放射性核素~7Be在土壤侵蚀研究中的应用现状及前景

本文介绍了~7Be目前在土壤侵蚀研究中的应用现状 ,并提出了今后~7Be示踪土壤侵蚀的研究方向     

三峡库区紫色土坡地~7Be空间分布研究

利用~7Be示踪法研究了三峡库区坡耕地和休耕地在两时段不同降雨强度条件下~7Be本底值变化以及坡面土壤侵蚀空间分布特征.结果表明,两个时间段土壤~7Be本底值面积活度分别为304.0 Bq/m~2和441.7 Bq/m~2,从深度分布看,两次~7Be本底值剖面分布在整体上是相似的,~7Be主要分布在0-18 mm表层,4月13日55.2%的~7Be和5月20日73.6%的~7Be分布在地表0-3mm.随着深度的增加,~7Be含量递减,18mm以下基本不含~7Be.从顺坡分布看,降雨量较小的时间段,坡耕地和休耕地上~7Be在顺坡不同部位分布的差异不显著;在降雨量较大的时间段内,坡耕地和休耕地上~7Be在顺坡不同部位分布有显著差异.坡耕地在顺坡5-10m处发生明显侵蚀,休耕地由于苎麻篱的拦沙作用,坡面~7Be面积活度呈现减少-增加-减少-增加的变化特征.     

~7Be示踪技术在坡面土壤侵蚀研究中的应用

利用放射性核素示踪研究土壤侵蚀已成为国际社会普遍关注的热点问题之一。7Be是一种在地球大气中由于宇宙射线轰击氧原子和氮原子靶核而产生的一种天然放射性核素,作为一种自然产生的、短寿命的放射性核素,它具有同137Cs2、10Pb、226Ra等放射性核素相似的示踪价值。介绍了7Be的应用背景、来源、示踪原理和7Be示踪技术现有的土壤侵蚀速率定量估算模型,提出了在我国应用7Be示踪技术开展土壤侵蚀的建议。     

7Be示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用

摘要：利用放射性核素示踪研究土壤侵蚀已成为国际社会普遍关注的热点问题。^7Be作为一种自然产生的，短寿命的(半衰期53．3d)放射性核素，具有特殊的示踪价值。介绍了^7Be的来源、散落特征及其在土壤颗粒中的存在形态，阐述了^7Be示踪技术现有的土壤侵蚀速率定量估算模型，提出了我国开展^7Be示踪土壤侵蚀过程研究的建议。     

~7Be含量平衡方法在土壤侵蚀估算中的应用

利用核素示踪技术为研究土壤侵蚀开辟了新的途径,特别是7Be半衰期较短、仅分布于地表几厘米范围内、和土壤颗粒紧密结合等特点,使得其具备了评估短期内地表利用状况改变、水土保持措施等人为活动对地表土壤迁移的影响程度的潜能。介绍了7Be含量平衡方法在短期内土壤侵蚀估算中的应用,指出了该方法的一些不足,并展望了其应用前景。     

137Cs法估算宁镇山脉地区黄棕壤侵蚀作用的初步研究

宁镇山脉地区的土壤主要是由下蜀黄土母质发育形成的黄棕壤,不合理的开发和利用导致植被覆盖坡坏严重,致使该地区长期以来遭受强烈的土壤侵蚀作用.137Cs示踪法是目前运用较多的一种有用工具,在国内外已经广泛地应用于估算中长期(50余年)以来的土壤侵蚀量.该研究采集了江苏省句容市某一小流域的土壤样品,利用137Cs技术首次确定了该地区土壤中的137Cs背景值为1 820 Bq/m2.并结合相关的非耕作土和耕作土的侵蚀模型,对该流域的土壤侵蚀量进行了初步估算.结果表明,该地区非耕作土壤侵蚀速率的大小依次为:次生林地稀疏马尾松林稀疏灌木林荒草地,耕作土壤侵蚀速率的大小依次为:菜地旱地水田.非耕作土的侵蚀强度多为轻度侵蚀,由于人类活动的干扰,耕作土的侵蚀强度为中度和强度侵蚀,实施退耕还林工程可以减轻土壤侵蚀速率.     

