^137Cs技术研究岩溶高原湿地小流域土壤侵蚀特征

运用137Cs技术研究了威宁草海沙河小流域不同土地利用方式和地貌部位的土壤侵蚀特征。结果表明:研究区137Cs的背景值为879Bq·m2;农耕地土壤剖面中137Cs中呈均匀分布,非农耕地土壤剖面中呈指数递减分布;不同土地利用方式下,137Cs的面积活度值从大到小为灌丛地>人工草地>农耕地,土壤侵蚀模数值为农耕地>草地>灌丛地;不同地貌部位土壤中,137Cs面积活度值从大到小为下坡>中坡>上坡,侵蚀模数值变化为上坡>中坡>下坡。小流域年均侵蚀模数为:1254.9t·(km2·a)-1,灌丛地侵蚀模数为462.6t·(km2·a)-1,人工草地为630.4t·(km2·a)-1,农耕地为3311.8t·(km2·a)-1。因此,在小流域水土流失综合治理过程中,农耕地是治理的重点。

^(137)Cs技术测量土壤侵蚀速率常用模型讨论

定量转换模型的选用是137Cs技术测量土壤侵蚀速率的一个关键,从最初的经验公式到现在的理论模型,形成了定量转换模型的两大主要类型。对常用模型建立的原理、适用范围和不足之处进行了分析。其中的质量平衡模型(包括不同的版本)因基于137Cs沉降、吸附、再分布等物理过程和相对精确而受到众多研究者的青睐。其局限性表现在:为方便计算而过度简化与实际过程或为充分考虑实际过程而过多引入无法准确测定的参数。剖面分布模型和扩散迁移模型与质量平衡模型有相似的缺点。由于各模型的假设原理和计算公式不尽相同,使用相同137Cs损失值估算出来的侵蚀速率差值甚至可以超过一个数量级。现有理论模型的完善和操作性较强的模型开发将是137Cs技术发展的主要方向之一。

基于^137Cs技术的西汉水流域坡耕地侵蚀示踪研究

为了说明西汉水流域坡耕地侵蚀特征,为流域泥沙管理提供依据,采用^137Cs土壤侵蚀核素示踪技术,按野外采样、核素检测、模型计算3步开展研究。结果表明：6块坡耕地剖面的^137Cs比活度在某一深度范围内呈较均匀分布,在坡面中上部,^137Cs均匀分布的范围与耕层深度接近;6块坡耕地的平均侵蚀模数为2 643-6 419 t/（km^2·a）,其中1块为强度侵蚀、5块为中度侵蚀;沿坡面自上而下,侵蚀强度从大到小递减;影响坡耕地侵蚀的主要因素是坡度和耕作强度,通常坡度越大,侵蚀模数越大,而耕作强度越小甚至退耕还林,侵蚀模数越小。

^(137)Cs示踪技术在滦河源区栗钙土风蚀速率估算中的应用

对采集于滦河源区 3个栗钙土剖面中的 2 7个土层样品的pH、有机碳含量、碳酸钙含量、密度及质地进行了化验分析 ,运用ADCOM10 0超低本底γ谱仪测定了土壤样品1 37Cs的比活度 .结果表明 ,自然栗钙土以及被风蚀土壤剖面中1 37Cs比活度随深度呈指数递减式分布 ,其最大渗透深度可达约 3 0cm ;利用1 37Cs示踪技术估算的研究区土壤风蚀速率在 0 1842cm·a- 1 和 0 2 897cm·a- 1 之间 ;栗钙土不同粒径土壤颗粒中1 37Cs的比活度差异显著 ,即细粒 (粒径≤ 0 10mm的极细砂、粉粒和黏粒 )中1 37Cs比活度大于细砂 (0 10～ 0 2 5mm)中1 37Cs比活度大于粗粒 (0 2 5～2 0 0mm的中砂、粗砂和极粗砂 )中1 37Cs比活度 .可见 ,运用1 37Cs示踪法可以定量估算区域土壤风蚀速率 ,但需综合考虑1 37Cs在土壤中的分布、土壤有机质含量和质地等因素 。

