土壤剖面中~(210)Pb_(ex)的分布特征及其在土壤侵蚀示踪中的应用

210Pb由于在环境中特殊的分配关系及其在土壤中迁移性小、极易被土壤细颗粒吸附等特性而被视为良好的示踪剂,210Pb的沉降具有连续性和相对稳定性,可示踪百年尺度的平均土壤侵蚀速率。具有初始分布及其在未扰动土壤剖面中均呈现出土表含量最高,随深度增加含量减少的分布特征。在耕作土壤中由于耕作混合作用210Pbex呈均匀分布。评述了目前用到的210Pbex侵蚀模型重量逼近模型和质量平衡模型,210Pbex与其它核素(137Cs、7Be)复合示踪研究土壤侵蚀和泥沙来源是核素示踪的一大亮点。提出了210Pbex示踪土壤的优点和应用210Pbex示踪应注意的问题。     

Pu同位素在土壤侵蚀示踪中的应用

137Cs示踪技术目前在土壤侵蚀研究中应用最为广泛,但是随着环境中137Cs的衰变,寻找可以替代的放射性核素具有十分重要的意义。人造放射性核素Pu同位素与137Cs来源相同,但半衰期更长,且更容易被土壤中的细颗粒物质吸附。特别是随着测量技术的发展,电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)以及加速器质谱技术(AMS)等的应用,使得Pu同位素的测量较137Cs更高效、灵敏。因而Pu同位素成为可以替代137Cs进行土壤侵蚀示踪的理想元素。本文从Pu的来源及分布、Pu在土壤中的吸附和固定、Pu同位素的测量方法三个方面分析Pu同位素示踪土壤侵蚀的基础,并对Pu同位素示踪土壤侵蚀的基本原理和应用现状加以简述,探讨了今后Pu同位素在土壤侵蚀示踪应用中的主要研究方向。     

7Be在示踪土壤侵蚀和沉积物中的研究探讨

环境放射性核素137Cs和210Pb为测量土壤侵蚀和沉积速率提供了一种重要的方法。然而这两种核素只能提供中长期(45年和100年)的土壤再分配的速率,因此有必要研究示踪个别事件或短周期的土壤再分配的速率作为示踪中长期土壤再分配速率的有益补充,7Be(半衰期53.3 d)作为自然放射性核素,能够满足示踪个别事件或短周期的土壤再分配的需要,越来越受到广泛的关注。土壤再分配过程一般是自然和人为因素共同引起的,需要评价他们各自对土壤再分配过程的影响程度,用于评价土地利用和水土保持措施的效果,更为重要的是用于土地资源可持续利用和环境保护。讨论了7Be产生规律以及沉降特点,阐述了7Be在土壤再分配过程中的示踪原理,并对现有土壤侵蚀定量估算模型进行阐述并改进了模型,提出了今后应用7Be技术的研究方向。     

南方红壤区土壤~(137)Cs在不同土地利用类型下的分布研究

137Cs作为土壤侵蚀的示踪剂得到广泛的应用,研究发现不同地区土壤中,137Cs分布有一定差别。以南方红壤为研究对象,对滇池流域不同土地利用下137Cs分布状况进行了研究。结果显示:137Cs空间分布的变化规律受地形空间分异因素的影响。在水平方向上,137Cs空间分布的差异是由于含137Cs土壤颗粒中重新分布和迁移流失造成的;在垂直方向上,剖面分布特征明显,不同土地利用类型由于人类活动以及自然下渗作用而有含量与深浅的差别。这对137Cs示踪土壤侵蚀的模型选择、土壤侵蚀程度判断甚至重新建模都具有积极的指导意义。     

