土壤利用方式对草原坑洼湿地沉淀物生长速率和成分变化的影响

为了明确大草原上土地使用对湿地沉积物和养分循环的影响,研究者分析了农田(CL)、保护性项目(CRP)和天然草原(NP)高地下形成的12个湿地中的土样,包括137Cs、210Pb和40K活性等指标。研究表明,CL湿地的线性沉积速率高于NP和CRP湿地,计算Cs初始和峰值出现时,CL湿地线性沉积速率分别是NP湿地的2.7和6倍,210Pb多出0.15 cm/a;计算Cs峰值出现时,CL湿地线性沉积速率是CRP湿地的4.4倍,然而NP和CRP湿地间线性沉积速率没有显著差异。相比于NP湿地,CL湿地增加了黏土、有机质、P、NO3、NH4浓度,降低了总C和N浓度。CRP湿地的养分含量在CL和NP中间。可见,种植增加了沉积物的线性沉积速率,沉积物的组成和化学特性发生了变化,表明了CRP在保护湿地排水以降低沉积物的价值。     

贵州省西南部麦岗水库沉积物的137Cs和210Pb测年与沉积速率研究

对贵州省西南部麦岗水库沉积物柱芯MG4-2,采用210Pb和137Cs法进行了测年与现代沉积速率研究.结果表明,该柱芯中存在这3个明显的137Cs蓄积峰,对应1964,1975,1986年3个计年时标.运用210Pb的恒定补给速率(CRS)模式计算得到的年代,总体上与137Cs法的结果吻合较好,但存在一定的偏差,特别是与1964年的计年时标的偏差较大,这可能是因为沉积物柱芯受到了一些人为扰动所致.两种核素测定的平均沉积速率在数值上有一定的偏差,但都反映了麦岗水库沉积物近几十年以来经历了从慢到快再到慢的沉积过程,初步推测,沉积速率的这种变化与人类活动有一定的关系.两种计年方法结合,相互印证,使计年和沉积速率的研究更为准确.     

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。     

基于~(137)Cs、~(210)Pb和CSLE的三峡库区小流域土壤侵蚀评估

综合应用137Cs和210Pb技术和中国土壤流失方程CSLE(Chinese soil loss equation)进行三峡库区腹地工农沟小流域土壤侵蚀的定量评价研究,尝试基于核素示踪技术计算的土壤侵蚀模数评估CSLE在库区林地小流域的估算效果。结果表明:(1)借助210PbexCRS计年模式获得了工农沟塘库沉积柱芯不同质量深度的沉积年代,与137Cs 1963年断代结果相比基本一致,定年结果可靠;(2)基于核素示踪技术(137Cs和210Pb)计算的小流域2002—2014年土壤侵蚀模数为269.09t/(km2·a),侵蚀强度属于微度侵蚀,年土壤侵蚀量为22.87t/a;(3)依据CSLE和考虑沟蚀因子的CSLE估算的小流域2002—2014年土壤侵蚀模数分别为256.07t/(km2·a)和317.53t/(km2·a),年土壤侵蚀量分别为21.77t/a和26.99t/a;(4)与核素计算的结果相比,CSLE和考虑沟蚀因子的CSLE的估算精度均≥80%,说明采用CSLE估算库区林地小流域土壤侵蚀量结果合理。     

近20年山东省典型农田土壤中重金属含量变化特征及积累速率估计

以山东省基本农田为研究对象,于2009年采集60个0 ～ 20 cm耕层土壤样本,分析了土壤中Cu、Zn、Pb、Cd有效态含量和全量,并与1989年调查资料比较,研究近20年山东省土壤重金属全量和有效态含量变化特征.结果表明:山东省农田土壤Zn、Cu、Pb全量均有样点超过国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995),其中有28.78％的样点Cu超标,5.26％的样点Zn超标,8.00％的样点Pb超标,所有调查样点均未发现Cd超标.近20年,山东省农田土壤中Pb全量变化幅度最大,与1989年相比,褐土区增加了5.81倍;Cd全量在棕壤中变化幅度最小,仅增加了1.33倍.Zn、Cu、Pb、Cd全量在3种土壤中变化幅度为:褐土＞潮土＞棕壤.与1989年相比,山东省农田土壤有效态Cu含量增加1.22 ～ 1.70倍,Zn增加了11.50 ～ 16.60倍.山东省土壤重金属积累速率,褐土≈潮土＞棕壤.Cu、Zn、Pb的积累速率和年变化速率明显高于20世纪七八十年代太湖地区水稻土,Cd的积累速率和年变化率远远低于太湖地区水稻土.     

