施肥和翻耕措施对减少水稻吸收137Cs的效应

应用盆栽试验和模拟小区试验相结合,研究增施磷肥和钾肥、土壤翻耕后对减少水稻植株(尤其是稻谷)中137Cs积累的效应.结果表明,增施钾肥可以使土壤中代换性137Cs活度明显降低,从而有效地减少水稻植株中137Cs的积累,施用量按每公顷922.5kg硫酸钾表现最好.增施磷肥的作用表现不稳定,施用量较低时表现为水稻植株中137Cs积累量减少,但磷肥施用量增高时,表现为促进作物吸收137Cs.翻耕土壤能够有效地降低水稻植株中137Cs的积累.     

水稻对~(134)Cs的吸收和~(134)Cs在水稻-土壤中的分配

试验表明,水稻对~(134)Cs的吸收,孕穗期吸收速率最快;土壤理化性质不同,吸附~(134)Cs的能力有差异;不同生育期灌溉~(134)Cs溶液,水稻对其吸收量不同,离成熟期近,吸收得多;灌溉次数多和灌溉水中~(134)Cs活度高,水稻吸收的~(134)Cs也多。糙米经精白加工后,可使~(134)Cs的污染减少22.6—45.6％;~(134)CS在水稻各部位比活度大小的顺序为糠>根>稻草>谷壳>精白米;活度以稻草中最高,占水稻植株总活度的51.4％,糙米、根和谷壳分别占28.4％。11.8％和8.4％:~(134)Cs在土壤中移动很少,有95.1％集中在0—2.5cm的表土层内;~(134)Cs在水稻-土壤中的分配为6.1％:93.9％;K~+抑制水稻对~(134)Cs的吸收,K~+浓度与水稻中~(134)Cs比活度之间呈指数回归形式。     

植物对~(137)Cs污染土壤的修复

选用了南瓜、油菜、虎尾草、红梗叶甜菜、东升叶甜菜和红甜菜等几种植物,通过盆栽模拟,研究不同活度137Cs污染的广东大亚湾水稻土、浙江秦山水稻土和北京褐土的生物修复作用。结果表明,供试植物在3种土壤上均对137Cs有较强的吸收能力,并随137Cs施入量的增加而增加,两者呈显著正相关r2=0.9989。在污染水平相同的情况下,试验发现,虎尾草、油菜和南瓜所吸收137Cs的比活度随土壤的pH值降低而增加。6种植物的生物修复能力差异较大,综合评价结果为,对137Cs污染土壤修复能力的顺序是:虎尾草>油菜>红梗叶甜菜>南瓜>红甜菜>东升叶甜菜。     

拔节至开花期控水对冬小麦氮素吸收运转的影响

以中麦8号为试验材料,采用盆栽的试验方法,应用15N同位素示踪技术,研究拔节至开花期不同土壤水分含量对小麦氮素吸收运转特性和氮肥回收利用的影响,以期为合理控水,提高氮肥利用率和降低氮肥损失提供理论依据。结果表明:在该试验条件下,小麦吸收的氮素中,肥料氮占34.69%~39.74%,土壤氮占60.26%~65.31%;中度水分处理(土壤相对含水量70%)籽粒氮素积累量最高,干旱处理(土壤相对含水量55%)开花期植株营养器官氮素积累量、籽粒氮素积累量最低,湿润处理(土壤相对含水量85%)开花期植株氮素积累量最高;与干旱和湿润处理相比,中度水分处理显著提高花后籽粒氮素同化量,减少了当季施入氮肥的土壤残留量;与干旱处理相比,中度水分处理和湿润处理均提高了氮肥利用率,降低了氮肥损失。综上所述,拔节至开花期中度水分处理为籽粒氮肥利用率最高的最佳处理。     