宁南黄土高原土壤137Cs分布与相关影响因子研究

利用137Cs示踪方法,对宁南黄土高原阳洼流域纵断面土壤137Cs分布及相关影响因子进行了初步研究。结果表明:流域纵断面137Cs面积活度随坡面海拔和水平距离的变化,表现为一种不规则的波动振荡趋势。随海拔降低,纵断面上、中部137Cs面积活度逐步下降,有明显的土壤侵蚀发生;坡面下部137Cs面积活度最高,泥沙沉积的再分布现象明显。流域内林草地剖面土壤137Cs呈指数型分布,坡耕地、梯田137Cs在耕层内呈均一分布,其分布模式与各土地类型土壤有机质的分布状态完全一致。相关分析表明,两者在P<0.01水平达到极显著相关(r2=0.336,n=417)。土壤137Cs的损失和土壤有机质的移动具有相同的物理路径和运移机制;农耕坡地土壤137Cs面积活度随坡度增加有逐步降低的趋势;土地利用方式、坡度、耕作活动是影响纵断面土壤137Cs空间异质性的主要因素。137Cs示踪方法是研究土壤侵蚀空间分布的一种有效工具。     

土壤中~(137)Cs的化学性质及其分布规律

本文对13 7Cs的土壤化学行为及剖面运移规律进行了论述 ,并阐明了13 7Cs可作为中长期土壤侵蚀作用的有效示踪剂的理论基础     

土壤中稀有碱金属的研究

稀有碱金属是指K、Na以外的Li、Rb、Cs三个元素。它们在自然界含量低,如地壳中含Li平均为30ppm,Rb为90ppm,Cs为6ppm,三者的比值为5:15:1。目前,在地质科学中,以稀有元素作为地球化学指示剂应用越来越广。关于土壤中稀有碱金属的研究报告至今不多。研究土壤中稀有碱金属的含量和分布特征对于探索风化和成土过程是有益的。本文根据近年来土壤环境背景值研究积累的一些资料作一初步探讨。     

宁南黄土高原阳洼流域137Cs分布及侵蚀特征研究

利用137Cs示踪方法,对宁南黄土高原阳洼流域土壤137Cs分布及土壤侵蚀进行了初步研究。结果表明:流域137Cs基准值为(1 966.99±112.06)Bq/m2。流域内林草地土壤剖面137Cs呈指数型分布,坡耕地137Cs在耕层内呈均一分布。受坡位影响,坡耕地上坡137Cs质量活度为中、下坡的25.14%~27%。流域内坡耕地土壤侵蚀最高,平均为3 889.95 t/km2,自然荒坡最小,仅为坡耕地的17.83%,坡耕地是流域泥沙的主要侵蚀溯源区。阳洼流域土壤侵蚀存在明显的空间格局,不同土地类型下土壤137Cs面积活度、土壤侵蚀模数呈斑块状镶嵌分布,以靠近流域西南边界、中部及东南部区域土壤侵蚀模数最大,平均侵蚀速率在3 405.59~7 080.73 t/(km2.a),沉积与侵蚀明显区域间有过渡区域。坡度是影响该流域土壤侵蚀空间变化的主导因子,但土壤侵蚀速率并不简单随坡度增加而增大,它还受土地利用方式、坡位、降雨等因素影响。     

宁南黄土高原土壤^137Cs分布与相关影响因子研究

利用^137Cs示踪方法,对宁南黄土高原阳洼流域纵断面土壤^137Cs分布及相关影响因子进行了初步研究。结果表明：流域纵断面^137Cs面积活度随坡面海拔和水平距离的变化,表现为一种不规则的波动振荡趋势。随海拔降低,纵断面上、中部^137Cs面积活度逐步下降,有明显的土壤侵蚀发生;坡面下部^137Cs面积活度最高,泥沙沉积的再分布现象明显。流域内林草地剖面土壤^137Cs呈指数型分布,坡耕地、梯田^137Cs在耕层内呈均一分布,其分布模式与各土地类型土壤有机质的分布状态完全一致。相关分析表明,两者在P〈0．01水平达到极显著相关（r^2=0．336,n=417）。土壤^137Css的损失和土壤有机质的移动具有相同的物理路径和运移机制;农耕坡地土壤^137Cs面积活度随坡度增加有逐步降低的趋势;土地利用方式、坡度、耕作活动是影响纵断面土壤^137Cs空间异质性的主要因素。^137Cs示踪方法是研究土壤侵蚀空间分布的一种有效工具。     

