白云岩喀斯特侵蚀坡地的~(137)Cs法研究

在黔南峰丛洼地区林间白云岩坡地应用137Cs法研究土壤侵蚀。4个坡面采样样方的137Cs面积浓度都低于137Cs本底值浓度;表土样137Cs浓度随着坡长增加而增大,全样137Cs面积浓度的顺坡变化呈逐步下降趋势;应用137Cs农耕地侵蚀模型计算获得样点土壤侵蚀量后,加以坡长加权平均计算获得的坡长权重土壤位移量为2.045 t/(km2·a)。同时在坡脚的土壤分层剖面中的137Cs浓度峰值在土壤次表层出现,随着深度增加呈指数递减变化,属于未受耕作扰动的无侵蚀非农耕地,但表层含有相对低浓度137Cs是坡面侵蚀泥沙的搬运堆积结果,估算距1963年以来侵蚀泥沙年平均堆积厚度为0.0682~0.1364 cm/a。坡地土壤侵蚀速率远小于以往贵州喀斯特地区典型喀斯特小流域和坡地的观测结果,但坡脚泥沙堆积速率远大于坡地土壤侵蚀速率。表明季节性暴雨、坡面降雨汇流和耕作侵蚀等侵蚀作用使喀斯特坡地土壤颗粒出现微距离位移,长期则在坡脚出现显著的侵蚀泥沙堆积。     

基于 137Cs和 210Pbex方法的高寒草甸坡面土壤侵蚀示踪

高寒草甸是青藏高原主要的草地类型之一。为了解高寒草甸坡面土壤侵蚀特征,以兴海盆地高寒草甸坡面为研究区,分析了高寒草甸坡面上 137Cs和 210Pbex的分布特征;利用 137Cs和 210Pbex示踪方法,通过转换模型估算了高寒草甸坡面土壤侵蚀速率,并对两种方法估算的结果进行了对比。结果表明:(1)选取的高寒草甸背景土壤剖面上 137Cs质量活度最大值分布在 2～4 cm层位, 210Pbex质量活度最大值出现在最表层。(2)研究区坡面 137Cs和 210Pbex质量活度和通量在不同的坡位有明显的差异。(3)根据 210Pbex估算的土壤侵蚀速率高于基于 137Cs估算的土壤侵蚀速率,表明研究区近几十年土壤侵蚀可能呈增加趋势。(4)根据 137Cs和 210Pbex估算的土壤侵蚀速率具有极显著的正相关关系( r = 0.94,P <     

青海共和盆地土壤风蚀的^137Cs法研究（I）——^137Cs分布特征

土壤风蚀作为土地沙漠化的首要环节,对其准确测定和评估是十分迫切和必要的。放射性核素137Cs作为人类核试验的产物,以其独特的理化性质而成为研究土壤侵蚀和泥沙沉积一种良好的示踪源。137Cs法在水蚀研究领域已取得了显著的进展,而在风蚀研究中的应用却相对不足,目前尚处于探索阶段。作者选择青海共和盆地作为研究区,探讨137Cs法在土壤风蚀研究中应用的可行性。通过对共和盆地不同类型土壤剖面的137Cs取样分析,基本查清了区域137Cs分布的若干特性,测定出不同类型土地137Cs活度的排序为:林地>干湖盆>高寒草原>旱作农田≈干草原>固定沙丘>荒漠草原>流动沙丘>风蚀地,137Cs总量的排序为:干湖盆>林地>流动沙丘>高寒草原>旱作农田≈干草原>固定沙丘>荒漠草原>风蚀地。并分析了一些典型剖面的137Cs深度分布及其机制,将137Cs深度剖面划分为正常剖面、沉积剖面、侵蚀剖面和人为扰动剖面4种型式。沙丘砂由于遭受反复吹失和沉积,其137Cs含量逐渐减小,趋于微量的均匀化;而高寒草原的137Cs含量在区域上也较为均匀,在深度分布上,接近负指数分布曲线保存了相对完好的137Cs初始沉积剖面,是理想的137Cs背景值样点。     

人类干扰对土壤侵蚀及土壤质量的影响——以苏南宜兴低山丘陵区为例

以苏南低山丘陵区茶园土壤侵蚀与土壤质量改变为研究对象，并取自然状态的杂木林为参照，用^137Cs法估算土壤侵蚀速率；以土壤粗化度、土壤有机质含量及土壤含水量描述土壤质量；在绝对数值的基础上，用变化量探讨研究对象的变化方向与幅度。对比耕作土与非耕作土的土壤侵蚀与土壤质量改变及将它们结合起来研究表明，人类活动有可能加剧土壤侵蚀，加快土壤质地粗化；合理的农业措施虽可减缓土壤质量下降，但防治侵蚀方可治本。     