利用7Be研究侵蚀性降雨前后坡面土壤侵蚀空间分布特征

结合野外调查方法,利用7Be示踪法研究了直形坡侵蚀性降雨发生前后坡面土壤侵蚀空间分布特征。结果表明,侵蚀性降雨发生前,在20m坡长范围内,7Be在坡面不同部位分布的差异性不显著;而全年侵蚀性降雨结束后,7Be在坡面不同部位分布有显著差异。侵蚀性降雨发生后表层土壤中7Be含量及其侵蚀性降雨发生前后表层土壤7Be含量的差值皆随坡长的增加而减少,表明坡面土壤侵蚀随坡长增加呈增加趋势。坡面不同部位发生剥蚀或沉积过程有较大的差异,坡面上部距分水岭0～5m坡长范围内主要发生沉积现象;而在8～15m坡长范围内,土壤侵蚀以剥蚀过程为主,且土壤侵蚀最严重。     

7Be在生态系统中的行为研究进展

本文对7Be随降水到达地表后,土壤对7Be的吸附解吸机理以及影响吸附解吸的因子、植被对7Be的截留和吸收、径流泥沙中7Be的分配比例等7Be再分配问题的研究成果进行了综述,简要介绍了7Be在土壤侵蚀研究中的应用进展,并对今后的研究方向提出一些建议。     

宁镇地区黄棕壤土壤颗粒组成与~(137)Cs含量关系研究

土壤粒组组成对137Cs含量及其再分配过程具有决定作用,因此,137Cs吸附的粒度效应研究是运用其示踪土壤侵蚀的重要环节。宁镇地区代表性样点的土样测试与数据分析结果表明,黄棕壤耕作土不同粒级的土壤颗粒对137Cs有着不同的吸附效应:(1)2μm和2～5μm粒级土壤颗粒对137Cs有着较强的吸附能力;(2)5～10μm和10～50μm粒级的土壤颗粒含量与137Cs质量活度之间存在着明显的负相关;(3)50μm粒级的土壤颗粒含量与137Cs质量活度之间的关系较为复杂;(4)数据分析结果中出现的一些偏差可能与侵蚀作用所造成的颗粒分选以及沉积区物源复杂有关。     

荒草地小区土壤侵蚀的7Be示踪研究

通过裸露地小区和荒草地小区7Be示踪对比研究,发现坡面植被覆盖对利用7Be示踪估算坡面土壤侵蚀速率有较大影响.在Walling等提出的7Be示踪估算裸露坡面土壤侵蚀速率模型中引入植被因子,估算有植被覆盖坡面的土壤侵蚀速率,结果显示修正后模型计算值与小区实测值比较接近,说明增加植被因子后的模型能够很好估算有植被覆盖坡面的土壤侵蚀速率,有关结果可为深入研究植被覆盖与土壤侵蚀之间的响应关系提供有效手段.     

~7Be示踪法估算土壤侵蚀速率模型计算结果比较

在总结现有7Be示踪法估算土壤侵蚀速率模型的基础上,通过坡耕地径流小区野外模拟降雨实测侵蚀资料,比较了Walling、杨明义和Wilson等所建的利用7Be示踪法估算土壤侵蚀速率模型的计算结果,并验证各模型的准确度。结果表明,对于不发生细沟侵蚀的小区,3个模型的计算值都有较高的准确度,但Wilson模型相对其它两个模型计算结果误差较大;对于发生细沟侵蚀的小区,Walling模型和杨明义模型估算坡面细沟间侵蚀量的绝对差值较小,但大于不发生细沟侵蚀小区的绝对差值;Wilson模型能够比较准确计算坡面的总侵蚀量,与实测值相比较,相对误差为3.59%～14.47%,不发生细沟侵蚀的小区相对误差大于发生细沟侵蚀的小区。随着侵蚀强度的增大,3个模型计算结果的准确度呈降低趋势。     

黄土高原农耕地坡面侵蚀过程的^7Be示踪试验研究

定量研究坡面次降雨条件下不同侵蚀类型随时间的变化规律,利用传统研究方法很难解决,利用7Be在土壤表层剖面中呈指数减少的趋势,且主要分布在0～10mm的表层范围内的特点,利用137Cs在耕层土壤剖面中分布比较均匀的趋势,运用复合示踪法定量研究了坡面次降雨条件下不同侵蚀类型的发生、发展。研究结果表明,7Be可以更敏感地反映侵蚀过程中所发生的坡面片蚀状况,并将坡面片蚀和细沟侵蚀类型随时间的变化定量区分开来。另外,利用7Be示踪法计算了细沟侵蚀量,并与传统研究方法得出的结果进行了比较。     

