宁镇地区137Cs与210Pbex 坡面分布特征的地统计学分析

为更加深入地揭示核素示踪土壤侵蚀的内在机理,在Arcgis Geostatistics模块的支持下,运用地统计学方法研究了宁镇地区137Cs与210Pbex的空间异质性及其坡面分布特征。研究结果表明:(1)核素所特有的理化性质决定了137Cs与210Pbex的空间异质性及其坡面分布格局的与众不同。137Cs与210Pbex较大的块金值说明了土壤侵蚀及耕作活动等随机性因素对其空间分布的决定性影响,这正是它们能够示踪土壤侵蚀的原因所在。(2)137Cs属中等程度的空间自相关,其坡面分布格局能够较好地反映出地形这一结构性因素在其中所施加的影响,示踪土壤侵蚀的结果也应更为全面、合理,并具有宏观性。210Pbex的空间相关性很弱,说明其对随机性因素的影响有着更为敏感的响应,在揭示坡面侵蚀的细部特征方面应能做得更好。(3)137Cs与210Pbex坡面分布格局存在较大的差异,这一方面说明两者在初始沉降布局、部分理化性质,以及对各种变异影响因素的响应等诸多方面还存在着不小的差异;另一方面也在提示,两者示踪土壤侵蚀进程的结果很难通过数学模型的调整而达成一致。     

137Cs和210Pbex双核素示踪"三北"防护林区退耕前后坡地土壤侵蚀变化

为查明"三北"防护林建设前后农耕地和退耕地土壤保持效益变化，利用137Cs和210Pbex双核素示踪技术，选择了防护林建设较为成功的张家口坝上地区（风力侵蚀区）作为典型区，研究了农耕地以及退耕地土壤137Cs和210Pbex的剖面变化规律及其示踪的土壤侵蚀变化。结果表明：1）由于耕作的混匀作用，农耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex均呈均匀态分布；退耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex则表现为表层（0～5cm）浓度最高、下层（5～25cm）浓度均相对较低且分布相对均匀的形态，这表明退耕后坡地土壤137Cs和210Pbex剖面形态均会发生一定变化，退耕驱动土壤137Cs和210Pbex剖面变化导致运用土壤核素估算侵蚀模型在该区域难以适用；2）基于土壤137Cs和210Pbex剖面变化规律，利用210Pbex质量平衡方程，提出了退耕地土壤210Pbex土壤侵蚀估算模型；3）利用137Cs比例模型估算退耕地土壤侵蚀速率为27.94±11.92 (t/hm2·a)，农耕地侵蚀速率为29.11±14.42 (t/hm2·a)，而利用修正后的210Pbex转换模型估算得到"三北"防护林区退耕地造林前平均侵蚀速率为82.16±14.36 (t/hm2·a)，造林后平均侵蚀速率为-41.28±33.91 (t/hm2·a)；农耕地造林前平均侵蚀速率为68.55±22.11 (t/hm2·a)，造林后平均侵蚀速率-8.52±47.32 (t/hm2·a)。这表明137Cs示踪技术主要表征了1963年以来该区坡地土壤侵蚀和沉积的平均结果，而210Pbex示踪技术则可以较好地示踪防护林建成前后的土壤侵蚀变化。此外，研究结果也表明，相比于"三北"防护林建成之前，建成之后该区农耕地和退耕地的土壤侵蚀速率均呈显著下降趋势，且均由前期的风沙侵蚀转变成了风沙沉积。     