137Cs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)。     

土地利用/覆盖变化对地表蚀积过程的影响——来自137Cs示踪的证据

 土地利用/覆盖变化不仅影响地表137Cs总量的再分配，而且显著影响土壤137Cs剖面分布。坝上地区各类土地利用/覆盖条件下137Cs总量的再分配，显示该区总体处于风蚀环境，其中农田和撂荒地是风蚀最严重的土地利用类型；137Cs剖面分布则指示了土地利用/覆盖变化过程中的土壤风蚀/堆积过程的转换，蚀积过程的转换证实了风蚀重灾区退耕还林还草，特别是退耕还草，对控制土壤风蚀、改善生态环境的重要意义。分析还认为，利用137Cs示踪方法计算土壤风蚀/堆积速率时，应格外注意样地的土地利用/覆盖变化过程。     

安徽省土壤侵蚀空间分布及其与环境因子的关系

基于USLE和GIS空间分析技术,对安徽省土壤侵蚀空间分布进行了定量研究,分析了土壤侵蚀空间分布与地形、土壤类型、土地利用方式的关系。结果表明:安徽省2002年平均土壤侵蚀模数为249.5t/km²·a,土壤侵蚀总量为33599148t/a。土壤侵蚀空间分布呈块状分布特征。淮北平原地区土壤侵蚀较弱,皖南丘陵山区和皖西大别山区土壤侵蚀较严重。在不同高程带上,200~500m高程带土壤侵蚀最强;不同坡度等级中,15°~25°坡度上的土壤侵蚀最强,>35°坡地上则较弱;不同坡向中,东南坡土壤侵蚀最强,其次是东坡;不同用地类型的土壤侵蚀程度不同,草地的土壤侵蚀最为严重,其次是林地;在各种土壤类型中,紫色土和黄褐土的土壤侵蚀最为突出,棕壤的土壤侵蚀微弱。     

密云石匣小流域土地利用对土壤粗化的影响

在北京密云石匣小流域坡面径流试验小区的坡耕地、休闲地和荒草地的坡上部、坡中部和坡下部,分别对表层和剖面进行了采样,用筛分的方法分析土样中大于2mm石砾所占百分数来确定不同土地利用下的土壤粗化程度。试验结果表明:休闲地、坡耕地和荒草地小区的土壤粗化程度为休闲地>坡耕地>荒草地。假设荒草地石砾所占百分数为正常值,用某种土地利用方式下石砾所占百分数与荒草地石砾所占百分数的比值来表示该土地利用下的土壤粗化程度指数,则0-1cm土层休闲地和坡耕地的粗化程度指数分别为2.96和2.07。土地利用方式不同,剖面层间的粗化特性也存在差异。荒草地剖面层不存在土壤粗化;休闲地和坡耕地剖面层则存在土壤粗化。本研究可为土壤退化等级评价和土地利用规划提供基础资料     

137Cs技术定量侵蚀速率常用模型及其讨论

土壤侵蚀将导致严重的土地退化和其它环境危害，侵蚀危害的评估需要关于侵蚀速率和侵蚀的时空分布模式的大量信息。^137Cs具有独特的输入来源和地球化学性质，使其它为研究自^137Cs首次沉降以来约30年的平均土壤侵蚀速率的最优示踪剂。比例模型、简化的质量平衡模型、基于^137Cs地表富集的质量平衡模型、剖面分布模型是近年来常用的几种模型，各有其优势和局限性。这些模型都是在一些假设的基础上推导出来的，这些假设是否成立需要理论论证和实验验证，文章对多数定量模型所含的假设条件进行讨论。     

海南岛滨海沙地风沙活动的137Cs示踪初步研究

 采用¹³⁷Cs示踪法研究了海南岛滨海地区风沙活动特征，初步查明：由于¹³⁷Cs沉积量有限，海南岛¹³⁷Cs背景值含量较低，距海越近沙地中¹³⁷Cs含量越低，在植被覆盖较好的草地与林地土壤中¹³⁷Cs含量稍高；根据灌丛沙丘及丘间地剖面的137Cs分布态势，丘间地剖面¹³⁷Cs含量趋于微量的均匀化，表现出长期稳定沉积特征，而灌丛沙丘具有人为扰动剖面的特征；海南岛西部沙地风沙沉积速率约为1.25 cm·a^-1。     

Quantifying sediment transport across an undisturbed prairie landscape using cesium-137 and high resolution topography

