中国季风区土壤137Cs背景值研究

 通过测定山东沂蒙山区、江苏苏南丘陵区以及云南滇池流域背景点样品中土壤137Cs活度,探讨了土壤剖面中137Cs的分布状况,发现不同地区不同质地的土壤137Cs 的分布深度有所不同。非耕地137Cs活度呈指数型分布,且与分布深度表现出很强的相关关系;耕地中137Cs活度呈深度分异上的均一性。确定了这几个地区137Cs的背景值分别为1 737.1、1847.2和918.0 Bq/m2。地区土壤137Cs背景值的确定使得 137Cs示踪技术研究土壤侵蚀退化状况、侵蚀和沉积的空间分布成为可能,为土壤资源的可持续利用、土壤侵蚀的经济损益评估及水土保持措施评价等提供有力的技术支持。     

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.     

137Cs 示踪技术背景值研究进展与建议

利用环境核素137Cs示踪技术研究土壤侵蚀被越来越多的科研人员所采用,而背景值的确定是利用该技术研究土壤侵蚀的前提和根本,直接关系到侵蚀速率计算的准确与否。本文从137Cs背景值采样点的选取方式,137Cs全球空间分布预报模型以及影响137Cs沉降因素等方面进行了总结性综述,对137Cs背景值研究应注意的问题和今后研究重点提出了建议。     

东北黑土中137Cs背景值研究

通过测定东北黑土背景点样品中137Cs活度,探讨了土壤剖面中137Cs的分布特征,对因风蚀造成背景点土壤表层137Cs的沉积进行了校正,得出了黑土的137Cs背景值,为水蚀风蚀两相侵蚀地区土壤137Cs背景值的确定提供了新思路。结果表明:黑土背景点土壤剖面中137Cs比活度的分布呈指数型,其拟合方程为Cs=76.744e-0.2566h,相关系数达到0.994。剖面中75.7%的137Cs分布在0～5cm的表层中,92.5%的137Cs分布在0～10cm的土壤上层;黑土的137Cs背景值为2463.64Bq/m2,与平坦黑土耕地中137Cs的沉降总量接近,可以利用该背景值进行黑土侵蚀速率的估算。     

阳洼流域土壤137Cs的空间分布及侵蚀研究

利用137Cs示踪技术,研究了宁南黄土高原阳洼流域土壤137Cs的空间分布和侵蚀特征.研究结果表明,流域137Cs背景值为1 966.99 Bq/m2,流域内不同土地利用方式下土壤137Cs比活度不同,且有比较明显的137Cs比活度分异.流域内林草地土壤剖面137Cs呈现指数分布模式,坡耕地剖面的137Cs则呈均匀分布模式.不同土地利用方式下土壤137Cs的面积活度表现为沟台＞林草地＞农耕坡地,其中农耕坡地、沟台地土壤侵蚀、沉积表现出较大的变异,变异系数达65%以上.阳洼流域土壤侵蚀模数与137Cs比活度呈现出相反的分布趋势,但都明显具有斑块状和条带状分布的特点.流域土壤以中、强度侵蚀为主,中、强度侵蚀面积占流域总面积的46%,在流域土壤侵蚀防治中坡耕地仍是治理的关键.     

确定137Cs背景值所需的采样点数与采样面积

137Cs背景值的确定是利用核示踪技术研究土壤侵蚀的前提和根本,直接关系到侵蚀速率计算的准确与否。而大部分研究对137Cs背景值的确定均采取随机采样,没有统一的采样点数与确定的采样面积。本研究利用网格加密采样法,对未扰动地和长期耕种且未平整的农耕地各两块样地的137Cs背景值空间变异进行了分析,结果表明：在未扰动地与农耕地采样地块,137Cs采样点数与背景值空间变异系数都存在指数回归关系;在未扰动地块137Cs背景值存在较大空间变异性,且随着网格面积的扩大137Cs空间变异系数表现为增加趋势,在0.25m2范围内选取最少11个样点才能满足试验精度;在农耕地采样地块,因长期的耕种作用使得137Cs在耕层中混合相对均匀,137Cs背景值空间变异性显著变小,最少选取7个样点就能满足试验精度,且不受采样面积的影响。     