准东煤田露天矿区土壤~(137)Cs剖面分布特征及侵蚀速率估算

为定量测算准东煤田露天矿区土壤风蚀量,采用放射性元素137Cs示踪法,对研究区各样点剖面土壤放射性活度进行分析。结果表明:非耕地137Cs分布于0—15cm的土层中,耕地达20cm土层;7个样点中,YN7、YN15为典型的侵蚀型剖面,YN5为沉积型剖面,YN18为典型的耕地型剖面,YN2分布层比较完整,呈负指数形式的分布曲线,是理想的背景值样点,YN19137Cs分布较浅,但表层却有较高的活度,表现为侵蚀—沉积复合型剖面。各样点的侵蚀速率分析表明:农田受人类耕作影响,侵蚀速率极小,为0.240t/(hm2·a);发生侵蚀的样点几乎都达到了剧烈侵蚀的标准;在半固定沙丘,由于地形作用,有风蚀颗粒的堆积;土壤表面板结在很大程度上阻止了风蚀现象的发生,甚至可能发生堆积,这主要取决于土壤类型。在干旱区,利用137Cs估算土壤侵蚀速率要综合考虑植被盖度、土地利用类型、地形、土壤类型等因子。     

黔西北麻窝山岩溶盆地沉积物断代的质疑

  据谢良胜等的2篇文章报道,黔西北麻窝山岩溶盆地近29年来平均沉积厚度1.33 m,沉积速率4.6 cm/a,流域平均侵蚀模数为2 900.55 t/(km2.a)。而根据笔者的研究成果,该岩溶盆地中央部位沉积物剖面中,表征1963年沉积的137Cs峰值深度为40 cm,减去犁耕层深度,1963年以来的沉积厚度为20 cm,年均沉积速率为0.44 cm/a,此值仅为谢良胜等研究结果4.6 cm/a的1/10。     

基于137Cs的新疆准东地区不同土地利用类型 土壤风蚀特征研究

风力侵蚀是准东干旱与半干旱地区土地沙漠化的关键因素,通过野外考察和土壤~(137)Cs取样分析,对准东地区不同土地利用类型下土壤~(137)Cs分布特征及风力侵蚀进行了初步研究。研究表明,不同土地利用类型土壤~(137)Cs剖面分布特征不同,~(137)Cs基本分布在0~20 cm,甚至更浅,~(137)Cs活度值介于0~65.50 Bq/kg;各样点~(137)Cs总量介于0~1 698.29Bq/m~2,其中背景值为1 698.29 Bq/m~2,不同地类~(137)Cs总量排序为:低平地草甸(背景值样点)灌丛沙堆荒漠草地砾石戈壁盐碱地耕地固定沙地半固定沙地风蚀裸地;估算出耕地和非耕地各样点的风蚀速率,耕地平均风蚀速率为744.50 t/(km~2·a),非耕地风蚀速率介于945.06~4 404.01 t/(km~2·a)之间,平均值为2 589.96 t/(km~2·a)。     

辽东湾沿岸土壤中~(137)Cs背景值及分布特征研究

在辽东湾沿岸区域采集了20个土壤表层样和7个非耕作土壤剖面样(其中一个为标准剖面),通过对采集的土壤样品中的137 Cs进行测量与分析,确定该区域土壤中137 Cs的背景值,并探讨了土壤中137 Cs的分布特征。结果表明,研究区137 Cs的背景值为(1 704±40)Bq/m2;表层土壤中137 Cs的比活度范围为0.84～19.90Bq/kg,不同土地利用类型表层土壤中的137 Cs比活度有明显差异,比活度高低依次为:草地>盐碱地>耕地;非耕作土壤剖面中137 Cs的总量范围为65～1 535Bq/m2,大部分土壤剖面中137 Cs呈指数递减分布,且剖面中的137 Cs发生不同程度的流失,而受到沉积扰动作用的剖面中137 Cs分布无规律。通过探讨辽东湾沿岸区域土壤中137 Cs的背景值及137 Cs的分布特征,为利用137 Cs示踪技术定量研究该区域物质输移和辽东湾沉积物来源提供依据。     

侵蚀泥沙研究的137Cs核示踪技术

^137Cs是上世纪50-70年代大气核试验产生的核尘埃，1963年产出量最大，半衰期30．1a。^137Cs主要伴随降水降落到地表，随即被土壤颗粒吸附，^137Cs以后的迁移主要伴随被吸附土壤颗粒的运移。上世纪80年代以来，^137Cs示踪技术已广泛应用于侵蚀泥沙研究中。简要介绍了^137Cs示踪技术的基本原理，和在黄土高原、长江上游等地侵蚀速率测定，泥沙来源调查，塘库沉积物断代等研究中的一些应用实例。     