Soil erosion is a global environmental problem, and anthropogenic fallout radionuclides offer a promising tool for describing and quantifying soil redistribution on decadal time scales. To date, applications of radioactive fallout to trace upland sediment transport have been developed primarily on lands disturbed by agriculture, grazing, and logging. Here we use ¹³⁷Cs to characterize and quantify soil erosion at the Konza Prairie Long-Term Ecological Research (LTER) site, an undisturbed grassland in northeastern Kansas. We report on the small scale (< 10 m) and landscape scale (10 to 1000 m) distribution of fallout ¹³⁷Cs, and show significant variability in the concentrations and amounts of ¹³⁷Cs in soils at our site. ¹³⁷Cs soil concentrations and amounts typically vary by 10% to 30% on small scales, which most likely represents the spatial heterogeneity of the depositional processes. Landscape scale variability of soil ¹³⁷Cs was significantly higher than small scale variability. Most notably, soils collected on convex (divergent) landforms had ¹³⁷Cs inventories of 2500 to 3000 Bq m^− 2, which is consistent with the expected atmospheric inputs to the study area during the 1950s and 1960s. Concave landforms, however, had statistically lower inventories of 1800 to 2300 Bq m^− 2. The distribution of ¹³⁷Cs on this undisturbed landscape contrasts significantly with distributions observed across disturbed sites, which generally have accumulations of radioactive fallout in valley bottoms. Because the upslope contributing area at each sampling point had a significant negative correlation with the soil inventory of ¹³⁷Cs, we suggest that overland flow in convergent areas dominates soil erosion at Konza on time scales of decades. Very few points on our landscape had ¹³⁷Cs inventories significantly above that which would be predicted from direct deposition of ¹³⁷Cs on the soil surface; we conclude therefore that there is little net sediment storage on this undisturbed landscape.     

人类活动对南极乔治王岛菲尔德斯半岛环境的影响

人类活动对南极环境的影响主要表现为全球性人类活动的影响和南极局地人类活动的影响两方面。本文在对南极乔治王岛菲尔德斯半岛环境进行调查和采样分析的基础上,明确了南极环境中存在源于北半球中高纬地区人类核活动产生的人工放射性同位素１３７Ｃｓ：土壤表层（０～５ｃｍ）、苔藓活体层、枝状地衣、壳状地衣体中１３７Ｃｓ比活度分别为６．０～１４．８、２５．１、２９．０和５８．１Ｂｑ／ｋｇ;而中国北方地区土壤表层（０～１０ｃｍ）、壳状地衣体中１３７Ｃｓ比活度分别为６．４～３７．３和２９４．０～３１２．０Ｂｑ／ｋｇ,可见这类全球陆地表面广泛分布的壳状地衣是监测人工放射性核素长期扩散影响极为敏感的信息载体。南极科学考察活动对局地生态系统和地表冻融过程有一定程度的干扰,南极生物体（特别是地衣体）和水体是对人类活动影响极为敏感的环境信息载体,考察站区周围的生物体和水体中Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｚｎ等污染物含量明显偏高。菲尔德斯半岛作为南极科学考察站最为密集的地区之一,其环境与陆地生态系统受人类活动影响较为明显,故加强本区环境和生物保护工作已成为当前南极环境科学研究的重要方面     

Variability in soil redistribution in the northern Chihuahuan Desert based on Cesium measurements

A hypothesis for understanding the stability of northern Chihuahuan Desert landscapes is that the distribution of soil resources changes from spatially homogeneous in arid grasslands to spatially heterogeneous in invading shrublands. Since radioactive fallout ¹³⁷Cesium (¹³⁷Cs) was deposited uniformly across the landscape during the 1950s and 1960s and was quickly adsorbed to soil particles, any redistribution of ¹³⁷Cs across the landscape would be due to soil redistribution or instability at either plant-interspaces or on a landscape scale. The concentration of ¹³⁷Cs in soils collected from different vegetation communities (black grama grass, tarbush, tobosa grass, and mesquite) at the USDA-ARS Jornada Experimental Range in the Northern Chihuahuan Desert in New Mexico was determined. At the black grama grass and tobosa grass sites, ¹³⁷Cs was uniformly distributed at the plant interspace scale. At the mesquite sites, ¹³⁷Cs was concentrated in the dune area under mesquite shrubs with little to no ¹³⁷Cs in the interdune areas. ¹³⁷Cs data support the hypothesis that significant soil redistribution has occurred at dune sites created by invading mesquite. In the arid grassland-shrub sites with black grama grass, tobosa grass, and tarbush the ¹³⁷Cs data support the hypothesis of spatially homogeneous distribution of soil resources. High concentrations of ¹³⁷Cs in the biological soil crusts (0–5 mm) at the tarbush sites indicate that biological soil crusts can contribute to the stability of these sites.     