典型黑土区坡耕地土壤微生物群落数量的空间分布研究

选取土壤侵蚀较严重的黑龙江省宾县宾州河流域为研究区,通过采集流域上、中和下游6个典型坡面的坡上、坡中和坡下部土壤样品,分析了坡耕地土壤微生物群落数量在流域和坡面尺度上的分布规律,并比较了土壤微生物群落数量空间分布与土壤侵蚀空间分布的关系。结果表明,在流域尺度上,土壤微生物总数量和细菌数量均表现为:下游>中游>上游土壤真菌数量表现为:上游>下游>中游土壤放线菌数量表现为中游最大,而上游和下游数量相当。在坡面尺度上,土壤微生物总数量和细菌数量均呈现:坡中部<坡上部<坡下部,土壤真菌数量呈现:坡下部<坡中部<坡上部,土壤放线菌数量呈现:坡中部<坡下部<坡上部。研究表明,流域土壤微生物总数量和土壤细菌数量的空间分布皆与侵蚀-沉积速率的空间分布相对应,反映出侵蚀-沉积速率是影响该流域土壤微生物群落数量的主要因素。     

安溪县崩岗侵蚀空间分布特征探讨

崩岗侵蚀以其侵蚀量巨大危害严重而成为最严重的土壤侵蚀类型,以福建省崩岗侵蚀最严重最典型的安溪县为研究对象,采用实地调查结合GIS的空间分析的方法,全面分析全县的崩岗侵蚀窄间分布特征,为进行全县的崩岗侵蚀治理提供科学依据,同时也为全省乃至全国其它地区提供借鉴.研究结果表明:安溪县有崩岗12 828个,侵蚀面积2 305.42 hm~2,居全省之首,崩岗个数和面积分别占全省49.29%和31.41%,75.15%崩岗处于活动状态,是全省崩岗侵蚀最严重的地区,形态多样、类型齐全而以瓢形、混合形和弧形为主,全县24个乡(镇)都有崩岗发育,集中分布在东部,特别是东南部的官桥和龙门一带,数量、面积、大小级别、形态和发育阶段等方面都在空间分布上都大致呈现出由东南向西北递减的趋势,因此进行安溪县崩岗侵蚀防治的总体布设应该以东南部的官桥和龙门为主,重点治理的力度由东南向西北递减.     

基于7Be示踪和细沟沟网分形维数研究坡面土壤侵蚀

本文试图结合7Be示踪和分形理论定量化描述降雨对坡面的侵蚀过程。7Be示踪结果显示,降雨初期,坡面细沟间侵蚀贡献率高,细沟侵蚀贡献率低,随着降雨的进行,细沟间侵蚀贡献率降低,而细沟侵蚀贡献率增大并处优势,在降雨后期,细沟间侵蚀贡献率又有增大的趋势。整个降雨过程坡面细沟沟网分形维数整体呈增大趋势,在细沟发育中前期增加快,后期增加变缓,中间有波动。细沟沟网分形维数与总侵蚀量和细沟侵蚀量均呈正相关,分维变与相对应总侵蚀量和细沟侵蚀量也均呈正相关,但与细沟侵蚀量的相关性最好,说明细沟沟网分形维数可表征细沟发育过程和坡面侵蚀强度的变化。     

典型黑土区坡耕地土壤碱性磷酸酶和有机质空间分布研究

以东北黑土侵蚀严重区宾州河流域为研究区,通过采集流域上游、中游和下游6个典型坡面及各坡面不同坡位的土壤样品,分析坡耕地土壤碱性磷酸酶和土壤有机质在流域和坡面尺度的空间分布特征及其与土壤侵蚀的关系。结果表明,在流域尺度上,坡耕地土壤碱性磷酸酶活性和土壤有机质含量均表现为下游 > 中游 > 上游,坡面尺度上总体表现为坡面上部 < 坡面中部 < 坡面下部的趋势,且坡位对土壤有机质分布的影响较其对土壤碱性磷酸酶活性的影响更为明显。土壤碱性磷酸酶活性与土壤有机质间存在极显著的正相关关系。流域土壤碱性磷酸酶活性和有机质空间分布与土壤侵蚀空间分布相对应,反映出土壤侵蚀是影响该区耕层土壤碱性磷酸酶活性和土壤有机质含量的主要因素。