近日，我校地理与环境科学学院（喀斯特研究院）何江湖博士在土壤科学领域1区TOP期刊Catena（IF = 6.2）在线发表题为“Unraveling soil filling and transport in fissures on karst slopes using multiple tracers”的研究论文。该文章聚焦“喀斯特坡面土壤如何通过裂隙丢失，丢失的土壤在区域总侵蚀模数中的占比为多少”的科学问题，以10条喀斯特裂隙和5个断面为研究对象，通过无人机野外调查与室内建模技术，调查了对地下漏失量计算非常关键的典型喀斯特地区的裂隙分布密度。通过采集土样测量裂隙土壤的磁化率、有机碳和粒度，识别了裂隙中土壤的来源。运用¹³⁷Cs示踪和¹⁴C定年技术计算了土壤通过裂隙而漏失的速率。研究成果量化了地下漏失的强度，阐明了裂隙土壤的运移过程，为喀斯特地区的土壤地下漏失研究提供了新方法和新思路，同时也为喀斯特地区的土壤侵蚀合理预测与有效控制提供了理论支撑。

喀斯特断面和裂隙样品采集位置与照片

本研究通过分析喀斯特裂隙分布及形态特征、裂隙土壤剖面特征，识别了裂隙土壤来源与充填过程，并估算了土壤充填裂隙的强度。主要结果有：（1）确定了裂隙的分布密度。通过对5个喀斯特断面的无人机野外调查与室内建模分析，计算出每平方公里土地上裂隙面积占比为1.59%，研究区裂隙发育程度很高。5个断面中的64条裂隙，平均深度和宽度分别为1.9 m和0.23 m，裂隙呈细窄状垂直分布，充填在里面的土壤难以大量流失。（2）裂隙中的土壤主要来自裂隙外表层土壤的充填。在裂隙土壤剖面中，χ_lf和SOC的分布特征不同于未经干扰的剖面，整个裂隙剖面中χ_lf和SOC的值均较高，相当于喀斯特坡地表层土壤的χ_lf和SOC值。而且，裂隙内土壤粘粒的平均含量为45.20%，远高于裂隙外剖面中土壤的粘粒含量。（3）土壤充填裂隙的平均速率为16.13 t·km⁻²·yr⁻¹，在总的土壤侵蚀模数中的占比很小仅为5.8%。根据裂隙土壤中¹³⁷Cs的分布深度（百年尺度）和¹⁴C定年（千年尺度）确定的平均充填强度差异较小，分别为18.70 t·km⁻²·yr⁻¹和13.56 t·km⁻²·yr⁻¹。

裂隙和草地剖面中的磁化率分布特征

裂隙中土壤有机碳的AMS ¹⁴C定年结果

 裂隙剖面中¹³⁷Cs的垂直分布

该文第一作者为地理与环境科学学院（喀斯特研究院）新进教师何江湖博士。该研究得到了国家自然科学基金（41730748）、贵州省科技支撑计划项目（220 2023 QKHZC）、全国高等学校学科创新引智111计划（D17016）和贵州省基础研究计划（黔科合基础-ZK[2021]一般185）的联合资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108003