土壤增氧方式对其氮素转化和水稻氮素利用及产量的影响

以3种不同生态型水稻品种中浙优1号(水稻)、IR45765-3B(深水稻)和中旱221(旱稻)为材料,比较研究了不同增氧方式(T1-增施过氧化钙、T2-微纳气泡水增氧灌溉、T3-表土湿润灌溉和CK-淹水对照)下稻田土壤氮素转化和水稻氮素吸收利用特性。结果表明:1)增氧处理明显改善土壤氧化还原状况,3种增氧方式下土壤氧化还原电位均高于CK。稻田增氧促进土壤氮素硝化,在分蘖期和齐穗期T1、T2和T3的土壤硝化强度和脲酶活性均显著高于CK,反硝化强度显著低于CK。2)不同增氧处理对水稻氮素吸收的影响不同,在拔节期、齐穗期和完熟期3品种的植株氮素积累量均表现为T1、T2显著高于CK,而T3显著低于CK;在完熟期,T1处理下中浙优1号、IR45765-3B和中旱221植株氮素积累量分别较CK增加了21.2%、13.2%和17.0%,而T2处理下3品种的植株氮素积累量分别较CK增加了14.3%、6.9%和9.1%。3)与CK相比,T1和T2显著提高水稻籽粒产量和收获指数,氮素籽粒生产效率与CK无显著差异,而T3显著增加水稻氮素干物质生产效率和氮素籽粒生产效率。可见,施用过氧化钙和微纳气泡水增氧灌溉能有效改善稻田土壤氧化还原状况,不仅显著提高水稻产量,而且显著增强稻田氮的硝化而减少氮素损失,从而提高水稻氮素积累量和氮素收获指数。     

内蒙古太仆寺旗北部地区不同地表类型~(137)Cs含量及其分布特征

选择内蒙古太仆寺旗北部地区为研究区,采用野外取样和室内分析,初步探讨了不同土地利用类型地表(灌丛沙堆、草地、耕地)的137Cs含量及其分布特征。研究表明,在0～30cm深度,137Cs活度平均值为4.97±0.31Bqkg-1,137Cs总量平均值为2149±133.8Bqm-2。不同地表137Cs活度排序为草地耕地灌丛沙堆,137Cs总量的排序为:灌丛沙堆草地耕地。灌丛沙堆的137Cs活度和137Cs总量的变异系数(ν=S/X)分别达到了146.1%、142.1%,而草地和耕地的137Cs活度和137Cs总量的变异系数分别为63.90%、74.67%和62.98%、55.61%。通过典型样点的深度分布可以看出,灌丛沙堆137Cs剖面分布形态大体符合侵蚀-沉积剖面,草地137Cs剖面为负指数分布,耕地地表137Cs分布比较均匀。     

~(137)Cs技术研究岩溶高原湿地小流域土壤侵蚀特征

运用137Cs技术研究了威宁草海沙河小流域不同土地利用方式和地貌部位的土壤侵蚀特征。结果表明:研究区137Cs的背景值为879Bq·m2;农耕地土壤剖面中137Cs中呈均匀分布,非农耕地土壤剖面中呈指数递减分布;不同土地利用方式下,137Cs的面积活度值从大到小为灌丛地人工草地农耕地,土壤侵蚀模数值为农耕地草地灌丛地;不同地貌部位土壤中,137Cs面积活度值从大到小为下坡中坡上坡,侵蚀模数值变化为上坡中坡下坡。小流域年均侵蚀模数为:1254.9t·(km2·a)-1,灌丛地侵蚀模数为462.6t·(km2·a)-1,人工草地为630.4t·(km2·a)-1,农耕地为3311.8t·(km2·a)-1。因此,在小流域水土流失综合治理过程中,农耕地是治理的重点。     

~(137)Cs在土壤中的污染行为与钾盐的防治效果

本研究结果表明 ,在污染水平相同的情况下 ,不同土壤对春小麦吸收137Cs有很大影响 ,植株中137Cs的比活度相差几十倍。在同一种土壤、不同污染水平下 ,春小麦对137Cs的吸收与土壤中137Cs的污染水平呈正相关。在137Cs污染的土壤上施用钾盐可以降低春小麦植株对137Cs的吸收。防治效果与钾盐施用量有关 ,本试验结果为土壤阳离子代换量 1 / 3 0的量施用效果最好 ,使植株中的137Cs比活度降低 84 74%～88 89% ,与不施钾盐的对照组的差异十分显著     

镇江地区不同地类土壤侵蚀~(137)Cs法初步研究

选择江苏镇江地区作为研究区,采集仑山水库附近的12个土壤剖面共116个土壤样品,运用137Cs示踪方法,探讨了撂荒地、油菜地、茶园、林草地、林地、水稻田6种地类的137Cs含量及其侵蚀模数。研究表明:该区土壤中的137Cs背景值为1760.48Bq/m2。在0—50cm深度范围内,137Cs含量平均值为844.03Bq/m2,土壤侵蚀模数平均值为2642.89t/(km2.a)。不同地类按137Cs含量的大小排序,非耕作土为林草地>撂荒地>林地,耕作土为水稻田>油菜地>茶园;按土壤侵蚀模数的大小排序,非耕作土为林地>撂荒地>林草地,耕作土为茶园>油菜地>水稻田。非耕作土为轻度侵蚀,耕作土多为中度到强烈侵蚀。     