农耕地土壤~(210)Pb_(ex)含量对侵蚀速率变化的响应模型

论文在分析了农耕地土壤侵蚀速率改变后土壤中210Pbex含量变化的基础上,检讨了现行的计算农耕地土壤侵蚀速率210Pbex法存在的问题误区。根据质量平衡原理建立了农耕地土壤210Pbex含量对侵蚀速率变化的响应模型,证明长期以来普遍认为的"210Pbex法测定值为100a或200a以来的较长期的平均土壤侵蚀速率"的看法是不正确的。并用模型模拟计算了侵蚀速率变化后农耕地210Pbex含量的响应过程,结果表明农耕地土壤侵蚀速率发生变化后,土壤的210Pbex面积活度迅即响应,随着时间的增加呈指数变化。侵蚀速率增大的,土壤中210Pbex面积活度降低;减小的,210Pbex面积活度增加。210Pbex可以替代137Cs用于农耕地土壤侵蚀速率的测定。210Pbex不但可以测定持续耕种100a以上农耕地的侵蚀速率,也可以用于调查近期土地利用变化的土壤侵蚀响应。     

环境放射性核素~(137)Cs和~(210)Pb_(ex)的田间原位测定研究

原位现场γ谱仪具有快速准确监测土壤中环境放射性核素137Cs和210Pbex的潜力,可以解决传统环境放射性核素示踪土壤侵蚀在选择参考点和测定时间过长问题。本研究应用现场γ谱仪(ISOCS,In-situObject Counting System),对内蒙古锡林浩特草原土壤中137Cs和210Pbex的含量进行了田间原位(不采样)测定,并与室内γ谱仪测定结果进行了比对。结果显示:现场γ谱仪的探头离地面1m,采用90度准直器,测量时间保证3600s以上时,测定的土壤中137Cs面积浓度与室内测定结果一致,二者的平均偏差为8%,表明现场γ谱仪测定具有较高精度,是快速评价土壤侵蚀速率的有效技术;210Pbex的原位测定结果显著高于室内测定结果,可能由于测定时间较短所致。初步研究结果表明:原位测定具有时间短、精度高的优点,可以克服传统采样造成的空间变异误差。     

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。     

江西红壤丘陵区~(137)Cs和~(210)Pb_(ex)与有机质关系的研究

以江西省余江县中科院红壤试验基地三分场附近的低山丘陵区为研究区,应用核素示踪技术和化学方法相结合的手段,对研究区土壤样品中有机质、137Cs、210Pbex含量的剖面分布及其相关性做了分析,结果表明:在耕层深度内,有机质和137Cs含量呈显著的正相关关系,而210Pbex含量波动比较大,与有机质含量相关性较小;137Cs空间分布上的变化规律受地形空间分异的控制,除坡脚外不同部位有机质含量和137Cs含量相关系数呈现坡上部﹥坡中部﹥坡下部的特点。     

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。     

COMPARISON OF THE DEPTH DISTRIBUTION PROCESSES FOR 137Cs AND lePbu IN CULTIVATED SOILS

探讨了^137Cs与^210Pbex在农耕地土壤深度分布过程的差异。基于^137Cs与^210Pbex的不同沉降过程,考虑到核素由犁耕层向犁底层的扩散,对农耕地土壤^137Cs与^210Pbex的深度分布过程进行了理论推导,并以杨凌符家庄麦田剖面的实测数据予以验证,同时讨论了实测符家庄麦田剖面^137Cs与^210Pbex深度分布的规律特征及其原因,以此阐明了^137Cs与^210Pbex在农耕地土壤深度分布过程的差异。^137Cs源于大气核试爆,没有持续沉降补充,犁耕层和犁底层土壤^137Cs深度分布一直处于随时间变化的非稳定态;而210Pbex是天然核素,存在大气沉降的持续补充,犁耕层和犁底层土壤^210Pbex深度分布最终呈稳定态。农耕地土壤^137Cs与^210Pbex深度分布的实测值曲线与理论值曲线的差异,尤其^210Pbex可能与耕作深度的变化历史或土地利用（覆被）变化有关。     

多核素联合示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用进展

应用多核素联合示踪技术研究土壤侵蚀已成为水土保持、土壤等学科的国际前沿研究热点之一。在介绍核素137Cs、210Pb、7Be示踪土壤侵蚀原理的基础上,重点阐述了多核素联合示踪技术和稀土元素(REE)示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用,并对今后的应用研究方向进行了分析与展望。     

