土壤侵蚀137Cs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。     

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。     

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（r^2=0．336,n=417）。土壤^137Css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。     

准噶尔盆地降水、土壤水和地下水中δ^18O和δD变化特征——以中国生态系统研究网络阜康站为例

本实验的研究材料（融雪水、雨水、土壤水、地下水）采集于2006年3-6月,取自位于古尔班通古特沙漠南缘中国科学院阜康荒漠生态系统研究站及北沙窝实验点,对其氢氧稳定性同位素比率δ^18O和δD的测定结果进行了分析,研究了降水、土壤水稳定同位素变化特征,揭示干旱荒漠区降水和土壤水的关系。研究结果表明,表层10cm土壤水受降水的直接影响,其δ^18O具有与降水相同变化的趋势;地表浅层土壤水的稳定性同位素比率介于雪水和雨水之间;不同时间剖面土壤水的δ^18O和重量含水量均为表层10 cm变化最大,具有向下变幅逐渐减少的趋势。地下水中δ^18O在不同季节变化差异不大,地下水有一致、稳定的水源供应。本研究为稳定同位素技术在水循环研究中的应用提供了实例,也为古尔班通古特沙漠生态系统维持与恢复提供科学依据。     

应用^75Se示踪法研究春小麦吸收硒与施用方法的关系

应用同位素示踪方法，研究春小麦对Ｓｅ的吸收以及不同施用方法对Ｓｅ在植株中分配的影响。试验结果表明，施用方法对Ｓ４ｅ在植株中的分配，尤其是Ｓｅ在籽粒中的积累，有很大影响，土施方法与叶面喷施相比，能更好地提高春小麦籽粒中Ｓｅ的含量。     

低丘红壤花生南酸枣间作系统研究. Ⅱ.氮素竞争

利用^15N同位素示踪试验结果表明间作5龄和9龄南酸枣分别竞争利用了施用于毗邻花生9.66%和30.15%的氮肥，从而促进了间作南酸枣的生长。同时，南酸枣与花生间氮素竞争对毗邻南酸枣带的花生产量下降有一定影响。     

水系物质迁移过程示踪及其在环境中的应用

水是环境中污染物迁移的重要介质,水系污染物也可以直接作用于生物体。本文概述了对水系物质迁移过程示踪的各种方法,包括人工示踪剂方法、生物标志法、微量元素及同位素示踪方法等,指出了它们的环境应用价值。在人工示踪法中叙述了中子活化示踪沙技术和稀土元素-DTPA螯合物示踪法。生物标志物主要叙述了木质素、正构烷烃、脂肪酸的指示意义。微量元素示踪主要涉及到Sr、Ca、Mg和REE的示踪。同位素示踪法着重阐述了较先进的碳、氮、氧和铅同位素的示踪。最后展示了水系物质示踪的应用前景。     

Pu同位素在土壤侵蚀示踪中的应用

137Cs示踪技术目前在土壤侵蚀研究中应用最为广泛,但是随着环境中137Cs的衰变,寻找可以替代的放射性核素具有十分重要的意义。人造放射性核素Pu同位素与137Cs来源相同,但半衰期更长,且更容易被土壤中的细颗粒物质吸附。特别是随着测量技术的发展,电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)以及加速器质谱技术(AMS)等的应用,使得Pu同位素的测量较137Cs更高效、灵敏。因而Pu同位素成为可以替代137Cs进行土壤侵蚀示踪的理想元素。本文从Pu的来源及分布、Pu在土壤中的吸附和固定、Pu同位素的测量方法三个方面分析Pu同位素示踪土壤侵蚀的基础,并对Pu同位素示踪土壤侵蚀的基本原理和应用现状加以简述,探讨了今后Pu同位素在土壤侵蚀示踪应用中的主要研究方向。     

稳定同位素示踪土壤中重金属环境行为的研究进展

随随着以多接收器电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS）为代表的高精度质谱分析技术的革命性突破,稳定同位素的研究取得了跨越式发展。重金属稳定同位素成为了示踪土壤环境介质中重金属地球化学循环的有效工具,在识别污染来源、解析关键过程、跟踪环境行为等方面展现出极大的应用潜力。从同位素基本概念出发,系统介绍了利用重金属稳定同位素示踪土壤环境重金属污染的来源与归趋、土壤-植物体系重金属元素的迁移转化以及金属纳米颗粒的环境过程等方面的研究进展,并进一步总结了氧化还原、沉淀溶解、吸附解吸、络合反应、生物作用等影响重金属稳定同位素分馏的相关机制,最后针对当前应用和研究现状,提出了拓展稳定同位素示踪重金属环境行为的潜在研究方向和研究内容,对土壤重金属污染防治及修复具有重要的指导意义。     