桂西北倒石堆型岩溶坡地土壤的137Cs分布特点

为了查明岩溶坡地土壤的137Cs分布特点,以判别137Cs法是否适用于岩溶坡地土壤流失量的测定,在桂西北开展了倒石堆型岩溶坡地土壤137Cs分布特点的研究.结果表明,无侵蚀的岩溶坡地土壤137Cs空间分布具有土壤的137Cs面积活度远低于区域本底值、表层土壤<2 mm样品的137Cs比活度高、137Cs空间分布变异大等特点.产生这种现象的主要原因是:(1)粒度粗,土层薄,137Cs吸附总量有限;(2)岩溶坡地裸石面积比例大,137Cs降尘核爆期间流失比例高;(3)土壤中碳酸盐颗粒的溶蚀,促进了吸附137Cs尘埃的洗失等.合理解释无侵蚀岩溶坡地表层土壤的137Cs面积活度低于137Cs本底值的现象,对评价137Cs法测定岩溶坡地土壤流失量的适用性至关重要.研究表明,不宜用现行的137Cs示踪方法测定岩溶坡地的土壤流失量.     

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。     

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。     

紫色丘陵区小流域土壤侵蚀产沙空间分布的 137Cs法初步研究

该文通过紫色丘陵区响水滩小流域不同土地利用类型、不同坡度和坡长、不同地貌部位土壤剖面中 ¹³⁷Cs含量的测定与分析，对其侵蚀空间分布进行了估算。研究结果表明：该流域 ¹³⁷Cs含量的背景值为1870 Bq/m²；流域内坡耕地、林地的年平均侵蚀强度分别为4468、1759 t/(km²·a)；土壤侵蚀量与坡长、坡度均指数相关；丘顶、丘坡和鞍部的年平均侵蚀强度分别为2125、4676、3625 t/(km²·a)。结果表明土地利用类型、坡长和坡度、地貌部位对土壤侵蚀量影响很大，坡耕地是该流域泥沙的主要来源。     

土壤侵蚀~(137)Cs测定的示踪法原理及其常用模型

简要介绍了137Cs示踪法在土壤侵蚀研究中的应用,内容包括137Cs示踪的基本原理,用于耕地及非耕地土壤侵蚀的常用模型,如非耕地的指数分布模型,耕地的比例模型、容量模型和质量平衡模型,同时对以上几种耕地模型的建模假设、计算公式和应用限制进行了对比分析。     

137Cs法测算梁峁坡农耕地土壤侵蚀量的初探

本文介绍了¹³⁷Cs法测算农耕地土壤侵蚀量的基本原理和方法。梁峁坡农耕地和梯田5个土壤剖面的¹³⁷Cs含量的测定结果表明,土壤剖面的¹³⁷Cs总量很好地表征了农耕地的侵蚀程度。根据卡钱诺斯基和奎因（Kachanoski and Quine）1987年分别提出的曲线和本文提出的公式求得的侵蚀模数值和实测资料分析值基本吻合。     

基于土壤~(137)Cs监测的土壤侵蚀与有机质流失——以密云水库为例

本文运用137Cs核素示踪技术,研究北京重要的水源供应地密云水库周边地区及白河上游地区土壤侵蚀状况与有机质流失状况及其相互之间的量变关系。试验结果表明:0～20cm土层中山坡上137Cs含量低于坡中、坡下,但若山顶具有缓坡或山角下具有陡坡则137Cs含量变化规律相反。根据水利部标准与土壤137Cs监测结果,密云水库周边大部分地区基本属于轻度侵蚀和中度侵蚀,部分地区侵蚀情况严重,达到了剧烈侵蚀的程度。不同土地利用方式对土壤有机质分布有很大影响,有机质含量分布为灌丛>林地>果园>农田;上游地区有机质含量高于水库周边地区土壤,表明人为活动加剧了土壤侵蚀和有机质的流失。对于景观单一,地域较小的采样区进行三次曲线数学模拟,其相关系数高达0.9左右,表明在监测土壤137Cs、210Pb含量变化的同时,可以利用小区域数学模型直接预报预测土壤有机质含量的变化。     