青海共和盆地土壤风蚀的137Cs法研究

选择青海共和盆地作为研究区 ,探讨1 37Cs法在土壤风蚀研究中应用的可行性。通过野外考察和大量的1 37Cs取样分析 ,初步查明了共和盆地不同类型地表的1 37Cs含量及其剖面分布 ,确定了区域1 37Cs背景值为 2 691 78± 196 0 8Bqm- 2 ,建立了风蚀速率的1 37Cs评估模型 ,估算出四个样方的土壤风蚀速率 ,并由此转化为区域风蚀速率 ,计算出共和盆地区域土壤风蚀速率为 12 5 5 6thm- 2 a- 1 ,通过蚀积平衡检验 ,其误差水平小于 10 %。     

黔北坡面林地土壤侵蚀与微量元素迁移研究

选择黔北遵义地区岩溶坡面林地作为研究对象,研究岩溶坡面林地土壤侵蚀空间分布特征,深入揭示碳酸盐岩岩溶地区在地表水力侵蚀作用下土壤表层(0-30cm)微量元素再分配及迁移机理,利用137 Cs示踪技术研究区域内各个采样点的土壤物理侵蚀强度,并结合地球化学方法,以Ti作为不活化参比元素,获得坡面林地土壤微量元素在地表侵蚀作用下迁移和富集特点。结果表明:坡顶、坡中和坡脚土壤剖面137Cs面积活度分别为100.52,846.74,1 626.23Bq/m2,坡顶、坡中小于本底值,坡脚大于本底值;坡顶和坡中侵蚀速率分别为4 854,1 922t/(km2·a),坡脚沉积速率为3 160t/(km2·a);Li、Cs、Cu、Cd等元素迁移系数均值顺坡降低;Co、Pb、U、Ta和Nb顺坡升高;Ti、Th、Cr、W顺坡变化不明显。137 Cs面积活度从坡顶到坡脚呈上升趋势,坡顶和坡中土壤侵蚀强度分别属于中度侵蚀和轻度侵蚀,坡脚属于沉积点。Li、Be、Rb、Cs、Ba、V、Cu、Cd易在坡顶富集,以化学迁移为主;Co、Pb、Sb、U、Zr、Hf、Ta、Nb易在山底富集,Co、Pb、Sb、U存在一定的化学迁移,但以物理迁移为主,Zr、Hf、Ta、Nb为物理迁移;Ti、Th、W没有明显的富集现象,未发生迁移。     

二百方子沼泽湿地沉积物重金属分布特征研究

选取霍林河下游二百方子沼泽湿地为研究对象 ,采用重力沉积芯采样钻钻孔采样与剖面切割采样相结合的方法 ,采集了 8个沉积柱芯及剖面 ,对沉积物重金属元素Cu、Zn、Cr、Ni、Co、Pb、Fe、Mn及pH、总有机碳 (TOC)、全氮 (TN)在剖面中的分布进行高分辨率研究。结果显示 ,剖面上部沉积物表层沉积序列内已明显富集了Fe、Mn、Zn等重金属 ,并与TOC含量呈显著相关。与此相反 ,大多数沉积柱芯下层的重金属含量相对较低并接近地球化学天然背景水平。研究表明 ,高分辨率取样易找出元素间相关性。越靠近河流 ,淹没频率越高 ,沼泽湿地表层沉积物中重金属元素含量越高。     

郑汴路路旁土壤重金属积累及其潜在风险评估

为研究郑汴路路旁土壤重金属污染状况和潜在风险,选取郑汴路杏花营段和圃田段为研究对象,通过计算表层土壤重金属积累速率、年变化率,分析了路旁土壤中Pb、Cd、Ni、Cu、Zn和Cr的含量与分布、积累状况及潜在污染风险。结果表明:Cu、Cr、Cd、Zn和Pb为交通源重金属,含量峰值出现在距路基10~50 m之间。公路运营时间越长,路旁土壤重金属含量越高;通车密度越大,重金属积累速率越大。2个断面交通源重金属平均积累速率均为ZnPbCrCuCd,年变化率均为CdCrPbZnCu;圃田断面积累率和年变化率均高于杏花营断面。2个断面Pb、Cd、Cr和Cu的潜在风险为正值,其中以Cd的风险最大;圃田断面Pb、Cd、Cr和Cu的潜在污染风险高于杏花营断面。杏花营断面土壤Zn潜在风险为负值,表明已经发生污染。     