应用同位素示踪土壤侵蚀研究的进展

 介绍不同类型的同位素的来源,对几种常用的同位素示踪土壤侵蚀的应用做了比较详细的总结。在过去几十年里,人为放射性核素137Cs在土壤侵蚀示踪研究中应用最广泛。同位素210Pb来自于自然界,它在土壤侵蚀中应用的准确度,有待于进一步探讨。宇宙射线产生的放射性核素中,主要介绍7Be在土壤侵蚀研究中的应用。对稳定性稀土元素和几种核素复合示踪土壤侵蚀与泥沙来源研究的国内外研究进展,进行了总结和评价。对应用同位素示踪土壤侵蚀的发展方向,提出了一些看法。     

侵蚀对苏南丘陵区非耕作土土壤质量的影响

只要具备适宜的条件，土壤侵蚀就会发生，苏南丘陵区也不例外。以^137Cs示踪法进行的研究表明，尽管植被覆盖良好，自然状态下的苏南坡地非耕作土上仍有土壤侵蚀发生。虽因地貌、气候等条件使这里的土壤净流失量不大，可是侵蚀还是引起土壤颗粒粗化，且主要丢失的是粉粒；并使土壤中有机质、全氮、全磷含量减少，即造成土壤质量退化。此外，当地土壤肥沃，侵蚀及伴随的养分流失产生的异地生态损害亦不容忽视。     

低丰度富集^15N示踪研究中的几个问题

本文介绍了低丰度富集＾１５Ｎ示踪研究中质量分析相对误差的控制办法，一般示踪试验中标记肥料合适丰度值的确定方法，以及该技术的应用前景。     

磷酸盐氧同位素技术在土壤磷循环中的应用

磷是土壤生态系统中的重要组成元素,开展土壤磷循环研究对提高磷肥利用效率和降低磷的生态环境风险具有重要意义。磷酸盐氧同位素技术已经被证明是一种示踪环境中磷生物地球化学行为的有效方法。本文系统综述了磷酸盐氧同位素技术的研究进展和未来发展方向。详细介绍了磷酸盐氧同位素的技术原理、样品处理和测定方法;阐述了无机磷和有机磷的氧同位素特征及时空分布特征;从评估土壤磷微生物利用状况和示踪土壤磷循环两个方面探讨了磷酸盐氧同位素技术在土壤磷循环研究中的应用前景,分析了磷来源、环境条件、生物活动和样品前处理过程对土壤磷酸盐氧同位素特征的影响,最后展望了该技术未来的研究方向。以期为磷酸盐氧同位素技术在土壤学和环境科学领域的发展和应用提供新的视角和科学指导。     

采用14C同位素标记植物的装置与方法

碳同位素(14C)示踪是研究植物残体有机碳在土壤中分解与转化较灵敏的方法,已被广泛用于土壤有机碳周转动力学研究。本文详细介绍了一种在密闭箱中采用14C同位素标记植物的装置和操作方法。该装置设备简单,操作方便可靠;该方法亦适合于采用13C1、5N等同位素对植物进行标记和示踪。     

燃烧过程植物体氮含量和氮同位素组成变化

自然和人类活动引起的火事件可导致生态系统的碳、氮循环以及分布格局的改变,进一步影响区域碳、氮生物地球化学循环。利用稳定同位素方法可以帮助我们示踪火事件所伴生的碳、氮转化的生物地球化学过程。为了解植物体燃烧前后植物、植物灰烬和气态挥发部分氮之间以及不同植物类型（C3和C4,草本和木本）之间的氮素差异,通过室内模拟燃烧实验研究了植物和燃烧后残余部分的氮同位素组成和氮含量变化,研究表明：不同植物种类之间氮同位素组成的变化受植物种类和生长条件的影响,比较C3和C4植物不同光合类型之间的氮同位素组成表明,植物体燃烧前后氮同位素变化和植物的光合类型无关。燃烧导致植物90％以上的氮素损失。不同植物氮同位素值在-4．0‰～＋5．2‰变化,燃烧导致植物灰烬的氮同位素值偏正0～1．6‰,其同位素分馏主要是由于燃烧过程中植物体中^14N较^15N优先以气态形式逃逸。因此在利用氮同位素进行的古环境研究、环境模拟过程中,必须考虑火烧对植物氮同位素值的影响。植物、植物灰烬和气态部分氮同位素之间具有较好的相关性,这种关系启示我们也许可以利用生态系统不同部分的氮同位素组成来研究植物-土壤-大气之间的氮素循环规律。     

