土壤侵蝕在世界范圍內(nèi)對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性和土地生產(chǎn)力具有重大威脅。沉降放射性核素和穩(wěn)定同位素可用于測量土壤侵蝕的量級和侵蝕源,侵蝕量級和侵蝕源可通過有效土壤保護措施予以控制。
目前,全球有19億公頃的土地面臨退化,占全球土壤資源的65%。土壤侵蝕占85%的致因。約15億人(即世界人口的四分之一)直接依賴于退化土地所產(chǎn)的糧食生存。每年,全世界農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)由于土壤侵蝕損失的肥沃土壤多達750億噸。與農(nóng)業(yè)和非農(nóng)業(yè)土壤侵蝕相關(guān)的經(jīng)濟成本估計為每年4000億美元。
原子能機構(gòu)與糧農(nóng)組織聯(lián)合,協(xié)助其成員國提高使用核和同位素技術(shù)的能力,改進土壤侵蝕管理實踐,以支持作物生產(chǎn)和保護自然資源。
表土流失威脅糧食安全
集約式農(nóng)業(yè)和森林砍伐使得大面積土地易于喪失肥沃表土,是導(dǎo)致土壤侵蝕而產(chǎn)生土地退化的主要原因,再加上相關(guān)營養(yǎng)和化學品流入水體,在全世界許多地區(qū)對可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護和糧食安全造成嚴重威脅。
采用適當?shù)谋Wo措施,如間作、形成截流水盆地、建造梯田,可減少土壤侵蝕。不過,只有確定面臨土壤侵蝕風險的區(qū)域后,這些措施才能奏效。因此,需要采用量化方案更好地識別風險區(qū)域,從而改進土地管理。對于識別存在土壤侵蝕和輸沙的區(qū)域,開發(fā)并細化估算和跟蹤泥沙所用的方法至關(guān)重要。
核和同位素技術(shù)的貢獻
諸如銫-137、鉛-210和鈹-7等沉降放射性核素可用于評估中期和短期土壤侵蝕和沉積過程,并常常作為傳統(tǒng)且更耗時技術(shù)的補充甚至取代這些技術(shù)。這些放射性核素牢牢固定在土壤細顆粒上,不會被植物吸收。在土壤侵蝕和沉積過程中,這些核素隨著土壤顆粒移動,因此,可用于追蹤大面積范圍內(nèi)和長時間內(nèi)的土壤再分布。
特定化合物穩(wěn)定同位素技術(shù)通過測量特定土壤有機化合物(如脂肪酸)的碳-13特征,用于量化土壤侵蝕的量級,識別土地退化根源。該技術(shù)通過將土地使用的軌跡與沉積地帶的沉積物聯(lián)系起來,有助于確定侵蝕土壤的來源,識別易于出現(xiàn)土壤退化的區(qū)域。