沂蒙山区土壤侵蚀的137Cs示踪法初步研究

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,缺乏对泥沙侵蚀监测的长期观测数据。本研究采集了山东省沂蒙山区某一小流域的48个土样共72个样品,利用137Cs示踪技术,确定该地区土壤中的137Cs背景值约为1 740 Bq m-2,并利用杨浩等人的土壤侵蚀定量模型,对该流域土壤侵蚀进行了初步估算。估算结果表明该地区非耕地土壤侵蚀的平均速率为2 531 t km-2a-1,坡耕地土壤侵蚀的平均速率为6 953 t km-2a-1。由于人类耕作活动以及地形的影响,坡耕地土壤侵蚀严重,土壤侵蚀速率在坡面上呈复杂变化。当地土壤流失严重,使得土壤涵蓄水能力下降,加剧了洪涝、干旱灾害的发生,影响当地农业的可持续发展和人们生活水平的提高。     

宜兴茶园土壤侵蚀及生态影响

茶园是苏南丘陵坡地的一种典型利用方式 ,其上发生的土壤侵蚀及产生的生态影响不容忽视。而要测度土壤侵蚀 ,137Cs示踪法是目前使用较多的一种有用工具 ,但要用此法 ,需找到研究区的137Cs背景值 ,并建立合适的估算模型。本文在对宜兴茶园研究时 ,确定了这里的137Cs背景值为 2 2 0 0Bqm- 2 ,并建立了估算耕作土壤的较合理的模型h =Hc× (Cref-Ct) /(Cref-Cin)。在此基础上衡量了研究对象的土壤侵蚀量 ;并进一步探讨了由此引发的生态影响 ,包括土层减薄、土壤质地改变和养分流失这样的直接影响 ,以及与之相应的一些间接影响 ,如能耗增加、水体富营养化及土地适宜性变化等 ;并且 ,还采用等值侵蚀模数这个指标 ,在与其他地区尤其是黄土和红壤区比较中揭示了苏南地区土壤侵蚀的生态危害的严重性     

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。     

宁南黄土高原阳洼流域137Cs分布及侵蚀特征研究

利用137Cs示踪方法,对宁南黄土高原阳洼流域土壤137Cs分布及土壤侵蚀进行了初步研究。结果表明:流域137Cs基准值为(1 966.99±112.06)Bq/m2。流域内林草地土壤剖面137Cs呈指数型分布,坡耕地137Cs在耕层内呈均一分布。受坡位影响,坡耕地上坡137Cs质量活度为中、下坡的25.14%~27%。流域内坡耕地土壤侵蚀最高,平均为3 889.95 t/km2,自然荒坡最小,仅为坡耕地的17.83%,坡耕地是流域泥沙的主要侵蚀溯源区。阳洼流域土壤侵蚀存在明显的空间格局,不同土地类型下土壤137Cs面积活度、土壤侵蚀模数呈斑块状镶嵌分布,以靠近流域西南边界、中部及东南部区域土壤侵蚀模数最大,平均侵蚀速率在3 405.59~7 080.73 t/(km2.a),沉积与侵蚀明显区域间有过渡区域。坡度是影响该流域土壤侵蚀空间变化的主导因子,但土壤侵蚀速率并不简单随坡度增加而增大,它还受土地利用方式、坡位、降雨等因素影响。     

用^137Cs法探讨苏南坡地的土壤侵蚀

与黄土和红壤地区相比 ,学术界对苏南丘陵区土壤侵蚀的关注要少得多 ,也许是这里的土壤侵蚀的绝对数量不大 ,然而 ,苏南地区的土壤侵蚀引起的生态影响却不容忽视 ,如因土壤侵蚀造成的养分流失对水体的影响及土层减薄都远超过黄土区。为了探讨苏南土壤侵蚀的生态影响 ,首先是要了解土壤侵蚀的状况 ,在这方面 13 7Cs示踪法是一种非常有用的工具 ,可是要使用此法 ,必须要解决两个问题 ,一是确定研究区的背景值 ,二是建立估算土壤侵蚀的模型。经过较长时间的研究 ,确定苏南地区的 13 7Cs背景值为 2 2 0 0 Bq/m2 ;并根据基本物理含义 ,建立了耕地与非耕地的土壤侵蚀模型 ,用这 2个模型并借用其他学者提供的土壤沉积模型 ,对宜兴竹园及茶园两个坡地的土壤侵蚀与沉积作了估算。在此基础上 ,又尝试着简单探讨了土壤侵蚀引起的土层及养分流失的生态影响     