应用^15N研究烤烟对饼肥氮素的吸收利用规律

利用^15N示踪法标记的油菜籽榨油后所得到的菜籽饼肥,研究了烤烟对饼肥氮素的吸收利用规律。结果表明：不同处理不同时期烟株各部位来自^15N饼肥氮素的百分数（NDFF）、土壤的氮素百分数（NDFS）和^15N饼肥氮素利用率（^15NUE）均有明显差异,NDFF、NDFS和^15NUE值分别为19．90％～70．99％、29．01％～82．10％和20．62％～45．25％,100％^15N饼肥处理烟株吸收的氮素主要来源于饼肥氮素。从烤烟氮素利用率、氮素回收率、产量和产值角度看,25％饼肥基施＋75％硝酸铵基追各1／2处理最好,并且随着配施饼肥用量的增加,烟株各部位吸收土壤氮素的百分数、饼肥氮素利用率、氮素回收率、产量和产值呈递减趋势。当饼肥用量相同时,所配施的硝酸铵基施、追施各1／2处理的烟株各部位吸收土壤氮素的百分数、^15N饼肥氮素利用率、饼肥氮素回收率、产量和产值均较硝酸铵完全基施处理高。     

15N标记有机肥的制备及其质量

近年来示踪技术迅速发展,利用同位素示踪法研究氮肥在作物-土壤体系中的去向也是有效的方法。尤其是监测氮肥的时空分布时显得更为适宜。现今的肥料施用结构中,有机肥的施用量较高,研究有机肥的去向也是大势所趋。但15N标记有机肥很难买到,因此必须通过15N标记的化肥进行制备。     

15N示踪研究烤烟对氮的吸收及分配

采用盆栽试验，利用^15N示踪研究了烤烟对不同形态氮的吸收利用规律。结果表明，烤烟各部位叶片对氮素的积累量表现为中部叶〉上部叶〉下部叶；肥料氮进入的比例具有下部叶〉中部叶〉上部叶的规律。不同生育期肥料氮进入烟叶中的比例，以团棵期最高，之后肥料氮进入的比例减少，统计分析结果表明（5％水平），从现蕾期到成熟期之间差异不大。同位素^15N标记肥料施入土壤后约39％～53％被烟株吸收利用，约22％～41％损失，约20％～37％残留于土壤中。     

水稻秸秆肥料^15N标记的不均匀性研究

在盆栽条件下研究了水稻秸肥料＾１５Ｎ标记的不均匀性及其对示踪试验结果的影响问题。结果表明，以基肥、分蘖肥、穗肥三种方法进行＾１５Ｎ标记的秸秆，其茎叶及其化学组成间＾１５Ｎ原子百分超都存在不同程度的差异。秸秆肥料示踪试验的结果，受供试秸秆肥＾１５Ｎ标记不均匀性影响，很可能出现偏高或偏低的情况。     

COMPARISON OF THE DEPTH DISTRIBUTION PROCESSES FOR 137Cs AND lePbu IN CULTIVATED SOILS

探讨了^137Cs与^210Pbex在农耕地土壤深度分布过程的差异。基于^137Cs与^210Pbex的不同沉降过程,考虑到核素由犁耕层向犁底层的扩散,对农耕地土壤^137Cs与^210Pbex的深度分布过程进行了理论推导,并以杨凌符家庄麦田剖面的实测数据予以验证,同时讨论了实测符家庄麦田剖面^137Cs与^210Pbex深度分布的规律特征及其原因,以此阐明了^137Cs与^210Pbex在农耕地土壤深度分布过程的差异。^137Cs源于大气核试爆,没有持续沉降补充,犁耕层和犁底层土壤^137Cs深度分布一直处于随时间变化的非稳定态;而210Pbex是天然核素,存在大气沉降的持续补充,犁耕层和犁底层土壤^210Pbex深度分布最终呈稳定态。农耕地土壤^137Cs与^210Pbex深度分布的实测值曲线与理论值曲线的差异,尤其^210Pbex可能与耕作深度的变化历史或土地利用（覆被）变化有关。