什么是土壤侵蝕？核技術是如何幫助確認和減輕土壤侵蝕的？

雖然土壤侵蝕發生在所有大陸上，是一個自然過程，但人類活動大大加速了這一過程。一般來說，土壤侵蝕在陡峭、傾斜的土地上更為常見。它通常是由自然因素造成的，包括強風或暴雨。然而，不可持續的人類活動，如中國內蒙古地區的過度開墾和過度放牧，可導致這一過程加速兩到三個數量級。

土壤侵蝕使土地容易失去肥沃的表土，再加上相關營養物質流失，這對農業生產、糧食保障和環境（主要是水資源）構成了威脅。土壤是高達95%的農業生產之源，因此，土壤的健康和可用性直接影響著食物的質量和數量。世界上大約有四分之一的人口直接依賴于正在退化的土地生產的食物。這些土壤的退化速度也在逐年增加，導致全世界每年損失數百萬公頃的土地。

被侵蝕的土壤還影響著水質和水生生物，因為土壤會被徑流輸送到河流和湖泊等水域中，從而堵塞水庫，導致從田地中沖出的營養物質在水中積累，造成藻類暴發。這不僅危害了水質，也會損害水生生物的棲息地。此外，即使在較大的水體中，如海洋，沉積物也可能大量積累，增加附近水域的濁度，降低能見度，進一步威脅水生生態系統的可持續性，往往導致植物群死亡。

土壤侵蝕的其他后果包括生態系統功能退化、山體滑坡和洪水的風險增加、重大生物多樣性喪失、城市基礎設施破壞，以及人口因環境惡化而遷移。

被侵蝕的土壤可能幾代人都無法補救，因此必須評估土壤侵蝕和沉積率，改善土地管理并實施土壤保護措施——這就是核技術可以助力的地方。沉降放射性核素技術和特定化合物穩定同位素技術最常用于解決土壤侵蝕問題。沉降放射性核素技術有助于評估和量化土壤侵蝕率，而特定化合物穩定同位素技術方法則可確定受侵蝕影響最嚴重的地區。

依據這些核應用的結果，可以實施土壤保持措施，如梯田種植、等高種植、等高條植、最低限度耕作、不耕作、覆土、覆蓋作物、侵蝕脊和侵蝕溝。請見馬達加斯加和烏干達的例子。

沉降放射性核素散布在世界各地。最常見的沉降放射性核素是銫-137（Cs-137），主要是在20世紀50-60年代的核武器試驗中釋放出來的。銫-137散布在世界各地的大氣中，然后被雨水沉淀下來，隨著時間的推移進入表土。

盡管土壤中的沉降放射性核素數量非常少，且對人體無害，但科學家可通過敏感的γ射線能譜測定法進行測量，并利用其數量評估土壤侵蝕率。當表土受到侵蝕影響時，銫-137的濃度就會降低，而在被侵蝕的土壤沉積的地方，銫-137的濃度則會增加。通過追蹤沉降放射性核素的重新分布情況，專家們可以確定有多少土壤從一個地方轉移，并沉積在另一個地方。為了解釋這些數據，需要確定一個未受到侵蝕或沉積影響的地點。這個地點的沉降放射性核素數量僅因放射性衰變而減少，因此可作為基準，將受侵蝕和沉積的地點與該基準地點進行比較，以計算出被侵蝕或沉積的土壤量。

除了銫-137外，另外兩種沉降放射性核素也可用于示蹤土壤侵蝕，即鉛-210（Pb-210）和鈹-7（Be-7）。

使用沉降放射性核素進行土壤侵蝕評估比傳統方法更便捷、經濟、省力，例如在不同規模的地塊上進行空間尺度的土壤流失量體積測量或沉積物輸出測量。沉降放射性核素技術在研究土地利用對土壤侵蝕的影響和土壤保護措施的效率方面尤為有用。這些信息對于制定土壤保護戰略、選擇合適的保護措施和實施土壤保護計劃是不可或缺的。

沉降放射性核素技術雖然涵蓋了土壤侵蝕評估的眾多方面，但并未涵蓋全部。因此，在確定較大區域（如流域）的沉積物和侵蝕熱點的來源時，要使用特定化合物穩定同位素法——這是專門為此目的而設計的評估測試方法。

特定化合物穩定同位素技術用來測量碳-13（C-13）穩定同位素，以區分土壤有機物的不同來源。這是因為每種植物都有不同的碳-13特征，當植物組織腐爛時，這些特征會保存在土壤中。這使我們能夠識別生態系統和土地使用情況，從而了解土壤有機物分布。碳-13分析需要植物組織的成分，而這些成分是穩定的，不會在土壤中分解。源自植物根部的脂肪酸最適合這一目的。當植物組織腐爛時，脂肪酸成為土壤有機物的一部分。它們具有獨特的穩定同位素特征，可以像“指紋”一樣進行分析和使用。

利用特定化合物穩定同位素技術，科學家將土壤中化合物的 “指紋 ”與占據選定研究區域的生態系統中的化合物相匹配。通過對受侵蝕地區進行取樣，科學家可以確定水庫中被侵蝕的土壤和沉積物的來源，以及極易發生侵蝕的地區。這些信息對于精準地確定土壤保護措施的目標很有價值。點擊閱讀緬甸的一個項目。

• 原子能機構通過其技術合作計劃以及與糧農組織合作成立的糧農組織/原子能機構糧農核技術聯合中心，助力60多個國家使用核技術測量和控制土壤侵蝕。
• 原子能機構和糧農組織提供了關于使用沉降放射性核素評估土壤侵蝕和土壤保持措施有效性的導則，以分享土壤保持最佳實踐，以及關于使用特定沉降放射性核素的具體情況，如銫-137和鈹-7。
• 原子能機構還出版了關于使用特定化合物穩定同位素技術進行沉積物追蹤的導則。
• 在非洲、亞洲和太平洋地區以及拉丁美洲和加勒比地區，原子能機構與科學家分享核技術知識，并通過地區項目協助其防治土地退化和水庫沉積，以及提高土壤生產力以改善糧食保障。
• 原子能機構與聯合國防治荒漠化公約（UNCCD）合作，推廣現有的最佳土壤管理方法，尤其是在容易發生土壤侵蝕或受其影響的地區。
• 原子能機構努力實現聯合國可持續發展目標15.3——土地退化中和，該目標旨在防治荒漠化、恢復退化的土地和土壤，并努力建立一個不再出現土地退化的世界。