基于FRN技术的我国不同地区典型土壤保持措施的有效性评价

选择中国西南-东北样带4个典型土壤侵蚀区,包括位于长江上游的西昌,黄土高原延安,北方风蚀区的丰宁和东北黑土区的拜泉,应用环境放射性核素(FRN)技术研究了不同土壤保持措施在减少土壤侵蚀、改善土壤质量方面的作用。在西昌,137Cs和210Pbex的测定结果表明,不同植被覆盖结构减少土壤侵蚀的作用为:灌木>有地被物的乔木>草类>无地被物的乔木;在延安,利用137Cs示踪技术对坡地景观的产沙量估算结果表明,梯田和林草地相对于坡耕地产沙量分别减少了49%和80%,林草地的土壤有机质、碱解氮和速效磷含量相对于坡耕地分别增加了255%、198%和18%,梯田土壤有机质、碱解氮和速效磷含量分别增加了121%、103%和162%,而土壤容重分别降低了1.6%和6.4%;在丰宁,对7Be的测定结果表明,与传统耕作方式相比,4年免耕+作物高留茬(50～56cm)和免耕+作物低留茬(25cm)分别使土壤侵蚀速率下降44%和33%;在拜泉,通过137Cs测定结果发现,坡改梯使土壤流侵蚀降低14%,等高耕作使土壤侵蚀量减少了34%。研究结果说明,灌木林覆盖、林草复合结构是控制西南侵蚀山地土壤侵蚀的优选生物配置措施,梯田和林草复合结构在控制黄土高原土壤侵蚀和改善土壤质量方面有重要作用,免耕+高留茬措施是我国北方风蚀区防治土壤侵蚀退化的有效措施,等高耕作应当成为防治东北黑土区土壤侵蚀的关键措施。     

运用β多样性的测度方法探讨不同人为干扰强度对米槠林乔木层的影响

定量转换模型的选用是137Cs技术测量土壤侵蚀速率的一个关键,从最初的经验公式到现在的理论模型,形成了定量转换模型的两大主要类型。对常用模型建立的原理、适用范围和不足之处进行了分析。其中的质量平衡模型(包括不同的版本)因基于137Cs沉降、吸附、再分布等物理过程和相对精确而受到众多研究者的青睐。其局限性表现在:为方便计算而过度简化与实际过程或为充分考虑实际过程而过多引入无法准确测定的参数。剖面分布模型和扩散迁移模型与质量平衡模型有相似的缺点。由于各模型的假设原理和计算公式不尽相同,使用相同137Cs损失值估算出来的侵蚀速率差值甚至可以超过一个数量级。现有理论模型的完善和操作性较强的模型开发将是137Cs技术发展的主要方向之一。     

黑河中游山前平原区土地利用变化对土壤侵蚀的影响

在GIS技术的支持下,利用137Cs含量的分异规律对土壤侵蚀的发生、分布进行了研究,并对不同土地利用背景下土壤侵蚀的空间分布规律进行了定量研究。通过137Cs强度的空间差异,分析了土壤侵蚀的强度及区域差异,及其与区域土地利用、土地覆盖变化的相互关系。结果表明:(1)黑河中游山前平原区属中度侵蚀,其土壤侵蚀强度依次为荒地>耕地>草地,草地开垦为耕地将加剧土壤侵蚀;(2)研究区内每年耕作土地的土壤侵蚀量达0 2亿t,草地的土壤侵蚀量达0.4亿t,荒地的土壤侵蚀量达1 2亿t,区内每年由这3类主要土地利用类型造成的土壤侵蚀量约为1.8亿t;(3)近20年来黑河中游山前平原区土壤侵蚀量总体呈现增加的趋势,其西部为强风蚀地区,荒漠化日益严重,南部沿山洪积扇区土地资源的大规模开发利用,在造成本区域土地恶化的同时,加剧了中部及中北部地区向荒地演化的趋势。     

北方土石山区土壤侵蚀对土壤质量的影响

沂蒙山区是我国北方典型的土石山区,当地土壤由片麻岩、砂岩发育而来,质地疏松易流失,目前缺乏对土壤侵蚀监测的长期观测数据。以山东省沂蒙山区某一小流域为研究对象,利用137Cs示踪技术与杨氏土壤侵蚀等模型,对该流域坡耕地与非耕地的土壤侵蚀速率进行了初步估算,坡耕地土壤侵蚀速率5 961.6 t/km2.a,坡地非耕地侵蚀速率2 530.5 t/km2.a,并探讨了土壤侵蚀对土壤质量的影响。研究结果表明:整个研究流域土壤侵蚀严重,土壤侵蚀量大的区域,土壤有机质、全氮等含量相对较低,而土壤全磷含量变化和缓,总体上土壤质量状况较差。该研究对我国北方土石山区土地资源的合理开发利用和生态环境保护具有积极的意义。