辽东湾沿岸土壤中~(137)Cs背景值及分布特征研究

在辽东湾沿岸区域采集了20个土壤表层样和7个非耕作土壤剖面样(其中一个为标准剖面),通过对采集的土壤样品中的137 Cs进行测量与分析,确定该区域土壤中137 Cs的背景值,并探讨了土壤中137 Cs的分布特征。结果表明,研究区137 Cs的背景值为(1 704±40)Bq/m2;表层土壤中137 Cs的比活度范围为0.84～19.90Bq/kg,不同土地利用类型表层土壤中的137 Cs比活度有明显差异,比活度高低依次为:草地>盐碱地>耕地;非耕作土壤剖面中137 Cs的总量范围为65～1 535Bq/m2,大部分土壤剖面中137 Cs呈指数递减分布,且剖面中的137 Cs发生不同程度的流失,而受到沉积扰动作用的剖面中137 Cs分布无规律。通过探讨辽东湾沿岸区域土壤中137 Cs的背景值及137 Cs的分布特征,为利用137 Cs示踪技术定量研究该区域物质输移和辽东湾沉积物来源提供依据。     

中国土壤侵蚀的^137Cs法研究进展

土壤侵蚀研究的 13 7Cs法具有简单、快速、准确的优点 ,目前已广泛应用于土壤侵蚀和泥沙来源研究。中国土壤侵蚀的 13 7Cs法研究经历了 :模仿与个体探索、群体深入研究和国际合作研究、推广应用几个阶段。在世界上占据了应有的地位。中国 13 7Cs研究主要集中于 :13 7Cs本底值、土壤侵蚀量计算模型、土壤侵蚀速率和相对产沙量等几个方面。今后 13 7Cs与其他核素结合研究土壤侵蚀 ,将具有更加广阔的前景     

应用同位素示踪土壤侵蚀研究的进展

 介绍不同类型的同位素的来源,对几种常用的同位素示踪土壤侵蚀的应用做了比较详细的总结。在过去几十年里,人为放射性核素137Cs在土壤侵蚀示踪研究中应用最广泛。同位素210Pb来自于自然界,它在土壤侵蚀中应用的准确度,有待于进一步探讨。宇宙射线产生的放射性核素中,主要介绍7Be在土壤侵蚀研究中的应用。对稳定性稀土元素和几种核素复合示踪土壤侵蚀与泥沙来源研究的国内外研究进展,进行了总结和评价。对应用同位素示踪土壤侵蚀的发展方向,提出了一些看法。     

土壤侵蚀示踪方法研究综述

土壤侵蚀已成为极为严峻的环境问题之一,由于降雨、坡面层流引起的土壤侵蚀被认为是涉及到坡面土壤的分散、沉积和转移同时发生的过程。分别介绍了放射性核素¹³⁷Cs示踪,稳定性稀土元素示踪,磁性示踪剂在土壤侵蚀、沉积、分布和泥沙来源研究领域中的进展情况。旨在借鉴国内外研究方法上的经验。对于准确评价侵蚀泥沙在坡面空间、时间尺度上的分布、转运、沉积,了解土壤侵蚀过程和评价基于坡面、流域的土壤侵蚀模型有重要的指导意义。     

核素比率在土壤侵蚀区的应用探讨--以210Pbex/137Cs为例

环境放射性核素7B e、137C s和210Pb为测量土壤侵蚀和沉积速率提供了一种重要的方法。在某些情况下,由于受各种因素的影响,单一核素进行示踪研究很难精确测量,而核素比率的方法作为有益的补充,能够精确测量土壤侵蚀量的多少。这篇文章介绍W a llbrink和M urray在S t.H e lens森林区用210Pbex/137C s方法测量土壤侵蚀的情况,了解国外的研究动态,对此也提出在应用核素比率法中应注意的问题和展望。     

水土保持减沙效益监测中的多核素联合示踪技术

水土保持效益评价是提升水土保持技术和水土保持生态建设科学决策的前提。核素示踪技术能够直接测定特定时间段的土壤净侵蚀量,提供独立的土壤侵蚀和堆积数据以及空间分布的信息,是评价土壤侵蚀和泥沙来源的简便、快捷和高效的技术方法。利用环境核素^210Pb,^137Cs和^7Be示踪技术测定不同时间尺度的土壤侵蚀强度,探讨了在无常规水文泥沙监测资料情况下,水土保持效益多核素联合示踪评价的方法和计算模型。     

