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。     

强度耕作对137Cs、210Pbex和有机质剖面分布的影响

很少有关于直接测定强度耕作侵蚀引起土壤退化过程的报道.我们的目的是确定应用137Cs和210Pbex直接定量评价耕作侵蚀对土壤有机质(SOM)坡面运移影响的可能性.我们在黄土高原陡坡耕地上进行了50次犁耕活动,并将与其相临的另一块陡坡耕地作为对照.在对照坡地不同坡位,137Cs浓度均匀分布于上部0～30 cm土层,而210Pbex浓度在坡上部和坡中部随土层深度增加呈现线性递减,在坡下部呈指数函数递减.0～30 cm土层中土壤有机质含量显著大于30 cm深度以下土层,并在坡中部和坡下部呈现与210Pbex类似的土壤剖面分布特征.与对照坡地比较,50次犁耕活动导致坡上部、坡中部0～45 cm土层的SOM含量分别降低了38%和47%,坡下部0～100 cm土层中的SOM含量却提高了18%.坡上部土壤剖面中137Cs浓度的加权平均值从1.48 Bq/kg降低到0.29 Bq/kg, 坡中部从2.53 Bq/kg减少到0.33 Bq/kg,坡下部从1.48 Bq/kg提高到2.81 Bq/kg.210Pbex浓度的剖面加权平均值在坡上部从27.71 Bq/kg下降到6.15 Bq/kg,在坡中部和坡下部分别从35.46 Bq/kg和25.53 Bq/kg降低到1.57 Bq/kg和19.40 Bq/kg.137Cs和210Pbex的剖面分布与SOM在p<0.001水平呈显著相关,相关系数R2值在对照坡地为0.81～0.86,在犁耕实验坡地为0.86～0.91.实验结果表明,环境放射性核素137Cs和 210Pbex在黄土高原陡坡地遵照同一物理运移机理,可直接应用于定量评价耕作侵蚀与土壤质量的关系.     

雅鲁藏布江中游地区土壤侵蚀的137Cs示踪法研究

雅江中游地区林草地土壤侵蚀强度的137Cs示踪法研究表明,林草地土壤剖面的137Cs总量,可以很好地表征土壤的侵蚀程度.研究区137Cs本底值介于830.6～1 114.0Bq/m2之间;林草地平均土壤侵蚀强度介于341～1 971t/km2.a,影响林草地土壤侵蚀强度的主要因子为林草地覆盖度,其次为坡度.     

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。     

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。     

强度耕作对^137Cs、^210Pbex和有机质剖面分布的影响

很少有关于直接测定强度耕作侵蚀引起土壤退化过程的报道。我们的目的是确定应用137Cs和210Pbex直接定量评价耕作侵蚀对土壤有机质(SOM)坡面运移影响的可能性。我们在黄土高原陡坡耕地上进行了50次犁耕活动,并将与其相临的另一块陡坡耕地作为对照。在对照坡地不同坡位,137Cs浓度均匀分布于上部0～30cm土层,而210Pbex浓度在坡上部和坡中部随土层深度增加呈现线性递减,在坡下部呈指数函数递减。0～30cm土层中土壤有机质含量显著大于30cm深度以下土层,并在坡中部和坡下部呈现与210Pbex类似的土壤剖面分布特征。与对照坡地比较,50次犁耕活动导致坡上部、坡中部0～45cm土层的SOM含量分别降低了38%和47%,坡下部0～100cm土层中的SOM含量却提高了18%。坡上部土壤剖面中137Cs浓度的加权平均值从1.48Bq/kg降低到0.29Bq/kg,坡中部从2.53Bq/kg减少到0.33Bq/kg,坡下部从1.48Bq/kg提高到2.81Bq/kg。210Pbex浓度的剖面加权平均值在坡上部从27.71Bq/kg下降到6.15Bq/kg,在坡中部和坡下部分别从35.46Bq/kg和25.53Bq/kg降低到1.57Bq/kg和19.40Bq/kg。137Cs和210Pbex的剖面分布与SOM在p<0.001水平呈显著相关,相关系数R2值在对照坡地为0.81～0.86,在犁耕实验坡地为0.86～0.91。实验结果表明,环境放射性核素137Cs和210Pbex在黄     

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。     

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.     

