土壤侵蚀在世界范围内对农业生态系统可持续性和土地生产力具有重大威胁。沉降放射性核素和稳定同位素可用于测量土壤侵蚀的量级和侵蚀源,侵蚀量级和侵蚀源可通过有效土壤保护措施予以控制。
土壤侵蚀防治
目前,全球有19亿公顷的土地面临退化,占全球土壤资源的65%。土壤侵蚀占85%的致因。约15亿人(即世界人口的四分之一)直接依赖于退化土地所产的粮食生存。每年,全世界农业系统内由于土壤侵蚀损失的肥沃土壤多达750亿吨。与农业和非农业土壤侵蚀相关的经济成本估计为每年4000亿美元。
原子能机构与粮农组织联合,协助其成员国提高使用核和同位素技术的能力,改进土壤侵蚀管理实践,以支持作物生产和保护自然资源。
表土流失威胁粮食安全
集约式农业和森林砍伐使得大面积土地易于丧失肥沃表土,是导致土壤侵蚀而产生土地退化的主要原因,再加上相关营养和化学品流入水体,在全世界许多地区对可持续农业生产、环境保护和粮食安全造成严重威胁。
采用适当的保护措施,如间作、形成截流水盆地、建造梯田,可减少土壤侵蚀。不过,只有确定面临土壤侵蚀风险的区域后,这些措施才能奏效。因此,需要采用量化方案更好地识别风险区域,从而改进土地管理。对于识别存在土壤侵蚀和输沙的区域,开发并细化估算和跟踪泥沙所用的方法至关重要。
核和同位素技术的贡献
诸如铯-137、铅-210和铍-7等沉降放射性核素可用于评估中期和短期土壤侵蚀和沉积过程,并常常作为传统且更耗时技术的补充甚至取代这些技术。这些放射性核素牢牢固定在土壤细颗粒上,不会被植物吸收。在土壤侵蚀和沉积过程中,这些核素随着土壤颗粒移动,因此,可用于追踪大面积范围内和长时间内的土壤再分布。
特定化合物稳定同位素技术通过测量特定土壤有机化合物(如脂肪酸)的碳-13特征,用于量化土壤侵蚀的量级,识别土地退化根源。该技术通过将土地使用的轨迹与沉积地带的沉积物联系起来,有助于确定侵蚀土壤的来源,识别易于出现土壤退化的区域。