

图2 近1000年杀野马湖和小杀野马湖岩芯记录的土壤侵蚀变化以及与区域环境记录对比

       

图3 湖泊记录的近2000年以来藏彝走廊地区土壤侵蚀的时空演化

该研究得到了国家自然科学基金项目(42171150,42130502)和西部生态安全学科突破先导项目(JYB2025XDXM910)的资助,论文第一作者为兰州大学资源环境学院在读博士研究生潘丽丽,通讯作者为吴铎教授。在读博士研究生许佩瑶、王涛、郭世龙以及硕士黄晶花为共同完成人。

文章信息:

Pan, L.L., Wu, D.*, Xu, P.Y., Wang, T., Guo, S.L., Huang, J.H. 2026. Spatiotemporal variations in anthropogenic soil erosion in the Tibetan-Yi corridor, as recorded in lake sediments, and their influence on organic carbon burial. Quaternary Science Reviews, 374: 109781. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2025.109781

扩展阅读:

Wu, D.*, Pan, L.L., Kong, W.F., Chen, F.H. 2024. Anthropocene on the eastern margin of the Tibetan Plateau: A Holocene perspective from multiple sedimentary records. Anthropocene, 48: 100451. https://doi.org/10.1016/j.ancene.2024.100451

Wu, D., Zhou, A.F., Liu, J.B., Chen, X.M., Wei, H.T., Sun, H.L., Yu, J.Q., Bloemendal, J., Chen, F.H.* 2015. Changing intensity of human activity over the last 2,000 years recorded by the magnetic characteristics of sediments from Xingyun Lake, Yunnan, China. Journal of Paleolimnology, 53: 47‒60. https://doi.org/10.1007/s10933-014-9806-2