基于~(137)Cs示踪法的太湖流域典型山地土壤侵蚀规律分析

在生态环境敏感区—太湖周边选择两个地质构造不同的山体,运用137Cs示踪法分析了137Cs分布和土壤侵蚀规律。结果表明:沉积岩山体黄棕壤的137Cs含量表层大于底层,岩浆岩山体黄红壤137Cs含量中部高,表层和底层低。岩浆岩山体坡面的土壤侵蚀变化情况为:坡顶>坡上部>坡中部>坡底;沉积岩山体坡面土壤侵蚀变化为:坡中部>坡下部>破上部。研究区土壤侵蚀整体而言为微度或轻度侵蚀,在太湖周边区域未经人为扰动的山体表土移动运输程度很小,不会对山前平原和太湖水体造成明显影响,土壤流失不显著。     

红壤丘陵区土壤137Cs含量与土壤颗粒组成的关系研究--以江西省丰城市为例

通过对江西省红壤地区的39个土壤剖面采样数据进行数理统计分析,发现在土壤表层20 cm范围内,不同土层137Cs含量与土壤粒径具有一定的相关性,其中与砂粒含量和粉砂粒含量具有正相关关系,与砾石含量和黏粒含量具有负相关关系。通过逐步回归分析发现,在各土层与137Cs含量关系最为密切是砂砾含量,两者呈现显著的正相关关系。同时建立了137Cs含量与砂砾含量的定量关系模型,并通过方差分析证明该模型可靠,但该模型应用于土壤侵蚀还需要进一步研究。     

用 137Cs示踪法研究密云水库周边土壤侵蚀与氮磷流失

运用 ¹³⁷Cs核素示踪技术，研究密云水库周边地区及白河上游地区土壤侵蚀与氮、磷流失状况及其相互之间的量变关系。研究结果表明：从土壤表层(0～20 cm) ¹³⁷Cs分布规律基本符合地形地貌的变化规律，山坡上部的 ¹³⁷Cs含量低于山坡中部与坡下部，但是如果山顶具有缓坡或山角下具有陡坡，则 ¹³⁷Cs含量变化规律相反。根据土壤 ¹³⁷Cs监测数据结果判定该地区基本属于轻度侵蚀和中度侵蚀，部分地区侵蚀情况达到剧烈程度。不同景观与土地利用方式对土壤氮、磷分布有巨大影响：有机质、全氮、水解氮含量均是以灌丛土壤最高，林地次之，与流域内 ¹³⁷Cs分布规律相符合；而农田中全磷、速效磷含量最高。不同区域土壤养分含量不同：水库上游地区土壤氮素、磷素含量均低于水库周边地区。证明不合理的人为活动严重的增强了土壤侵蚀程度与养分流失量。回归模拟了土壤中 ¹³⁷Cs、( ²¹⁰Pb)与全氮、全磷、水解氮、速效磷含量之间的数学模型。这些模型在区域较小、景观单一的范围内可以定量分析、预报预测各采样区的全磷和有效态氮、磷含量的变化趋势。简化了监测与分析测试程序。扩大了核素示踪技术的应用范围。     

用137Cs和210Pbex进行中国东北地区土壤侵蚀的评估

Evaluation of soil erosion in agricultural fields is valuable to develop conservation practices for reducing agricultural nonpoint source pollution.Soil erosion rates were quantified using the fallout radionuclide tracer technique in Mojiagou Basin located on the outskirts of Changchun in Northeast China.The calculated soil erosion rates in the study area were 1.99 and 1.85 mm year-1 using 137Cs and excess 210Pb(210Pbex)measurements,respectively.Both fallout radionuclides showed a similar tendency at downslope sites.All measured sites have experienced net erosion during the past 50 to 100 years.137Cs and 210Pbex measurements were useful to quantify soil erosion rates on field and small basin scales.At this rate of erosion,the current fertile topsoil layer would be entirely removed within 70 years.