半固定沙丘表面的^(137)Cs沉积特征

利用137Cs示踪技术对干草原地区半固定沙丘表面的蚀积规律进行了初步研究。通过半固定沙丘表面不同部位137Cs剖面分布型式及其总量与背景值样点的对比分析，认为半固定沙丘表面存在微弱的风沙活动，其中沙丘中上部表现为风蚀状态，迎风坡脚与背风坡脚均为沉积部位。这一尝试性研究为风沙地貌研究提供了新思路。

基于^(137)Cs示踪技术的土壤侵蚀及养分流失特征评价

研究不同土地利用方式对小流域土壤侵蚀及其养分流失特征的影响有助于更好的理解土地利用方式变化引发的环境效应问题,对区域生态保护和高质量发展具有重要意义。选择陕北延安市湫沟小流域为研究对象,利用^(137)Cs示踪技术,定量评价了不同土地利用方式的土壤侵蚀和养分流失状况及其相互变化关系,结果表明:(1)土地利用方式显著影响小流域土壤侵蚀状况。土壤侵蚀模数介于-18.67-151.27 t km^(-2) a^(-1)之间,大小顺序为沟道>苹果园>林地>草地>灌木,均为微度侵蚀。其中,除灌木地发生沉积以外,其它土地利用方式均发生了土壤侵蚀现象。(2)不同土地利用方式下的土壤侵蚀模数空间变异明显,除沟道为轻度变异以外,其它土地利用均为中等变异。(3)土壤全氮含量、有机质含量、N/P比和C/P比在不同土地利用方式下的变化特征表现一致,大小顺序均为灌木>草地>林地>沟道>苹果园,且在不同利用方式间均存在显著性差异。但全磷含量表现为灌木>苹果园>沟道>草地>林地,且与土壤全氮含量和有机质含量极显著正相关。同全国平均水平相比,土壤全氮含量偏低,全磷含量适中;C/N超过全国平均水平,而N/P和C/P远低于全国平均水平,小流域土壤氮限制严重。(4)土壤侵蚀是该小流域养分流失的重要诱因。不同土地利用方式土壤养分流失变化特征与土壤侵蚀模数表现一致,且两者呈极显著正相关关系;但与土壤全氮、全磷、有机质、N/P比及C/P比呈极显著负相关关系,与C/N比关系不显著。

^(137)Cs示踪红壤丘陵区坡地土壤侵蚀的研究——以江西丰城市为例

通过137Cs示踪技术,并采用相关的土壤侵蚀定量模型,对红壤丘陵区江西丰城市坡面不同土地利用类型、方式以及不同地貌部位的土壤侵蚀进行了研究。结果表明:研究区137Cs的本底值为1992.45±145.63Bq/m2;试验区典型坡地不同地貌部位均存在着一定程度的土壤侵蚀,且侵蚀强度总的变化趋势为坡底部>坡中部>坡顶部;不同土地利用类型和方式下的坡面侵蚀强度亦呈现一定的分异现象,从大到小依次为耕作土坡面>退耕30年+退耕1年混合坡面>退耕30年坡面>荒坡。

^(137)Cs示踪法研究青藏高原草甸土的土壤侵蚀

运用137Cs示踪法对青藏高原高寒草甸典型的两个小流域的土壤侵蚀进行了研究,结果表明:高寒草甸植被区的土壤137Cs在土壤剖面中呈指数型分布,分布深度一般在20cm左右;坡顶部由于风蚀、冻融侵蚀和水蚀较强,致使侵蚀强于下部,除坡顶部外其他坡位侵蚀强度都符合坡上部<坡中部<坡下部的规律;高寒草甸植被覆盖度与土壤侵蚀强度呈显著的负相关关系(p<0.01),土壤平均侵蚀模数随植被覆盖度的增加呈线性降低的趋势,相关系数R2达到0.997以上。高寒草甸退化程度越高,土壤侵蚀越强。退化较强的草甸区的平均侵蚀模数是退化较弱区的2.23倍,最大侵蚀模数可达2960.22t/(km2.a)。

