土壤厚度的变化调控着生态系统水分循环、养分循环和碳循环过程。目前，喀斯特地区土壤厚度的估算大多沿用非喀斯特地区的探测方法或模型模拟，而关于基岩分布对土壤探测及其空间分布的独特影响尚未得到充分认识，亟需更精确地调查喀斯特地区土壤空间分布，明确地下岩石分布对土壤厚度估算的影响。
中国科学院亚热带农业生态研究所陈洪松课题组依托中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站，以西南喀斯特区南北样带观测平台建立的6个站点30个喀斯特样地为对象，利用电阻率层析成像仪（ERT）在样地内进行岩土电阻率的测定，揭示了土壤厚度在样地尺度和样带尺度上的空间变化规律。
研究结果发现，ERT方法能很好地刻画喀斯特地区岩土界面的分布，但测钎法存在基岩障碍效应。在无基岩障碍效应的地方，ERT方法推测的土壤厚度与测钎法估算的土壤厚度相当吻合；但在有基岩障碍效应环境下，测钎法探测的土壤厚度则被严重低估，在整个6米深的探测剖面中土壤厚度平均被低估约0.31米。研究建议采用传统测钎方法估算土壤厚度时，需加密测钎测量点或参考本研究建立的测钎法与ERT方法的经验关系予以校正。
此外，在样地尺度和样带尺度上，土壤厚度在垂向和横向的空间变异性均很高。平均土壤厚度变化范围介于0.20米至1.97米之间，所有观测站点的平均土壤厚度约为0.86米。等效土壤厚度的变化范围为0.11米至1.62米，平均值约为0.51米。在6个观测的站点，从北至南土壤厚度、等效土壤厚度和土壤储量呈递减的变化趋势。这种空间变化趋势与基岩出露率、坡度、年均降水量和年均气温密切相关。
上述研究结果近日发表在Geoderma上。研究得到国家自然科学基金重点基金、青年基金以及中国科学院青年创新促进会优秀会员项目等的支持。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168929
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