稀土元素示踪法在土壤侵蚀与泥沙来源研究中的应用

[目的]掌握稀土元素(REE)示踪土壤侵蚀和泥沙来源的方法,明确其不确定性来源,对正确运用该方法获得可靠的侵蚀速率和泥沙源地贡献结果具有重要意义。[方法]基于前人运用REE示踪土壤侵蚀速率和泥沙来源的研究成果,总结了REE示踪土壤侵蚀的基本技术路线及其在水蚀、风蚀和泥沙来源研究中的应用,探讨了REE示踪土壤侵蚀和泥沙来源研究中的不足。[结果]分析认为REE虽是理想的示踪剂,但REE示踪法仍存在影响示踪土壤侵蚀和泥沙来源准确性的关键方面需要改进,包括REE与土壤结合方式与机理、长期监测或复杂环境下随淋溶、径流的迁移以及植被吸收利用等。在未来研究中应重点关注大量释放REE对土壤、植物、环境健康的影响以及REE示踪法与复合指纹识别法的结合运用等。[结论]研究结果为提高REE示踪土壤侵蚀结果的准确性,运用该方法开展其他侵蚀类型研究,与复合指纹识别法结合辨别大区域的泥沙来源奠定基础。     

坡面土壤侵蚀垂直分布定量分析研究

通过野外侵蚀小区实验，进一步证明了稀土元素示踪法在土壤侵蚀垂直分布研究中的可应用性。在一个侵蚀小区上，实验揭示出产沙强度随坡长存在三种变化模式，增长型，增长－－递减型和波动型，其形成机理可能与径流过程有关。利用稀土元素在坡面的再分布，初步建立了估算坡面沟蚀率的关系式。稀土元素点穴施放法尚存在问题，有待深入研究。     

侵蚀泥沙坡面沉积研究初报

利用元素示踪法的优点,对坡面侵蚀土体的颗粒在坡面上的运移、沉积状况进行了研究。通过对野外全坡面径流小区的试验、观测数据的分析,讨论了侵蚀泥沙在坡面沉积的分布特征及其影响因素,探讨了沉积对利用示踪法研究土壤侵蚀空间分布的影响程度。研究结果表明稀土元素示踪方法在坡面、沟道侵蚀泥沙的沉积研究中可望有广泛的应用前景。     

土壤侵蚀稀土元素示踪法操作技术研究

作为研究土壤侵蚀垂直分布的一种新方法，较详细地描述了稀土元素示踪法的原理与操作技术；通过实例说明了诸如示踪元素的选择原则，施放量的计算，施放方法及其注意事项等实际应用中可能遇到的各种问题的解决方法；给出了利用本法研究土壤侵蚀的精度计算公式。室内外试验的结果表明：我们所提出的ＲＥＥ示踪法研究土壤侵蚀操作技术是正确可行的，能够满足研究工作的需要。     

赣南某些作物中稀土元素地球化学特征

对赣南地区（我国稀土元素高背景区）烟、茶、柿、枣典型产地植物样品（叶、果）和土壤样品中的稀土元素进行了采样测试分析研究。结果表明，植物稀土含量具有烟叶＞枣叶＞柿叶＞茶叶＞枣果＞柿果的特点，这除了与产地土壤稀土丰度有一定关系外，主要受各种作物对稀土的吸收富集强度控制；同时，植物对稀土的吸收过程引起了稀土的分馏作用，在烟、枣、柿的叶片中轻、中稀土得到分馏富集，而茶叶呈现弱的重稀土分馏富集；稀土元素H0表现出相对强的植物生理活动性。     

坡面侵蚀垂直分布特征动态变化过程初步研究

采用稀土元素示踪法对坡面侵蚀垂直分布特征动态变化过程进行了初步研究。结果表明，坡面侵蚀垂直分布特征在次降雨过程呈动态变化趋势，尽管在产流过程中相对侵蚀量的变化趋势基本相似，但比值差异很大，这主要取决于坡面径流的强度。此外，次降雨侵蚀产沙的垂直分布特征与侵蚀过程中产沙的分布特征差异亦很大，建议应加强侵蚀产沙过程的研究。     

REE示踪法研究土壤侵蚀的室内模拟试验

通过动用ＲＥＥ示踪法对土壤侵蚀垂直分布的模拟试验研究，讨论了ＲＥＥ示踪法的基本原理，ＲＥＥ的选择与施放方法，模拟试验布设技术及示踪法的应用前景，室内试验表明：ＲＥＥ示踪法不仅可定量测定不同地形部位的相对侵蚀量，而且可提示降雨过程中各地形部位相对侵蚀量的变化趋势，为野外试验的顺利实施提供了可靠的科学依据。     