^(137)Cs示踪三峡库区土壤侵蚀速率研究

三峡库区土壤侵蚀量研究对于该区水土保持、土地资源合理利用、生态环境改善以及水库的使用寿命具有重要的实践意义。本文运用137C s示踪法对三峡库区土壤侵蚀速率进行初步研究,结果表明:研究区137C s的背景值为2 029.2 Bq/m2;不同土地利用类型中,土壤侵蚀强度的大小顺序为:耕地>园地>草地>荒地>林地,按照水利部1997年颁布的土壤侵蚀强度等级标准,则耕地为中度侵蚀,园地、草地和荒地为轻度侵蚀,林地为微度侵蚀。不同坡度段土壤侵蚀强度差别不大,由强到弱依次为5~°15,°0~°5,°25~°35,°15~°25°和>35°坡度段,皆属轻度侵蚀;重庆-万州段和云阳-宜昌段土壤侵蚀等级虽皆为轻度,但前者已接近中度侵蚀,其土壤年均侵蚀模数为后者的2.18倍。

^(137)Cs示踪法研究湟水上游和布哈河下游区域土壤侵蚀强度

通过137Cs示踪技术,并采用土壤剖面核素单位面积浓度与背景值之间的理论模型,对布哈河下游和青海湖东北岸湟水上游区域的土壤侵蚀进行了研究,结果表明:137Cs面积活度与植被盖度之间存在着正相关关系,两区域相关系数为0.93。湟水上游河谷土壤侵蚀模数在87.62~1 458.41t·km-2·a-1之间,采样点平均土壤侵蚀模数为933.31 t·km-2·a-1。布哈河下游区域土壤侵蚀模数在431.03~2 072.39 t·km-2·a-1之间,采样点平均土壤侵蚀模数为1 256.97 t·km-2·a-1。布哈河下游区域较湟水上游区域侵蚀严重,在较长的时期内两地大部分区域均处于轻度侵蚀阶段,湟水上游北部和布哈河下游西北部处于微度侵蚀阶段。

土壤侵蚀^(137)Cs法研究进展

同位素1 37Cs示踪技术具有简单、快速、准确的优点 ,它已广泛应用于土壤侵蚀的研究中 .本文先简单概述了现代土壤侵蚀速率的研究方法 ,然后着重综述了1 37Cs法在土壤侵蚀研究中的应用及其研究进展 (主要集中在1 37Cs的空间分布、土壤侵蚀速率计算模型、土壤侵蚀量估算模型等方面 ) ,最后提出未来1

^(137)Cs应用于我国土壤侵蚀研究评述

137Cs示踪法技术目前已被广泛应用于长期的土壤侵蚀估算中,但主要局限于水蚀研究领域,在风蚀方面进行的研究则较少.土壤风蚀是导致干旱半干旱地区土地退化和区域环境恶化的最重要原因之一.探讨、研究和进一步完善137Cs技术在土壤侵蚀方面的研究,尤其是在我国西部风蚀地区土壤侵蚀中的应用,可以提供独立的土壤侵蚀和堆积的数据以及空间分布,对初步测算区域风蚀速率、风蚀时间序列和反映环境变化,为我国西部地区土地资源合理利用、环境整治以及生态建设提供定量的科学依据具有十分重要的意义.初步论述了137Cs技术在我国土壤侵蚀研究中的进展,探讨了其在西部风蚀地区土壤风蚀研究现状、应用前景和需要注意的问题,并提出了一些建议.

