中國科學(xué)院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所研究員陳洪松課題組依托中國科學(xué)院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統觀(guān)測研究站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)環(huán)江站），監測了喀斯特關(guān)鍵帶不同界面降雨-產(chǎn)流事件并調查了土壤-表層巖溶帶結構參數，發(fā)現了“雙50”閾值以及喀斯特關(guān)鍵帶結構-過(guò)程-功能的共同演化規律。相關(guān)成果在線(xiàn)發(fā)表于《水文學(xué)雜志》。

　　之前，陳洪松課題組在小流域尺度上，通過(guò)物探發(fā)現土壤厚度與表層巖溶帶深度顯著(zhù)正相關(guān)，小流域植被群落、土壤類(lèi)型、巖溶發(fā)育程度之間呈現出很好的空間對應關(guān)系，但喀斯特山坡巖土結構與水文功能之間的定量關(guān)系仍不清楚。

　　針對以上問(wèn)題，陳洪松課題組依托環(huán)江站喀斯特坡地關(guān)鍵帶三維水土過(guò)程觀(guān)測平臺，綜合應用多種方法，于2019年4月至2022年5月期間共計監測了158次喀斯特關(guān)鍵帶不同界面（地表徑流、巖土界面壤中流）降雨-產(chǎn)流事件，同時(shí)調查了土壤-表層巖溶帶結構參數，獲得924組土壤厚度和表層巖溶風(fēng)化程度配對數據。

　　結果表明，土壤厚度隨下伏表層巖溶帶風(fēng)化程度的增加而增加，土壤厚度與表層巖溶帶厚度呈顯著(zhù)正相關(guān)關(guān)系；非極端降雨條件下，地表徑流量與土壤厚度顯著(zhù)正相關(guān)，巖土界面壤中流與土壤厚度呈顯著(zhù)負相關(guān)，喀斯特山坡關(guān)鍵帶產(chǎn)流路徑發(fā)生轉變的臨界土壤厚度為50厘米；降雨量大于每12小時(shí)50毫米條件下，不同厚度小區出現地表徑流與巖土界面壤中流共存的現象，且地表徑流與巖土界面壤中流顯著(zhù)正相關(guān)，說(shuō)明地表水文過(guò)程與地下水文過(guò)程之間出現明顯的水文連通現象。

　　同時(shí)，相比淺薄土壤，深厚土壤的淀積層發(fā)育，表現出較高的儲水能力和CO₂通量，促進(jìn)了表層巖溶帶的發(fā)育，弱透水性淀積層及高透水表層巖溶帶導致地表徑流增加，巖土界面壤中流減少。這是喀斯特關(guān)鍵帶土壤-表層巖溶帶結構與水文過(guò)程共同演化的本質(zhì)原因。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.130499

　　（原載于《中國科學(xué)報》 2023-12-14 第3版 綜合)