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。     

利用137Cs示踪技术评价东北黑土侵蚀和沉积过程

Soil and water losses through erosion have been serious in the black soil region of Northeast China. Therefore, a sloping cultivated land in Songnen Plain was selected as a case study to： 1） determine the ^137Cs reference inventory in the study area; 2） calculate erosion and deposition rates of black soil on different slope locations; 3） conduct a sensitivity analysis of some model parameters; and 4） compare overall outputs using four different models. Three transects were set in the field with five slope locations for each transect, including summit, shoulder-slope, back-slope, foot-slope, and toe-slope. Field measurements and model simulation were used to estimate a bomb-derived ^137Cs reference inventory in the study area. Soil erosion and deposition rates were estimated using four ^137Cs models and percentage of ^137Cs loss/gain. The ^137Cs reference value in the study area was 2 232.8 Bq m^-2 with ^137Cs showing a clear topographic pattern, decreasing from the summit to shoulder-slope, then increasing again at the foot-slope and reaching a maximum at the toe-slope, Predicted soil redistribution rates for different slope locations varied. Among models, the Yang Model （YANG-M） overestimated erosion loss but underestimated deposition. However, the standard mass balance model （MBM1） gave predictions similar to a mass balance model incorporating soil movement by tillage （MBM2）. Sensitivity analysis of the proportion factor and distribution pattern of ^137Cs in the surface layer demonstrated the impact of ^137Cs enrichment on calculation of the soil erosion rate. Factors influencing the redistribution of fallout ^137Cs in landscape should be fully considered as calculating soil redistribution rate using ^137Cs technique.     

中国土壤侵蚀的^137Cs法研究进展

土壤侵蚀研究的 13 7Cs法具有简单、快速、准确的优点 ,目前已广泛应用于土壤侵蚀和泥沙来源研究。中国土壤侵蚀的 13 7Cs法研究经历了 :模仿与个体探索、群体深入研究和国际合作研究、推广应用几个阶段。在世界上占据了应有的地位。中国 13 7Cs研究主要集中于 :13 7Cs本底值、土壤侵蚀量计算模型、土壤侵蚀速率和相对产沙量等几个方面。今后 13 7Cs与其他核素结合研究土壤侵蚀 ,将具有更加广阔的前景     

中国西南薄层砾石土喀斯特坡地土壤的137Cs分布特点

The fallout radionuclide cesium-137(137 Cs) has been widely employed as a tracer for assessment of soil loss from thick uniform soils;however,few studies have been conducted on thin stony soils on slopes underlain by carbonate rocks which are widely distributed in karst areas.Information derived from 137 Cs measurement of soil samples collected along a carbonate rock slope with thin stony soil where neither soil erosion nor deposition occurred was used to investigate the characteristics of 137 Cs redistribution in a karst area of Southwest China.The results indicated that the 137 Cs inventories of the surface soil on the slope studied were much lower than that of the local 137 Cs reference inventory and the 137 Cs activities were much higher than those on slopes with thick uniform soils.The spatial distribution of 137 Cs inventories was characterized by considerable variation.The high 137 Cs depletion in the stony soil of the slope studied was mainly because a considerable proportion of the fallout input of 137 Cs could be lost with runoff and the dissolution of carbonate particles in the soil promoted the loss of 137 Cs.These demonstrated that the rates of soil loss could not be estimated from the degree of depletion of the 137 Cs inventory relative to the local reference inventory for the thin stony soil of the rocky slope underlain by carbonate rocks in the study area in the way that has been widely used in areas with thick uniform soils.     

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。     

三峡库区紫色土坡耕地土壤侵蚀的137Cs示踪研究

坡耕地是三峡库区的重点水土流失区和河流泥沙的主要来源地.采用~(137)Cs示踪技术对三峡库区紫色土坡耕地的土壤侵蚀速率进行了定量研究.结果表明,新政小流域的~(137)Cs本底值为1 420.9 Bq/m~2;平均坡度为11.4°的缓坡耕地的~(137)Cs面积活度介于398.5～1 649.6 Bq/m~2之间,坡长加权平均值为816.0Bq/m~2;采用改进的简化质量平衡模型计算了坡耕地的土壤侵蚀速率,结果得出该坡地的土壤侵蚀模数介于-3 358.8～4 937.4 t/(km~2·a),其加权平均值为1 294.6 t/(km~2·a).受犁耕作用的影响,坡耕地两个坡段的土壤侵蚀速率随坡长增加大致都呈下降趋势,并在坡段下方出现了堆积.坡耕地土壤侵蚀速率不高的原因,一方面是由于所研究坡耕地属于缓坡,坡度较小,另一方面则是由于当地农民总结出了一套有效防止水土流失的耕作方式,使得土壤侵蚀强度大大降低.