基于^(137)Cs的青藏高原高寒草甸土壤侵蚀及碳流失估算

[目的]定量分析青藏高原高寒草甸土壤侵蚀状况及其伴随的碳流失,为全面评估土壤侵蚀影响,实施有效水土保持措施提供参考。[方法]结合^(137)Cs示踪技术与前人研究,对青藏高原高寒草甸土壤的整体侵蚀水平及其土壤有机碳流失进行了估算。[结果]未受人为扰动的高寒草甸土壤自上而下表现出3个层次(A,B和C层)的理化性质特征,其^(137)Cs分布遵循显著指数递减模式。目前,高原草甸土壤年均侵蚀模数约为77~230 t/km^(2),推测其每年直接导致的土壤有机碳损失量平均不低于4.86 t/km^(2)。[结论]青藏高原高寒草甸土壤侵蚀水平整体较弱,但因土壤侵蚀流失的有机碳不容忽视。在未来气候变化背景下,升温导致的土壤湿度下降对植被生长的限制,以及人类活动的影响,较大可能成为诱使青藏高原草甸土壤退化和有机碳流失的潜在因素。

^(137)Cs技术量化卧龙自然保护区不同生态系统水土保持能力

不同自然植被的水土保持能力可作为制定水土保持目标的重要参考.通过应用137Cs技术测算卧龙自然保护区不同自然生态系统过去40年的土壤再分配情况,以此量化可代表不同气候类型的自然植被的水土保持能力.卧龙保护区地处四川盆地向青藏高原的过渡地带,植被类型丰富.研究选取了可以代表适温针阔叶混交林、耐寒落叶针叶林、耐寒灌丛、耐寒常绿针叶林、高山草甸的五个自然生态系统,每个系统剖面的土壤净侵蚀速率依次是0.17,0.16,0.13,0.11和0.06kg/(m2·a),它们的水土保持能力则正好与此顺序相反.由于降雨量随海拔升高而增加,使得不同生态系统的137Cs背景值随海拔不同而在1658.2~3707.2Bq/m2之间变化.在相似的气候带内制定水土保持策略时,这些植被的水土保持效果都是必须要参考的.

应用^(137)Cs示踪技术破译黄土丘陵区小流域坝库沉积赋存的产沙记录

根据泥沙的137Cs和黏粒含量变化,厚28.12m的云台山沟坝库沉积剖面,区分出44次洪水沉积旋迴.剖面中部旋迴27的137Cs含量最高,加权平均值12.65Bq·kg-1,为1963年沉积;向上、向下137Cs含量逐渐降低,次顶部旋迴2.15Bq·kg-1,底部旋迴0.92Bq·kg-1.通过坝库修建、运行历史,旋迴泥沙137Cs含量的变化,次洪水产沙量和降水资料的对比分析,确定了这些洪水沉积旋迴的对应暴雨.云台山沟1960~1970年期间,共发生产沙洪水44次,产沙2.36×106m3.年产沙次数1~10次不等,1961~1964年为多雨年份,秋季降水多,年产沙洪水7~10次;1960,1965~1969和1970年为少雨年份,每年仅1~3次洪水.年均产沙模数1.29×104t·km-2·a-1,略高于甘谷驿水文站以上的延河上游的同期产沙模数1.11×104t·km-2·a-1,略低于相邻的纸坊沟1980年前的实测产沙模数1.40×104t·km-2·a-1.年产沙模数和汛期降水量(6~9月)相关较好.