用稀土元素氧化物示踪土壤侵蚀

美国农业科学家 John 和 Mark A．Nearing从稀土元素氧化物中发现一种能证明土壤侵蚀的快速、准确而安全的方法,并可用稀土元素示踪和查明土壤侵蚀的来源。研究指出：比起现在最好的示踪剂-微量的放射性元素铯, 细小的粉末状稀土元素氧化物是示踪由侵蚀而产生的沉积物运动的最有效的工具。与其它一些示踪剂相比,稀土元素具有不可企及的优点,它们能紧密地与土壤共存,容易被土壤团聚体所吸收,具有较高的分析精度,最主要的是稀土元素提供了更多的示踪剂,可以在同一区域使用五、六种示踪剂,准确地判定某一土壤的侵蚀来源。     

黄土高原土壤侵蚀与稀土元素示踪研究

提出了一种研究土壤侵蚀的新方法－－稀土元素示踪法。该法通过多种稀土元素示踪，可以观测任一所给定坡段次暴雨的侵蚀量的沉积量，因而在土壤侵蚀垂直分布定量分析，特殊地形部位的土壤侵蚀及小流域泥沙来源等研究领域有广阔应用前景。     

稀土元素示踪法探究坡面侵蚀进展与热点——基于CiteSpace计量分析

稀土元素示踪法从上世纪90年代开始逐渐被相关学者重视,并在坡面土壤侵蚀的研究中得到越来越广泛的应用。笔者采用CiteSpace软件和文献计量学方法,以Web of Science数据库核心合集和中国知网(CNKI)数据库核心期刊为数据源,分析了近30年国内外稀土元素示踪法在坡面侵蚀研究的发展历程。研究发现:①总体而言,国内稀土元素示踪法在坡面侵蚀中的应用在理论和实践层面已经从初步探索走向了成熟;②随着研究的深入,稀土元素示踪法的研究与相关学科交叉更加密切,并在微观探索和宏观调控方面取得一定进展;③未来发展趋势来看,宏观方面趋向和生态系统、气候变化等互相作用机理的研究,微观方向趋向对团聚体等微观颗粒的迁移研究;④在国际相关研究方面,对于稀土元素示踪法在坡面侵蚀的应用从多个方面和角度做了大量的研究,我国的相关研究相较于国外顶尖水平的研究仍存在一定差距。     

稀土镧对樱桃试管苗生长过程影响的研究

国内外学者的大量研究表明,稀土元素对植物生长能起一定调节和刺激作用[1-2 ].施用适当浓度稀土元素能够促进植物对养分的吸收、转化和利用,对改善品质、提高产量有利.有研究表明,稀土处理后有利于生长素的合成;对生长素诱导的导管分化和形成有促进效应;能影响许多酶的活性,从而促进植物的生长;稀土元素还可以提高根系的活力[3-5 ].植物组织培养技术是生物技术在农业上应用中的一项最基本和关键技术,它关系到植物的脱毒、快繁与转基因的成败.     

土壤侵蚀研究中核示踪技术的应用

核示踪技术是研究土壤侵蚀的一种新技术。本文简述了土壤侵蚀研究中核示踪技术的应用现状,并介绍了一种新方法———稳定性稀土元素（ＲＥＥ）示踪法。该方法可定量测定坡面不同地形部位的相对侵蚀量,揭示侵蚀过程中相对侵蚀量沿坡面的变化趋势,还可反映野外全坡长小区土壤侵蚀的分布模式。应用结果表明,稀土元素在土壤侵蚀时空分布、泥沙运移、沉积过程以及小流域泥沙来源等研究领域均有广阔的应用前景。     

土壤侵蚀示踪稀土元素的中子活化分析技术

介绍了应用ＲＥＥ示踪法研究土壤侵蚀的中子活化分析方法。试验结果表明，与ＲＥＥ示踪法相结合的中子活化分析技术，用以定量地测定各种不同地形部位的相对侵蚀量，具有较高的精确度及灵敏度，其相对误差均小于１５％，室内外试验分析结果证明了该方法对土壤侵蚀的量化研究提供可靠的分析手段。     

稀土元素甜菜光合产物分配的影响

本利用＾１４ＣＯ２示踪法研究了稀土元素对糖用甜菜块根膨大期和糖分积累期光合产物分配的影响，试验结果表明，喷施适当浓度稀土元素可提高甜菜同化ＣＯ２的能力，提高根冠比，改善光合产物的分配，有利于光合产物向块根运输，其中以０．０５％浓度处理的效果为最好。     