黔西北麻窝山岩溶盆地沉积的新资料

给出麻窝山岩溶盆地环境近期变化的调查结果和沉积剖面137Cs深度分布的新资料,以回复吴攀先生的《论黔西北麻窝山岩溶盆地土壤堆积记录———兼答张信宝先生》一文(简称"吴文")。新资料表明:1)麻窝山岩溶盆地20世纪70年代前不是长期的湖泊环境。1958年落水洞阻塞,盆地下部低洼地段积水成湖,1973年泄流洞打通后,湖泊消失,复为农田。2)吴文和本文的盆地沉积物137Cs深度分布空间格局基本一致,其差异主要是:吴文的盆地下部3个孔,除剖面中下部部分层位含137Cs,且137Cs含量多高于2 Bq/kg外,其他大部分层位不含137C;本文的盆地下部3个孔,除剖面中下部个别层位不含137Cs外,其他大部分层位含137Cs,且活度多低于2 Bq/kg。因吴文未给出有关137Cs量测精度的探头类型和型号、检测限值、样品测量、量测时间和测试误差等技术参数,本文没有讨论吴文和我们的剖面土层137Cs活度存在差异的原因。     

江苏省句容地区137Cs背景值研究

土壤侵蚀问题是当今世界面临主要环境问题之一,137Cs示踪作为一种应用于土壤侵蚀研究比较成熟的方法,其背景值的确定是前提.本研究通过两个疑似背景值点样品的采集,探讨了耕地土壤剖面137Cs活度的分布特征、增加样品的采集数量,并且与其他研究者的研究进行对比,确定江苏省句容地区137Cs的背景值为1820.36 Bq/m2.此活度与江苏省其他地区的背景值接近,可以用该背景值进行土壤侵蚀速率以及农业非点源污染负荷估算.     

^137Cs技术对长江三角洲丘陵区小流域土壤侵蚀初步估算

采集了长江三角洲丘陵区某一小流域的 8个土壤剖面共 2 6个样品 ,通过分析发现该小流域的土壤 1 37　Cs含量与采样深度之间具有比较良好的线性关系 (0 .98>R2 >0 .6 9) ;以坡顶作为参考点 ,提出该地区土壤中的 1 37Cs背景值约为 2 40 0 Bq/m2 ;建立了基于 1 37Cs技术的土壤侵蚀定量模型 ,并对该流域土壤侵蚀量进行了初步估算 ,结果表明侵蚀最严重的丘坡中部马尾松林地占总侵蚀量 38.2 3% ,坡麓的菜园土壤亦达 32 .89%。因而 ,对坡中和坡麓地貌部位采取相应的保护措施 ,可有效地防治水土流失带来的各种危害。     

~(137)Cs示踪法估算滇池流域土壤侵蚀

用13 7Cs示踪法探讨滇池流域的土壤侵蚀表明 ,不同利用方式农田的侵蚀量从 2 2 4t km2 yr(菜地 )～ 345 6t km2 yr(园地 )。与太湖地区相比 ,粗放的耕作方式也改变了当地农田的侵蚀排序。特别是土壤中的13 7Cs含量为 35 5～ 872Bq m2 ,比世界其他许多地区都低 ,却与青藏高原相邻地区的数值相近。原因可能是气候特点及远离核试验中心。经与其他方式所得结果比较可见 ,用13 7Cs示踪法研究滇池流域的中长期土壤侵蚀既简便快速又合理可行。     

