地球关键带分类方法与中国案例研究

中科院南京土壤所张甘霖研究员等采用气候、成土母质、土壤类型、地下水深度、地貌类型与土地利用要素构建了地球关键带三级分类方案，并以中国为案例进行了地球关键带区划和制图。

2001年，美国国家研究委员会（NRC）提出“地球关键带”（Earth Critical Zone）研究是21世纪地球表层系统科学的前沿。地球关键带对地球表层系统进行了具有操作意义上的划分，在垂直维上包含了从岩石-土壤风化界面（或地下水底部）到植被冠层顶部的近地表大气，涵盖了近地表的所有圈层。然而，目前地球关键带研究多以流域为基本单元，在水平维度上并没有给出明确的边界。

中国科学院南京土壤研究所张甘霖研究员等人在《中国科学：地球科学》中、英文版发表题为“地球关键带分类方法与中国案例研究”（A classification scheme for Earth’s critical zones and its application in China）的研究论文，首次提出了三级地球关键带分类的原则与具体方法，探讨了该分类体系的普适性，并以中国为例，建立了国家尺度关键带分类和分区方案。

该研究在梳理地球关键带构成及其形成与演化主导影响因素的基础上，采用气候、成土母质、土壤类型、地下水深度、地貌类型与土地利用要素构建了地球关键带三级分类方案。在遵循地带性与非地带性相结合、地理要素量变与质变相结合的原则下，使用叠置法对主要构成要素的高级分类进行叠加和综合。

第一级分类包括成土母质（母岩）与气候要素。第二级分类体系在第一级的基础上增加了土壤类型要素。第三级分类体系在前二级的基础上增加了地下水深度、地貌类型和土地利用要素。基于制图综合，以中国为案例进行了地球关键带区划和制图，将中国划分为44个一级单元、100个二级单元与1448个三级单元。

地球关键带分类示意图

该研究提出的地球关键带三级分类体系着重对地球表层综合体进行表征、命名与归类，以中国地球关键带的类型划分为例，表明了该分类方法的可行性，可在不同空间尺度的地理区域进行应用。本研究提供的地球关键带区划具有理论和实践上的意义，可以作为地球表层系统研究的出发点与综合框架，同时为地表自然资源综合管理提供分区依据。

出版信息

中文出版信息：

张甘霖, 宋效东, 吴克宁. 2021. 地球关键带分类方法与中国案例研究. 中国科学: 地球科学, 51(10): 1681–1692

英文出版信息：

Zhang G, Song X, Wu K. 2021. A classification scheme for Earth’s critical zones and its application in China. Science China Earth Sciences, 64(10):1709–1720