基于137Cs的苏南丘陵区的土壤侵蚀和土壤养分研究

土壤侵蚀是中国最严重的环境问题之一,给生态和人类发展带来极大的影响。137Cs在土壤中的再分配和侵蚀小区土壤的运移之间紧密相关,用它做示踪剂可推算出土壤侵蚀的速率和空间分布,以及研究土壤侵蚀的空间变化和土壤迁移的空间分配。采用137Cs示踪技术对铜山地区的土壤侵蚀进行了研究,并进一步探讨了土壤侵蚀对土壤养分造成的影响。研究区137Cs的背景值为1 732.48 Bq/m2,随着土壤深度的增大,137Cs质量浓度呈对数下降的趋势。该研究区137Cs含量的范围是787.62~2 380.96 Bq/m2,土壤沉积和土壤侵蚀同时发生在研究区内,林地中137Cs含量最高,其次是竹林和茶园。TN、TP和SOC在不同用地类型中的分布也有差异。SOC与137Cs呈极显著的线性正相关,而137Cs与TN、TP之间相关性不显著。侵蚀运动对于土壤表层的影响最为显著,与背景区相比,侵蚀区和沉积区土壤表层（0~5 cm）的137Cs和SOC都有明显的损失,分别达到了31％、17％和45％、29％。研究结果表明：①林地抵抗土壤侵蚀的能力相较于茶园和竹林更强;②土壤侵蚀过程中土壤再分配对SOC、TN和TP的分布都会产生不同程度的影响,其中对于SOC的影响最强烈;③土壤侵蚀对于土壤表层的影响最为显著,土壤上层通常是养分最为集中的地方,因此土壤侵蚀造成的土壤养分的流失以及富集养分的径流污染下游河流,引起很多农业环境问题都值得被关注。     

137Cs在坡耕地中的分布特征及土壤侵蚀中的应用

选择一块长为31.5 m,宽为11.0 m,平均坡度为15.8°的矩形坡耕地作为研究对象,分别采集分层样和全样土壤样品,对土壤中的137Cs进行测试分析。结果表明,137Cs在此研究区的背景值为918 Bq/m2,受采样方式和测试仪器本身参数影响,其测定值与前人研究结果相比略有差异;137Cs在分层样和全样土壤中的分布特征均呈现自坡顶至坡底逐渐增加的趋势,表明坡耕地不同部位的土壤侵蚀大小依次为坡顶部>坡中部>坡底部。运用137 Cs示踪模型估算坡耕地的平均土壤侵蚀量为3793 t/(km2·a),属于中度侵蚀等级。     

铯137在土壤中的分布、迁移及应用综述

土壤中铯元素主要来源于核武器实验、核反应堆的放射性废物以及核电站核泄漏和核燃料处理厂的放射性废液。在土壤研究中,主要利用放射性核素铯~(137)(~(137)Cs)进行土壤侵蚀研究,能够简便、快速、准确地获取土壤流失、沉积和空间重新分布等详细信息。该文重点介绍了铯~(137)(~(137)Cs)在土壤中的分布及迁移特征与铯元素在土壤研究中的应用,探讨了铯元素在应用中存在的问题,并对后续的研究进行了展望。     

经济林营建后基于~(137)Cs示踪法的土壤侵蚀特征研究

土壤侵蚀问题一直是备受关注的热点问题,为了深入探究土壤侵蚀与土壤理化性质的相关性,利用~(137)Cs核示踪技术,在赣榆区针阔混交林以及由针阔混交林改造而成的山楂林、苹果林和板栗林四种林分进行采样分析,对该地区的土壤侵蚀特征进行定量评价。结果表明:①针阔混交林土壤~(137)Cs含量为546. 92Bq/m~2,经济林营造降低了土壤~(137)Cs含量。针阔混交林土壤年均流失厚度为0.79 mm,苹果林、山楂林和板栗林的土壤年平均流失厚度分别是针阔混交林的2.92倍、2.33倍和1.10倍。②研究区的土壤~(137)Cs与土壤全氮和土壤有机碳呈极显著正相关(P0.01),与土壤碳氮比呈显著正相关(P0.05),与其他土壤理化性质无显著相关关系。土壤~(137)Cs与粒径0.25 mm、0.25～0.5 mm及0.5～1 mm团聚体有机碳含量呈极显著正相关(P0.01),与粒径1 mm团聚体有机碳含量呈显著正相关(P0.05)。经济林营造使得土地利用方式改变在影响土壤侵蚀量的同时,也在影响不同土地利用方式的土壤部分养分指标和团聚体有机碳。     