横垄耕作的面源污染截留效应研究

为了解横垄耕作的面源污染截留效应,选取吉林省长春市莫家沟小流域横垄耕作坡耕地为研究区,应用210Pbex核素示踪技术得到研究区土壤侵蚀模数为2 268 t/(km2.a),吸附态氮、磷流失负荷分别为4 889、2 022 kg/a;运用RU-SLE2.0模型,模拟在同等立地条件下顺坡耕作土壤侵蚀模数约为6 200 t/(km2.a)。对比结果表明:横垄耕作较顺坡耕作可减少约63%的土壤流失量及随土壤流失的吸附态氮磷负荷。     

控释尿素施用对水稻吸氮量及产量的影响

以15N标记尿素及用其制成的有机-矿质材料控释尿素为供试肥料,探讨其在黑土水稻田上使用后水稻对N的吸收利用及水稻产量的变化。结果表明:控释尿素比普通尿素氮肥利用率提高了3.64%～19.92%,土壤中N的残留量增加6.37%～20.86%,可提高水稻产量8.66%～25.70%。     

标准物质对HPGe γ谱仪测定环境放射性核素210Pb和137Cs的影响

为评价不同标准物质效率刻度对环境放射性核素测定准确性的影响,应用具有无源效率刻度（LabSOCS）功能的高纯锗（HPGe）γ谱仪,比较用褐土、黄壤、黄土和紫色土4种土类与供测试土壤栗钙土作为标准物质进行效率刻度获得的210Pb和137Cs比活度之间的差异。选用的5种土类为标准物质对测试土壤中210Pb测定的准确性有显著影响,这是由于标准物质中能够显著影响210Pb测定结果的一组元素Si、Fe和Na,尤其是Fe含量相对于测试土壤存在很大差异（相对差异在94％~166％之间）。不同标准物质对土壤中137Cs测定准确性的影响较小,这是由于不同标准物质中与137Cs比活度显著偏相关（P<0.01）的O和Na含量差异较小（小于10％）。结果表明：标准物质对137Cs测定影响不大,选择与测定样品的化学元素相近的标准物质进行效率刻度,可以提高环境样品中210Pb测定的准确性。     

黑龙江省主要耕地土壤硫素现状研究

本研究采集黑龙江省29个市、县,发育于5种母质的8种土壤类型143个耕层土样,分析测试其全硫、有效硫含量;结果表明黑龙江省土壤全硫含量平均值为511.90mg/kg,有效硫含量平均值为26.27mg/kg。缺硫和潜在缺硫(有效硫含量<16mg/kg)土壤以风砂土和盐碱土居多,其次是黑土、黑钙土,而草甸土硫素含量丰富。缺硫面积最大的是黑土。按母质划分,发育于砂质沉积物的土壤100%缺硫,其次是发育于河湖冲积物和沉积物土壤,缺硫达65%以上。     

不同开垦年限黑土磷素的形态与数量变化

研究了不同开垦年限黑土磷素的形态、数量的变化,结果表明:开垦后黑土全磷含量无明显规律性变化,但土壤有效磷数量显著上升,在土壤磷的组分上,土壤有机磷数量显著下降,而土壤无机磷明显升高。在土壤无机磷的6个组分中,Fe-P、O-P占比例最大;其次Al-P、Ca10-P;再次Ca2-P、Ca8-P。垦后无机磷6个组分含量都有升高,绝对升高量顺序为Fe-P>Al-P>Ca2-P>O-P>Ca10-P>Ca8-P。上升强度顺序为Ca2-P>Al-P>Ca8-P>Ca10-P、Fe-P>O-P.     