稀土元素在土壤环境和植物中的分布

通过模拟块地试验，初步研究了外源稀土元素在土壤环境（径流、土壤水溶液和表层土壤）和小麦中的浓度分布。试验发现，各样品中的稀土元素分布模式均与土壤的相近，土壤中稀土元素的含量和分布影响其它样品中稀土元素的含量和分布；土壤环境样品和小麦样品中的稀土元素浓度随稀土施用量的提高而有不同程度的增加，这些样品中的稀土元素的浓度与稀土的施加量存在一定的剂量关系。     

黄土高原沟槽侵蚀与泥沙输移监测方法初探

沟槽是径流与输沙通道和侵蚀主体,沟槽侵蚀监测对揭示水土流失规律和进行流域产沙模拟有重要意义。在对黄土高原相关研究结果分析的基础上,对沟槽侵蚀进行了初步确定。同时对与沟槽侵蚀关系密切的泥沙输移比进行了分析,并总结出沟槽侵蚀与泥沙输移比监测和估算的沟道特征监测法、坡面产沙—出口站泥沙比较法、稀土元素示踪法、坝库泥沙还原法和经验公式拟合法等方法。     

径流冲刷条件下冻融坡面产沙时空分布

为确定冲刷条件下冻融坡面侵蚀产沙时空分布特征,利用稀土元素(REE)示踪技术,采用2个坡度(10°,15°),4个初始解冻深度(2,5,10,15cm),4个流量(4.5,6.5,8.5,10.5L/min)进行径流小区冲刷试验,分析冻融坡面侵蚀产沙时空变化规律。结果表明:相同初始解冻深度条件下土壤侵蚀产沙量随着坡度和流量的增大而增大,坡面第1坡段发生侵蚀最大,占总产沙量的68.24%,第3坡段产沙量一直趋于平稳状态;坡度相同时,侵蚀产沙量随着起始解冻深度和流量的增大而增大;冻融坡面侵蚀产沙量沿坡面方向和沿土壤深度方向逐渐降低;La元素示踪区产沙量随时间变化呈先增大后减小的趋势,其他各稀土元素示踪区产沙量随侵蚀时间变化的趋势与La元素示踪区产沙量的变化趋势基本一致。     

基于电导式传感器径流流速测量系统的试验研究

在土壤侵蚀和水土流失研究中，坡面径流流速是径流计算、土壤侵蚀预报中不可缺少的水动力参数，目前尚无广泛应用的径流流速测量仪，研究快速的径流流速测量具有重要意义。该文基于互相关理论，建立了基于虚拟仪器Lab VIEW的径流流速的测量系统，并采用自制的电导式传感器，研究了两传感器间距对测量系统的影响，测量了5个泥沙含量水平下的径流流速。结果表明：测量系统适用的泥沙含量范围为0～250 kg/m³，测量误差为4.5%；若以染料示踪法测量的流速作为标准值进行修正，修正后的测量误差为3.81%。     

红壤地区水土保持植物措施技术特点及发展趋势

随着我国经济的不断发展,生态问题日趋严峻,其中水土流失是典型的环境问题,目前南方红壤区是仅次于黄土高原的第2大水土流失区。为了研究红壤区植物措施对水土保持的情况,采用稀土元素示踪法,以浙江省某村为试验基地,应用SPSS17.0软件计算不同植物种植模式下水土保持效果。研究结果表明:等高植物篱在防治红壤耕地水土流失中效果显著,5种不同植物篱类型中麦冬双行植物篱效果最为显著,可将土壤侵蚀量减少为裸坡的20%,还能显著降低地表径流系数。     

香根草植物篱对三峡库区坡耕地侵蚀分布的影响

为探究植物篱对坡耕地侵蚀分布的影响,设置1个坡度(15°)、3个降雨强度(60,90,120 mm/h)和3种坡面条件(裸坡对照CK、植物篱P和仅有植物篱根系R),采用稀土元素氧化物将坡面分成5段(自上而下),开展室内人工模拟降雨试验。结果表明:随着降雨强度的增加,各坡面条件示踪坡段的侵蚀速率和侵蚀量均有所增加,整体上均表现为CK>R>P的趋势,植物篱可以显著降低坡面各部位的侵蚀速率及其侵蚀量,且使得侵蚀产沙主要集中在坡中部的Ce、La和Yb 3个示踪区。与CK坡面条件相比,R与P坡面条件下Sm和Ce示踪坡段对总侵蚀量的平均贡献率分别减少77.15%,90.38%和30.01%,28.35%,而Yb、La和Eu示踪坡段对总侵蚀量的平均贡献率分别增加54.34%,35.39%和12.39%,40.58%以及101.45%,91.31%。研究结果表明,植物篱造成坡面下部侵蚀贡献减小而中上部侵蚀贡献增加,坡面侵蚀部位整体上移,对坡地侵蚀的空间分布有显著影响。