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。