137Cs和210Pbex示踪江西红壤区耕作土壤侵蚀速率的研究

[目的]准确估算江西红壤区土壤侵蚀模数,为该区土壤侵蚀状况评估和水土流失防治提供数据支持。[方法]选择江西省鹰潭市余江县中国科学院红壤试验基地的一个小流域作为研究区,运用137Cs与210Pbex示踪技术计算耕作土壤侵速率。[结果]江西红壤区137Cs与210Pbex的背景值分别为1 746.64和44 383.83 Bq/m2,耕地平均侵蚀速率为4 857.66 t/(km2.年)。[结论]不同耕地土壤137Cs与210Pbex含量存在差异,但整体趋势一致,即水稻田萝卜地花生地红薯地芝麻地;在耕作土中农作物不同,侵蚀速率也不同,大小顺序是芝麻地红薯地花生地萝卜地水稻田;红薯地和芝麻地为极强烈侵蚀,萝卜地、花生地、水稻田为强烈侵蚀。     

坡耕地土壤侵蚀对土壤化学性质的影响

运用137 Cs示踪了陕北安塞试区坡耕地土壤侵蚀量,并以室内分析的方法研究了黄土高原北部坡耕地土壤侵蚀与土壤性状的关系.研究结果表明,黄土高原坡耕地土壤侵蚀量在山坡中、上部是侵蚀最严为强烈的地带,而在坡顶侵蚀较弱,在坡下有土壤堆积;土壤全N、碱解N和速效K与水蚀及耕作侵蚀成线性相关;有机质、速效P、阳离子代换量及土壤质地则与水蚀及耕作侵蚀无显著相关.     

坡耕地土壤侵蚀对土壤化学性质的影响

运用 137 Cs示踪了陕北安塞试区坡耕地土壤侵蚀量,并以室内分析的方法研究了黄土高原 北部坡耕地土壤侵蚀与土壤性状的关系。研究结果表明,黄土高原坡耕地土壤侵蚀量在 山坡中、上 部是侵蚀最严为强烈的地带,而在坡顶侵蚀较弱,在坡下有土壤堆积;土壤全N、碱解N和 速效K 与水蚀及耕作侵蚀成线性相关;有机质、速效P、阳离子代换量及土壤质地则与水蚀及耕 作侵蚀无 显著相关。     

中梁山岩溶区坡耕地土壤侵蚀137Cs法研究

采用137Cs法对重庆中梁山岩溶区坡耕地进行了土壤侵蚀研究,结果表明:两个样地顶部侵蚀速率都大于10 000 t/(km2·a),是坡耕地土壤侵蚀最强烈的地方,坡耕地上部侵蚀速率为3 000-4 000 t/(km2·a)左右,而在耕地下部土壤出现堆积.样地多年平均土壤侵蚀速率分别为2 765,3 202 t/(km2·a),其均值相当云贵高原坡耕地土壤侵蚀的40.3%,三峡库区的39.9%,嘉陵江流域的54.1%,黄土高原的39.1%,土壤侵蚀绝对量不大、相对侵蚀强烈是岩溶山区的坡耕地土壤侵蚀的基本特点.     

中梁山岩溶区坡耕地土壤侵蚀137Cs法研究

采用^137Cs法对重庆中梁山岩溶区坡耕地进行了土壤侵蚀研究,结果表明：两个样地顶部侵蚀速率都大于10000t/（km^2·a）,是坡耕地土壤侵蚀最强烈的地方,坡耕地上部侵蚀速率为3000-4000t/（km^2·a）左右,而在耕地下部土壤出现堆积.样地多年平均土壤侵蚀速率分别为2765,3202t/（km^2·a）,其均值相当云贵高原坡耕地土壤侵蚀的40.3%,三峡库区的39.9%,嘉陵江流域的54.1%,黄土高原的39.1%.土壤侵蚀绝对量不大、相对侵蚀强烈是岩溶山区的坡耕地土壤侵蚀的基本特点.     

环境保护中示踪原子和辐射技术应用研究进展

介绍了稳定同位素C、N以及放射性元素7Be和137Cs作为示踪元素应用在土壤侵蚀与水土流失研究中所取得的最新研究进展,以及电子束辐照和γ射线辐照在工业废水处理的机理和重要进展,对环境保护中示踪原子与辐射技术的应用前景和存在的问题进行了评述,提出了化学方法和电子束辐射技术的联合工艺开发和应用将成为环境污染治理新的发展方向。     