7Be在示踪土壤侵蚀和沉积物中的研究探讨

环境放射性核素137Cs和210Pb为测量土壤侵蚀和沉积速率提供了一种重要的方法。然而这两种核素只能提供中长期(45年和100年)的土壤再分配的速率,因此有必要研究示踪个别事件或短周期的土壤再分配的速率作为示踪中长期土壤再分配速率的有益补充,7Be(半衰期53.3 d)作为自然放射性核素,能够满足示踪个别事件或短周期的土壤再分配的需要,越来越受到广泛的关注。土壤再分配过程一般是自然和人为因素共同引起的,需要评价他们各自对土壤再分配过程的影响程度,用于评价土地利用和水土保持措施的效果,更为重要的是用于土地资源可持续利用和环境保护。讨论了7Be产生规律以及沉降特点,阐述了7Be在土壤再分配过程中的示踪原理,并对现有土壤侵蚀定量估算模型进行阐述并改进了模型,提出了今后应用7Be技术的研究方向。     

红壤侵蚀沉积点^137Cs垂直剖面分布特征

研究了红壤农田和荒地侵蚀沉积点中 1 3 7Cs的剖面分布特征 ,结果表明 ,沉积点在 1 7cm处有明显的峰谷 ,农田沉积点 1 3 7Cs含量要高于荒地 ;经估算 ,两沉积点的沉积速率相近 ,1 96 3年以来为 1 .0 3 cm/ a,近 2 0年约为 0 .74cm/ a;沉积点的 1 3 7Cs分布显示该区域侵蚀有减小的趋势 ;1 3 7Cs活度与有机质存在较好的相关性 ;1 3 7Cs在侵蚀研究中具有重要意义     

基于137Cs的土壤沉积速率的定量模型

在假设137Cs在耕层中得到充分混合而变得均一的基础上,根据质量平衡原理建立了一个根据农业耕作土壤剖面中137Cs的沉积量和土壤沉积量之间关系的定量模型.在建立模型的过程中,充分考虑了137Cs的衰变常数,年沉降分量,耕层厚度和采样年份等因素.模型的模拟结果表明,137Cs的沉积量与年平均土壤沉积量之间的关系是一种复杂的曲线关系.     

不同土地利用类型下土壤-作物铅的积累特征及其健康风险分析

潜在有毒污染物对人体的暴露及其健康风险是当前环境研究中的一个主要问题,重金属Pb对人体具有较大毒性,为此通过对研究区菜地、稻田、果园、旱地、茶园等5种典型土地利用类型402个土壤和同步采集的作物样品的测试分析,探讨了不同土地利用方式对土壤及其种植作物Pb积累的影响。研究结果表明,不同土地利用方式下,土壤Pb积累的程度不同,菜地土壤Pb积累程度最高,果园土壤Pb积累程度最低。方差分析结果表明,菜地土壤与茶园、果园土壤之间,茶园土壤与菜地、稻田、旱地土壤之间Pb含量存在显著差异性。研究区不同土地利用方式对作物Pb积累的影响较大,水稻Pb平均含量最高,水果Pb平均含量最低。不同作物之间Pb含量也存在显著性差异,水稻Pb含量显著高于其他4种作物,水果和蔬菜Pb含量则远低于其他3种作物。利用定性风险分析技术,对不同土地利用类型下土壤Pb对人体健康的风险商值进行了计算。结果表明,不同土地类型土壤Pb对人体健康的风险商值为稻田〉菜地〉旱地〉果园,尤其是稻田和菜地土壤Pb对人体健康的风险较大,均存在土壤Pb含量对人体健康造成危害、处于不可接受的样点,居民面临较大健康风险,应采取积极措施对这两种土地利用类型下土壤Pb污染进行治理和修复。     

施用富铜锌猪粪对低丘茶园土壤及茶叶重金属积累的影响

为了解施用富铜锌畜禽粪对低丘茶园红壤及茶叶重金属积累的影响,设计施用化肥、化肥+猪粪、单施猪粪和2倍于单施猪粪的猪粪用量4个施肥处理,进行为期4年的观察研究。结果表明,施用猪粪可预防土壤酸化,有利于红壤肥力的提高。适量施用猪粪可提高土壤Cu和Zn含量,改善茶树Cu和Zn营养状况。无论是施用化肥、化肥+猪粪,还是单施猪粪(或2倍猪粪用量),连续施用4年对土壤Pb、Co、Ni、Hg和As含量均无明显的影响,不会引起这些元素的明显积累。但过量或长期施用富含Cu和Zn猪粪,可引起土壤Cu、Zn和Cd显著积累,积累量可超过它们的土壤环境质量标准值。施用化肥、化肥+猪粪、单施猪粪和2倍于单施猪粪的猪粪用量4个施肥处理的土壤Cu的年积累速率分别为0.39,2.05,4.29,9.22mg/(kg·a),土壤Zn的年积累速率分别为0.43,4.78,10.55,22.44mg/(kg·a)。土壤中积累的Cu主要向有机质结合态和交换态转化,Zn主要向交换态、有机质结合态和氧化铁结合态转化。建议在茶园施用富含Cu和Zn畜禽粪时应注意控制施用量,不宜长期连续施用。     

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。