干草原地区土壤^(137)Cs沉积特征

应用１３７Ｃｓ示踪技术研究了半干旱干草原地区土壤风蚀过程和强度．根据不同地貌和植被条件 下土壤剖面中的１３７Ｃｓ沉积特征与背景值样点的对比分析，认为缓起伏草地和半固定沙丘处于轻度风 蚀与堆积状态，蚀积速率小于０．１０８ ｃｍ／ａ；半流动沙丘表面风沙活动强烈，背风坡堆积速率大于１．３５ｃｍ／ａ．

洼地沉积的^137Cs法断代测定森林砍伐后的喀斯特小流域土壤流失量

贵州喀斯特高原的毁林开荒往往引起严重的土壤侵蚀.喀斯特洼地沉积泥沙的^137Cs断代用以调查贵州普定石人寨小流域1979年森林破坏后的坡地地表侵蚀的土壤流失量.该小流域集水面积0.054km^2,洼地面积2652m^2,2009年采集的洼地5个孔的顶层和峰值层的137Cs平均浓度分别为2.35和7.25Bq·kg^-1,峰值层的深度介于84-113.5cm之间,平均深度为92.1cm.1979年以来的沉积泥沙的总体积和总重量分别为1965m3和2496t.洼地底部可视为一暂时性蓄水体,确定的泥沙输移比为0.7,1979年以来的坡地平均土壤侵蚀速率为2315t·km^-2·a^-1.5个孔的137Cs平均面积活度7693Bq·m^-2,为本底值782Bq·m^-2的9.8倍.洼地泥沙的137Cs总量为20.4×10^6Bq,1954年以来坡地的137Cs平均流失量为358Bq·m^-2,相当于本底值的45.8%.由于森林破坏和随后的垦殖期的之前和之后,流域坡地土壤侵蚀并不强烈,估计石人寨小流域1979-1990期间的坡地侵蚀速率可能高达7000t·km^-2·a^-1.

坡耕地土壤侵蚀对土壤化学性质的影响

运用137Cs示踪了陕北安塞试区坡耕地土壤侵蚀量,并以室内分析的方法研究了黄土高原北部坡耕地土壤侵蚀与土壤性状的关系。研究结果表明,黄土高原坡耕地土壤侵蚀量在山坡中、上部是侵蚀最严为强烈的地带,而在坡顶侵蚀较弱,在坡下有土壤堆积;土壤全N、碱解N和速效K与水蚀及耕作侵蚀成线性相关;有机质、速效P、阳离子代换量及土壤质地则与水蚀及耕作侵蚀无显著相关。

陕北坡耕地土壤侵蚀对土壤性质的影响研究

研究分析黄土高原北部坡耕地土壤侵蚀对土壤性质影响结果表明,山坡中、上部为土壤侵蚀最强烈地带,坡顶侵蚀较弱;土壤全N、碱解氮、速效钾与水蚀和耕作侵蚀间呈线性相关关系,而土壤有机质、速效磷和阳离子代换量则与水蚀和耕作侵蚀无显著相关性。

青海贵南草原沙漠化影响因子的贡献率

影响因子贡献率是目前沙漠化研究的焦点之一,诸因子对沙漠化发展的贡献和对沙漠化现状的贡献是这一科学问题的两个方面。利用风洞模拟实验和137Cs示踪技术,建立了青海贵南现代草原沙漠化多因子方程,分别区分了该区风速变化、植被变化、牲畜践踏(滥牧)、樵采破坏(滥樵)和草地开垦(滥垦)等五个主要影响因子对沙漠化现状及其发展的贡献率。结果表明,牲畜践踏、樵采活动和草地开垦对沙漠化发展的贡献率分别为54.78%、4.66%和40.56%,人类不合理经济活动是近40a来沙漠化发展的根本原因。平均侵蚀风速变化很小,对沙漠化发展的贡献率为零。植被盖度的变化对沙漠化发展具有显著的贡献,但在近几十年来气候变化尚不足于对植被盖度造成明显影响的前提下,对沙漠化的影响作用被进一步归结为人文因子的贡献。沙漠化现状是在自然沙漠化过程的基础上人类不合理经济活动进一步叠加的结果,自然因子和人文因子对当前沙漠化现状的贡献率分别为27.8%和72.2%,人文因子中牲畜践踏、樵采活动和草地开垦对沙漠化现状的贡献率分别为39.55%、3.37%和29.28%。沙漠化影响因子的贡献率因时、因地而异。