一种新的锶超积累植物——串叶草

[目的]筛选适合污染区生长的超积累植物。[方法]采用野外采样法,以国内某核设施退役厂放射性污染区域为研究对象,测定了该区优势植物(共9科17种)和土壤中的~(137)Cs、~(90)Sr放射性含量,并进行了筛选与田间修复试验。[结果]污染区土壤~(137)Cs和~(90)Sr放射性含量的最大值分别为5.06×10~6和3.29×10~4Bq/kg,均超过国际规定活度限值;菊科串叶草对~(137)Cs的富集和转移系数均小于1.00,而对~(90)Sr的富集和转移系数分别是3.25和2.95,均大于1.00;串叶草具备~(90)Sr超积累植物特征且能修复土壤中5.9%的~(90)Sr,可推荐串叶草对~(90)Sr的污染土壤进行修复处理。[结论]首次发现并证实菊科串叶草是一种~(90)Sr超积累植物,为开展污染区域修复治理工作提供参考。     

水稻对~(137)Cs的叶面吸收

水稻不同生育期污染主茎单个叶片结果表明,１３７Ｃｓ向植株未污染部位的转移与污染叶的叶位有关,植株中的１３７Ｃｓ主要分布在茎叶中。受污染的水稻各部位１３７Ｃｓ积累量与污染量呈线性正相关,植株各未污染部位１３７Ｃｓ比活度大小顺序为叶＞茎＞根＞穗。     

Metabolic dissociation of short-lived barium-137m from its cesium-137 parent

At 4 to 7 days after Cs(137) administration, Ba(137m) was found to exceed Cs(137)-Ba(137m) equilibrium proportions in bone and plasma by factors of 3 and 14, respectively, in the living animal. This demonstrated the in vivo escape of Ba(137m) from sites of Cs(137) accumulation. Liver tissue was slightly deficient in Ba(137m), whereas tissues such as bone marrow and spleen showed little or no deviation from equilibrium.     

不同辐照强度和浸种时间对作物种子萌发的影响

[目的]研究不同辐照强度和浸种时间对作物种子萌发的影响。[方法]对5个农作物品种3个不同浸种时间的种子进行Cs~(137)γ射线2种剂量的辐照处理,研究其对不同作物品种发芽势、芽长及根长的影响。[结果]辐照对不同浸种时间的油菜和高粱种子萌发没有显著影响,辐照对浸种时间较长的水稻和大麦种子萌发有抑制作用,辐照对玉米干种子和浸种12 h种子萌发有促进作用。辐照对不同浸种时间的油菜和高粱种子萌发没有显著影响,但显著抑制了高粱芽和根的生长,也抑制了浸种后油菜芽和根的生长,说明辐照对种子萌发、芽长及根长的影响不同。[结论]该研究为进一步研究Cs~(137)γ射线对多种农作物种子的辐射敏感性差异提供了基础资料。     

Rating Fodder Areas on the Systems of Gullies and Ravines in the Central Russian Upland

The article presents the results of inspecting two gully systems with a total area of 800 hectares located on the land of the Tula Research Institute of Agriculture. The purpose of the study was recording the current status of pastures and grasslands exposed to radiation. The experimental data is obtained for the current status of old growth herbage: productivity, botanical and biochemical composition, agrochemical properties of the soil, and the degree of radioactive contamination of the soil and plants with ¹³⁷Cs on the slopes of different exposition and steepness. It is found that the most suitable rhizomatous species for land recultivation is awnless brome (Bromopsis inermis Leyss). Its content in old-growth herbage reached 70–98% on the bottoms of the gullies after more than 35 years since the grass was sown. The content of ¹³⁷Cs in dry matter in the conditions of radioactive contamination did not exceed the standard veterinary regulations (VR 13.5 13/06^–1) for hay (400 Bq kg^–1).     

蚕豆幼苗光合特性及抗氧化酶对Cs~+胁迫的响应

为研究蚕豆的光合特性及抗氧化酶在铯(Cs~+)胁迫下的响应特征,用浓度为0～200 mg/L Cs~+溶液浇灌盆栽蚕豆,模拟~(137)Cs随雨水沉降造成的土壤放射性污染,测定不同浓度Cs~+溶液浇灌下蚕豆幼苗的光合特性及抗氧化酶活性等的变化。结果显示,蚕豆叶片叶绿素含量随Cs~+浓度的增加呈现先增加后下降的趋势,低浓度Cs~+(25 mg/L)处理净光合速率(Pn)有所增加,高浓度(200 mg/L)处理Pn略有下降;蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)在一定程度上显著增加;蚕豆叶片的原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)等无显著性变化,非光化学淬灭系数(qNP)在50 mg/L和200 mg/L处理下显著升高,非光化学耗散增强;过氧化物酶(peroxidase,POD)和抗坏血酸(ascorbate peroxidase,APX)活性显著降低,POD和APX对Cs~+胁迫的响应要强于超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD);相关性分析表明,蚕豆的Pn和POD、APX活性与其体内Cs~+富集量呈一定的负相关关系。结果表明蚕豆对Cs~+胁迫的耐受性强,有较强的Cs~+富集能力,且主要蓄积在根中,安全性增强,在土壤铯污染修复中具有较大的应用潜力。