南方红壤区土壤~(137)Cs在不同土地利用类型下的分布研究

137Cs作为土壤侵蚀的示踪剂得到广泛的应用,研究发现不同地区土壤中,137Cs分布有一定差别。以南方红壤为研究对象,对滇池流域不同土地利用下137Cs分布状况进行了研究。结果显示:137Cs空间分布的变化规律受地形空间分异因素的影响。在水平方向上,137Cs空间分布的差异是由于含137Cs土壤颗粒中重新分布和迁移流失造成的;在垂直方向上,剖面分布特征明显,不同土地利用类型由于人类活动以及自然下渗作用而有含量与深浅的差别。这对137Cs示踪土壤侵蚀的模型选择、土壤侵蚀程度判断甚至重新建模都具有积极的指导意义。     

Concentrations of Radionuclides (<Superscript>226</Superscript>Ra, <Superscript>232</Superscript>Th, <Superscript>40</Superscript>K,and <Superscript>137</Superscript>Cs) in Chernozems of Volgograd Oblast Sampled in Different Years

Data on the concentrations of natural (²²⁶Ra, ²³²Th and ⁴⁰K) and artificial (¹³⁷Cs) radionuclides and on the physicochemical properties of chernozems sampled in different years are presented. In 1952, upon the creation of the Penza-Kamensk state shelterbelt, three deep (up to 3 m) soil pits were examined within the former arable field under two-year-old plantations of ash and maple along the transect crossing the territory of the Beloprudskaya Experimental Station of the USSR Academy of Sciences in Volgograd oblast. The samples from these pits were included into the collection of dated soil samples of the Dokuchaev Central Soil Science Museum. Five pits were examined along the same transect in 2009: three pits under shelterbelts (analogues of the pits studied in 1952) and two pits on arable fields between the shelterbelts. In the past 57 years, certain changes took place in the soil structure, bulk density, and the content and composition of humus. The salt profile of soils changed significantly under the forests. The comparison of distribution patterns of natural soil radionuclides in 1952 and 2009 demonstrated their higher contents at the depth of 10–20 cm in 2009 (except for the western shelterbelt). Background concentrations of natural radionuclides in parent materials and relationships between their distributions and the salt profiles of soils have been determined; they are most clearly observed is the soils under shelterbelts. Insignificant contamination with ¹³⁷Cs (up to 34 Bq/kg) has been found in the samples of 2009 from the upper (0–20 cm) horizon. The activity of ¹³⁷Cs regularly decreases from the east to the west; the highest concentrations of this radionuclide are found in the topmost 10 cm. This allows us to suppose that ¹³⁷Cs was brought with aerial dust by eastern winds, and the shelterbelts served as barriers to the wind flow.     

宁南黄土高原土壤137Cs分布与相关影响因子研究

利用137Cs示踪方法,对宁南黄土高原阳洼流域纵断面土壤137Cs分布及相关影响因子进行了初步研究。结果表明:流域纵断面137Cs面积活度随坡面海拔和水平距离的变化,表现为一种不规则的波动振荡趋势。随海拔降低,纵断面上、中部137Cs面积活度逐步下降,有明显的土壤侵蚀发生;坡面下部137Cs面积活度最高,泥沙沉积的再分布现象明显。流域内林草地剖面土壤137Cs呈指数型分布,坡耕地、梯田137Cs在耕层内呈均一分布,其分布模式与各土地类型土壤有机质的分布状态完全一致。相关分析表明,两者在P<0.01水平达到极显著相关(r2=0.336,n=417)。土壤137Cs的损失和土壤有机质的移动具有相同的物理路径和运移机制;农耕坡地土壤137Cs面积活度随坡度增加有逐步降低的趋势;土地利用方式、坡度、耕作活动是影响纵断面土壤137Cs空间异质性的主要因素。137Cs示踪方法是研究土壤侵蚀空间分布的一种有效工具。     