土壤样品中~(137)Cs和~(210)Pb活度分析比对研究

本文介绍了国际原子能机构(IAEA)组织的5个土壤样品中137Cs和210Pb活度分析的国际比对结果。本实验室比对用HPGe低本底γ谱仪对土壤样品进行测量,用LabSOCS(Laboratory Sourceless Calibration Software)进行系统无源效率刻度。通过IAEA的评价指标对结果进行评价表明,所测定的5个土壤样品中137Cs和210Pb活度结果都满足达标的要求,成功通过了IAEA的比对。IAEA公布的所有参加的18个实验室的比对结果显示,137Cs活度测定结果有82%的实验室属可接受,而210Pb活度测定结果只有33%的实验室属可接受。对这次国际比对总结分析经验和不足:137Cs与210Pb相比,其分析不确定性相对小,分析误差容易控制;210Pb是土壤中本身存在的放射性核素,其穿透能力较低,受土壤母质和本底的影响,其分析误差不容易控制。     

PAA/PAM共聚新型功能高分子材料对土壤结构性状的影响

研究了用60Coγ辐照方法制备的PAA/PAM共聚新型功能高分子材料(新材料)对土壤结构性状的影响。试验结果表明,新材料显著改善供试土壤的物理性状,尤其对盐碱土作用显著,是一种很有前途的土壤结构改良剂。     

大气散落核素复合示踪在土壤侵蚀科学中的应用

介绍了大气散落核素7Be,210Pbex,137Cs复合在土壤侵蚀和泥沙来源领域中的研究进展，阐述了核素比率应用的原理，特点及其能更为敏感地反映土壤侵蚀速率和过程等优点，说明多元素复合示踪地推断不同侵蚀过程及估算土壤侵蚀速率方面的作用，论述了建立两核素相关深度曲线确定泥沙起源深度的应用原理和特点及其应用范围，并对各种方法进行 了简单的评价。     

川中丘陵区人工刨地耕作方式下紫色土坡耕地侵蚀速率的137Cs和210Pbex双核素示踪法研究

Purple soils are widely distributed in the Sichuan Hilly Basin and are highly susceptible to erosion, especially on the cultivated slopes. Quantitative assessment of the erosion rates is, however, difficult due to small size of the plots of the manually-tilled land, the complex land use, and steep hillslopes. 137Cs and 210Pbex (excess 210Pb) tracing techniques were used to investigate the spatial pattern of soil erosion rates associated with slope-land under hoe tillage in Neijiang of the Sichuan Hilly Basin. The 137Cs and 210Pbex inventories at the top of the cultivated slope were extremely low, and the highest inventories were found at the bottom of the cultivated slope. By combining the erosion rates estimates provided by both 137Cs and 210Pbex measurements, the weighted mean net soil loss from the study slope was estimated to be 3100 t km-2 year-1, which was significantly less than 6930 t km-2 year-1 reported for runoff plots on a 10°cultivated slope at the Suining Station of soil Erosion. The spatial pattern of soil erosion rates on the steep agricultural land showed that hoe tillage played an important role in soil redistribution along the slope. Also, traditional farming practices had a significant role in reducing soil loss, leading to a lower net erosion rate for the field.     

Background levels of minor elements in some Canadian soils

Background levels of some minor elements in 173 samples (53 soils) widely dispersed in Canada are summarized and discussed in relation to data for other soils in Canada and elsewhere. Mean levels (ppm) for the 173 samples are: Cr 43, Mn 520, Co 21, Ni 20, Cu 22, Zn 74, Se 0.3, Sr 210, Hg 0.06 and Pb 20. These are similar to means reported for soils of the United States and, with some exceptions, for world soils. Levels of several of the elements studied differed significantly among physiographic regions.The Ae (eluvial) horizons of Podzolic, Gleysolic and Luvisolic soils were markedly depleted, relative to the associated C horizons, of Mn, Co, Ni, Cu; depletion of Cr, Zn, Pb and Sr was less striking.Though levels of some minor elements are significantly correlated with other soil properties such as clay, organic C, Fe, etc., predictability of the levels of most minor elements from other soil properties is not good. One notable exception is that Sr in noncalcareous samples can be estimated from Ca.