紫色土坡耕地细沟发育的形态演变

研究细沟发育的形态演变规律是认识细沟发生机理的前提,本研究通过人工降雨与微地貌扫描相结合的方法,调查了紫色土坡耕地细沟发生过程的形态演变特征.采用三维激光扫描仪扫描不同降雨时段坡面,生成高精度坡面DEM图像,统计各时段不同坡段等高线偏离度,量算坡面凹陷区的表面积、周长、直径以及沟头下切深度;结果表明,等高线偏离度越大细沟发育越完全,有细沟发生坡面等高线偏离度是无细沟坡面的1倍以上;凹陷区的表面积、周长、直径相对于单位降雨量的扩展速率均在细沟贯穿时段出现最大值;跌坑位置与坡面水平起伏关系不明显,统计的3条沟头分别发育于水平方向起伏的最高点、中间点和低点;跌坑下切深度及其单位降雨量的扩展速率在跌坑贯穿形成细沟时段出现最大值,之后逐渐降低,说明跌坑的形成是细沟造床的关键.     

紫色土坡面水流跌坑形态特征及其成因

跌坑的形成是坡面侵蚀过程中的重要一环,是细沟开始出现的临界形态,跌坑的贯穿标志着细沟的形成。本研究采用模拟降雨与微地形测量相结合的方法,调查了不同雨强下紫色土坡面跌坑的发育过程及其形态分布。试验结果表明,降雨初期紫色土坡面水流跌坑边界模糊,横断面上跌坑基本在相同水平线上,与紫色土颗粒组成较粗有关;1.83～2.33 mm/min的雨强下,顺坡跌坑平均间距变化于8.2～9.4 mm之间,跌坑深度顺坡分布呈现较大的波动性,平均深度介于1.4～1.8 cm,总体上随雨强呈增大趋势;横断面上跌坑宽度变化相对较大,平均宽度介于9.4～16.3 cm,随雨强变化趋势不明显;跌坑水平间距除边界外相对稳定,地势低洼处优先形成跌坑,但也并非尽然;基于运动波理论分析认为,紫色土坡面跌坑的连续分布是坡面流运动波的能量周期性波动作用形成。     

2021年“3·15”沙尘暴沙尘来源核素示踪研究

沙尘暴对大气环境和人类健康造成严重影响,查明沙尘来源对防沙治沙具有重要意义。选择中国北方7地2021年“3·15”沙尘暴期间降尘样品,分析粒度组成和核素（²³⁵U、²³²Th、²²⁶Ra、¹³⁷Cs）含量差异。结果表明：西宁、兰州、西安、北京、济南和临沂6地降尘以粉粒为主,核素含量特征表明降尘是远距离搬运的风尘沉积或吹蚀起的附近黄土。除中卫和西安外,其余5地沙尘的¹³⁷Cs比活度远高于农耕地,低于植被覆盖度高的草地,沙尘的主要来源应不是农耕地,而是覆盖度低的侵蚀草地。西安沙尘的¹³⁷Cs比活度与农耕地相近,农耕地可能是沙尘的主要来源。中卫沙尘粒度粗,¹³⁷Cs比活度极低,沙尘来源于毗邻的腾格里沙漠。     

三峡库区紫色土7Be剖面分布及季节变化

7Be是一种宇宙成因放射性核素.由于其来源明确、半衰期短、测试相对容易,可用于<1 a时间尺度内的环境过程示踪和定量研究.7Be在土壤中的剖面分布特征及其本底值是建立定量模型、估算侵蚀沉积速率和调查表土迁移过程的基础.对三峡库区为期1 a的无扰动紫色土7Be浓度的测定结果表明,7Be主要分布于质量深度0～20.0 kg/m2(0～1.5 cm)的表层土壤,其中0～3.0 kg/m2(0～2 mm)的最表层7Be比活度最高,向下随深度增加呈指数减少,20.0 kg/m2以下土层基本不含7Be.采样期间土壤7Be总面积活度介于172.4～328.6 Bq/m2,平均246.1 Bq/m2,并呈现春季最高,秋季最低;春夏高,秋冬低的季节性变化特征.植被截留可能是减少土壤7Be浓度的重要因素.     

紫色土坡地侵蚀产沙过程的~7Be法初探

利用环境放射性核素示踪技术研究土壤侵蚀是传统土壤侵蚀监测技术的重要补充手段。宇宙成因核素7Be具有半衰期短和在表土分布浅等特点,能够用于指示短时间尺度的坡面侵蚀堆积过程。采用7Be技术与泥沙颗粒分析相结合,定量判读了模拟降雨下紫色土坡面侵蚀过程演变。结果表明,对于20°坡面,7Be法指示的坡面侵蚀方式转折点与侵蚀泥沙颗粒变化得到的结果基本一致。7Be在表征侵蚀过程演变时具有独特的优势,可以将坡面片蚀发育过程随降雨时间的变化明显地识别出来。这对防治坡面侵蚀,特别是细沟侵蚀的发生具有重要意义。