西南喀斯特小流域地表、地下河流细粒泥沙来源的137Cs和磁化率双指纹示踪研究

在黔中喀斯特高原农林复合生态系统峰丛谷地小流域,利用¹³⁷Cs和磁化率双指纹因子对碳酸盐岩表层土壤(坡地和坝地)、深层土壤(沟道和洞穴/裂隙)以及碎屑岩夹层岩屑3类来源开展指纹特征分析,通过多元混合模型对流域暴雨过程侵蚀悬移质泥沙进行指纹复合示踪,并计算小流域地表及地下出口输出泥沙的主要来源及相对贡献率。结果表明:¹³⁷Cs和磁化率在碳酸盐岩表层土壤、深层土壤以及碎屑岩夹层岩屑3类来源存在显著差异,流域内表层土壤、深层土壤和碎屑岩夹层岩屑的¹³⁷Cs和磁化率平均含量分别为3.39 Bq/kg和310.07×10^-8 m^3/kg、0.50 Bq/kg和180.69×10^-8 m^3/kg、0 Bq/kg和7.02×10^-8 m^3/kg。表层土壤、深层土壤和碎屑岩夹层岩屑对流域地表出口泥沙的相对贡献分别为16.2%,4.3%和79.5%,拟合优度为99.97%;表层土壤、深层土壤和碎屑岩夹层岩屑对流域地下出口泥沙的相对贡献分别为<0.1%,37.9%和62.1%,拟合优度为83.80%。喀斯特流域泥沙来源区别于其他碎屑岩流域具有的特点为:(1)碳酸盐岩风化表层土壤来源少,对河流泥沙贡献小,主要贡献于地表河流。(2)无论流域地表出口还是地下出口,河流泥沙来源主要为流域中碳酸盐岩所夹的少量(地面物质组成<10%)的碎屑岩夹层岩屑。(3)深层土壤略有贡献,地下河流贡献比例高于地表河流。另外,¹³⁷Cs和磁化率可作为双指纹示踪物较好地示踪喀斯特小流域地表、地下河流泥沙来源和确定相对贡献率。     

~(137)Cs示踪采煤沉陷坡土壤侵蚀及其对土壤养分的影响

为更好地理解矿区土壤退化机理,该文利用137Cs技术研究了焦作矿区具有15a沉陷历史的采煤沉陷坡土壤侵蚀特征及其对土壤养分的影响。沉陷坡137Cs含量从坡顶到下坡逐渐降低,及至坡脚急剧增大且表现出最高的值。基于137Cs本底(1 645 Bq/m2),沉陷坡坡顶至下坡表现为土壤侵蚀,而坡脚为土壤沉积。沉陷坡土壤侵蚀高达3.75 kg/(m2·a),属于中度侵蚀。沉陷坡土壤黏粒含量沿下坡方向增加,表明水蚀的分选性搬运。与对照区相比,沉陷坡侵蚀区土壤总有机碳(total organic carbon,TOC)、水溶性有机碳(water-soluble organic carbon,WSOC)、全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量均出现了显著降低(P0.05);沉积区除WSOC显著降低(P0.05)外,其他养分含量变化不明显(P0.05)。在沉陷坡的侵蚀区,TOC与WSOC含量沿下坡方向逐渐减小,表现出与137Cs一致的分布格局;其他养分含量的坡面变化与137Cs分布不一致。相较于对照区,WSOC/TOC与碳氮比、碳磷比在沉陷坡侵蚀强烈的坡位分别出现了显著增大与降低(P0.05)。研究结果表明:1)焦作矿区自采煤沉陷坡形成以来发生了较严重的水蚀;2)侵蚀引起的土壤再分配影响沉陷坡土壤碳、氮、磷动态,其中,土壤再分配对土壤碳动态的影响最强;3)在土壤侵蚀作用下,采煤沉陷坡侵蚀强烈的坡位土壤有效态碳、氮、磷养分潜在的侵蚀风险大。采煤沉陷坡土壤侵蚀及其对土壤养分的不利影响应引起矿粮复合区土地整治的关注。