丹江口水库向白洋淀补水生态调度方案研究

白洋淀是华北平原最大的淡水湖泊。近年来,入淀水量和降水量持续减少导致淀水位持续下降。尽管国家实施了多次的生态补水调度,但由于缺乏长效补水机制,白洋淀生态环境恶化趋势仍没有得到有效控制。南水北调中线一期工程的建设,使利用丹江口水库向白洋淀补充生态环境用水成为可能。本文通过研究丹江口水库不同运行调度方案,探讨了利用水文和气象预测、预报信息来指导水库生态调度的可行性。在分析生态预报调度方式内涵的基础上,结合丹江口水库相机补充白洋淀生态用水实例来说明该方法的实用性和可行性。研究表明,基于预报信息的生态优化调度方案,可使白洋淀多年平均补水量增加48%以上。     

GLOBAL WARMING EFFECTS ON THE HANJIANG RIVER HYDROLOGICAL REGIMES

WithanincreaseinatmosphencconcentrationofCO,andothergreenhousegases,thereisastrongpossibilityofglobalwarming.Suchclimaticchangecanhavenotablethesonhydrologyandwaterresources.ThspaperdealswiththeHanjiangRiverhydrologicalropmeandwaterresourcesresponsestothjschange.I.RtglonalBackground,Tl1eHanJiangRiver,withanareaofl59,2Ookm-,isthelargesttnbuturyinthemiddlereachesoftheYangtzefover.Itislocatedatsubtropicalmonsoonzone,withtemperateandhumidclimate.Theannualaveragetemperatureisl2-l6"C.Thehighes…     

南水北调中线工程对汉江中下游的影响分析

本文分别计算了丹江口水库１９６９－１９９０年实际下泄流量过程和大坝加高向黄淮海地区调水１５×１０９ｍ３后下泄过程在２０２０水平年下汉江中下游各点的水位流量过程，比较了两者的水位流量差①，分析了丹江口水库调水对汉江中下游各点水位和流量的影响以及引起的灌溉用水和航运的变化。结果表明，丹江口水库调水后，丹江口水库下游各点的多年平均水位、流量将下降，流量过程趋于缓和，洪水流量减少，枯水流量增加；灌溉取水量减少，破坏状况加重，枯水期航运流量增加，但中水期航运时段减少。最后，作者对汉江中下游补偿工程提出了建议。     

~(137)Cs示踪法土壤侵蚀量估算的本底值问题

137Cs示踪法因能快速、相对简便地估算土壤侵蚀量而在土壤侵蚀定量研究中得到广泛应用。本底值获取是137Cs示踪法的关键和基础。在具有空间异质性多因素综合作用下,本底值呈现高度的空间异质性。针对本底值空间变异性,从气候气象要素、地形、土壤属性、土地利用/覆被四个方面阐明各因素与本底值空间变异的作用机理。分析了当前137Cs示踪法应用中在本底值获取时参考点存在性及选点的准确性、单个或几个本底值对研究区本底值的代表性和参考点采样设计。提出划分侵蚀测定单元、建立多本底值体系和进行地形校正解决当前137Cs示踪法中本底值存在问题的对策。侵蚀测定计算单元的划分原则和方法、根据已有参考点的137Cs本底值推算各单元137Cs本底值的技术方法、定量化研究各因素对137Cs的作用是今后需要深入的工作。     

滇西和黔中表土中7Be与137Cs分布特征对比研究

滇西和黔中28个表土剖面分层土样^7Be、^137Cs比活度对比分析可见：滇西地区表土层顶部^7Be/^137Cs为100－1000，而黔中地区仅10－100；两地区表土层中^7Be的表观比活度和最大渗透深度总体相近；^137Cs在黔中表土层中的比活度总体较滇西地区略高。而黔中表土中^7Be累计值的偏低现象，映射了该地区强烈的水土流失。为解释滇西和黔中地区之间表土层顶部^7Be/^137Cs的地区差异，需进一步讨论两核素的湖泊沉积物蓄积特征。     

Assessing Soil Remobilisation in Catchments using a 137Cs-sediment Hillslope Model

Soil redistribution studies are important, especially in water supply catchments, because the rate at which denudation is occurring has implications for offsite water quality. However, the extent to which soil is redistributed within the landscape can be difficult to determine. This challenge can be overcome using fallout caesium-137 (¹³⁷Cs). This paper describes the rates of soil loss and remobilisation in two sub-catchments within the Sydney Basin region, namely Kembla and Kentish Creeks, which drain to the Cordeaux reservoir. The total inventories of ¹³⁷Cs in catchment soils were determined, a ¹³⁷Cs-regression equation and a theoretical diffusion and migration model were used to established relationships between ¹³⁷Cs inventories and the rates of soil loss. These relationships revealed relatively low occurrence of soil loss in Kentish Creek, but two slopes in the Kembla Creek sub-catchment had losses that appear to be moderate. However, there was no clear evidence to suggest whether slopes in upper and lower reaches of catchments had specific patterns of soil remobilisation. Qualitative categorisation of the slope elements using a ¹³⁷Cs-sediment hillslope model can be a useful sentinel for land users and decision makers even if absolute rates of soil loss or gain are not certain. The findings suggest that sediments mobilised in the study sub-catchments are not likely to impact significantly on the water quality in the Cordeaux reservoir.