土壤侵蝕在世界范圍內對農業生態系統可持續性和土地生產力具有重大威脅。沉降放射性核素和穩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。
土壤侵蝕防治
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的糧食生存。每年,全世界農業系統內由于土壤侵蝕損失的肥沃土壤多達750億噸。與農業和非農業土壤侵蝕相關的經濟成本估計為每年4000億美元。
原子能機構與糧農組織聯合,協助其成員國提高使用核和同位素技術的能力,改進土壤侵蝕管理實踐,以支持作物生產和保護自然資源。
表土流失威脅糧食安全
集約式農業和森林砍伐使得大面積土地易于喪失肥沃表土,是導致土壤侵蝕而產生土地退化的主要原因,再加上相關營養和化學品流入水體,在全世界許多地區對可持續農業生產、環境保護和糧食安全造成嚴重威脅。
采用適當的保護措施,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域,從而改進土地管理。對于識別存在土壤侵蝕和輸沙的區域,開發并細化估算和跟蹤泥沙所用的方法至關重要。
核和同位素技術的貢獻
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,并常常作為傳統且更耗時技術的補充甚至取代這些技術。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和長時間內的土壤再分布。
特定化合物穩定同位素技術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。該技術通過將土地使用的軌跡與沉積地帶的沉積物聯系起來,有助于確定侵蝕土壤的來源,識別易于出現土壤退化的區域。