安第斯山脉植被、降水与土壤侵蚀的关系

时间:2020-03-23 19:59 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

安第斯山脉植被、降水与土壤侵蚀的关系

植物可以稳定斜坡,但降雨往往加剧土壤侵蚀。到目前为止,这两者是如何相互作用形成山地地形的,只有地球上的一小部分地区是清楚的。在一项新的研究中,德国图宾根大学地球科学系的托德·埃勒斯(Todd Ehlers)教授、杰西卡·斯塔克(Jessica Starke)博士和米尔贾姆·夏勒(Mirjam Schaller)博士调查了植物和气候如何影响地形。他们对位于秘鲁和智利的安第斯山脉西侧3500公里长的山脉进行了大规模研究。他们发现,植物如何影响景观和侵蚀的问题可能有不同的答案,这取决于调查的地区。确定的关键因素是气候区和植被。例如,在干燥的阿塔卡马沙漠,稀疏的植被足以保持土壤的位置;而在较为湿润和温和的地区,植被密度较大,侵蚀率较高。这项研究发表在最新一期的《科学》杂志上。

调查的安第斯山脉地区几乎覆盖了整个南美洲,从南纬6度到36度。这个地区包括6个气候区,从非常干燥到气候温和。托德·埃勒斯说:“沿着安第斯山脉的西部边缘,许多单独的研究已经确定了过去一百万年的土壤侵蚀率。”“然而结果是不一致的,很难解释。”为了评估侵蚀率,研究人员使用了被称为宇宙源核素的物质,它是由来自太空的宇宙射线在地球表面产生的。核素只有在地面暴露时才会积累。利用86条河流沉积物中同位素的浓度,研究人员可以计算出这些山脉的侵蚀速度。埃勒斯说:“我们补充了来自秘鲁和智利74个研究地点的早期结果,用12种新的测量方法来填补空白。”这使他和他的团队能够研究安第斯山脉不同植被和气候区的山地侵蚀变化。侵蚀率在每百万年1.4米到150米之间变化。

复杂的联系

植物用它们的根把土壤固定在斜坡上,减缓水流的速度,从而稳定斜坡。但是,植物也可以利用它们的根把岩石分解成更容易被侵蚀的土壤,从而加剧侵蚀。但是,如果考虑到降雨,情况就更加复杂了。降雨对植被很重要,但也是土壤侵蚀的主要驱动力。“你可能认为植物覆盖越密集,侵蚀就越少。这种简单的相关性在安第斯山脉的某些地区是正确的。“然而,降雨量等其他因素也起着重要作用。现在看到山地侵蚀如何反映植物和降雨之间的相互作用是令人兴奋的。”例如,在气候温和的安第斯地区,由于强降雨,植被被茂密覆盖。尽管有茂密的植被,但降雨的强度足以增加土壤侵蚀。然而,在植被密度甚至比温带地区更高的地区,植物能够超过降雨对侵蚀作用的影响,斜坡变得更加稳定和陡峭。

埃勒斯解释说:“我们对安第斯山脉广阔的气候和植被梯度的大规模调查帮助我们更好地理解来自其他许多研究的观察结果。”“以前的研究大多是在受环境或气候限制的地理区域进行的。只有在一个大的地区工作,你才能看到植物和气候如何与景观相互作用的全貌。”植被是生物圈和地球表面之间的纽带。“我们的研究是地球和生命科学交汇的新科学前沿的一个例子。我们越来越多地了解到地球上的固体和有生命的部分是如何强烈地相互作用的,我们可以观察这些相互作用在数千年的长时间尺度上的影响。”埃勒斯说。

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