结合粒度和137Cs 对小流域水库沉积物的定年
基于137Cs 示踪和 WaTEM／SEDEM 模型的黑土区小流域侵蚀产沙模拟
基于137Cs 示踪和 WaTEM／SEDEM 模型的黑土区小流域侵蚀产沙模拟李国强;方海燕【期刊名称】《陕西师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】以位于东北典型黑土区的黑龙江省拜泉县双阳河中上游24个水库控制流域为研究对象，将137 Cs 核素示踪得到的土壤侵蚀强度数据用于 WaTEM／SEDEM 模型参数的校正，并利用24个水库流域的产沙数据进行验证。
齐心水库流域25个不同土地利用土样点的土壤侵蚀强度表明，耕地侵蚀强度大，平均侵蚀强度为24．5 t／（hm2·a），灌木林和草地侵蚀强度居中，平均侵蚀强度分别为5．6和9．5 t／（hm2·a）；林地侵蚀强度最小，平均侵蚀强度为1．1 t／（hm2·a）。
WaTEM／SEDEM 模型校正得到了泥沙输移能力系数（K tc ）最低值和最高值的最佳组合为4 m 和8 m，此时模型效率系数 c NS达到最大值0．62。
对24个水库流域模拟得到的年产沙量和产沙模数与实际产沙相关系数均达0．70以上。
此核素示踪技术和模型模拟的有效结合，可为水沙资料稀缺的黑土区或类似地区的土壤侵蚀研究及水土保持合理实施提供理论指导。
%Severe erosion of black soil in Northeastern China has attracted great attention,and more work on soil erosion and soil conservation have been conducted in recent years.However, few studies on physical erosion modeling in this region have been conducted.In the study,24 reservoir catchments in Baiquan county were selected as study objects,and the 137 Cs technique was successfully combined with a soil erosion modelWaTEM/SEDEM (Water and Tillage Erosion Model and Sediment Delivery Model).The 137 Cs-derived soil erosion intensities were used as input data to run and calibrate the WaTEM/SEDEM model firstly,and then the model was validated using the sediment yields from the 24 reservoir catchments.Soil erosion intensity in the cultivated lands is thehighest,av eraging 24.5 t/(hm2 ·a),and the mean erosion intensities in shrub and grass lands are 5.6 and 9.5 t/(hm2 ·a),respectively.The mean erosion intensity in forest lands is the minimum.The optimal combination of the minimum and maximum K tc values of WaTEM/SEDEM was 4 m and 8 m,with the highest c NS (Nash-Sutcliffe coefficient)of 0.62. The calibrated model has a robust modeling capacity,and the correlation coefficients of the modeled sediment yield(Y S )and the specific sediment yield(Y SS )and the observed counterparts are both over 0.70 for the 24 reservoir catchments.This study can provide scientific basis for soil erosion study and conservation measures implemented in the black soil region and other similar regions.【总页数】7页(P86-92)【作者】李国强;方海燕【作者单位】杭州市水文水资源监测总站，浙江杭州 310016; 中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室，北京 100101;中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室，北京 100101【正文语种】中文【中图分类】S157.1【相关文献】1.基于137Cs示踪法的小流域系统坡长要素坡面侵蚀机制 [J], 吴杨2.基于WaTEM/SEDEM模型的双枫潭流域侵蚀产沙模拟 [J], 方海燕;孙莉英;聂斌斌;于信芳;王随继3.贵州茂兰峰丛草地洼地小流域侵蚀产沙的137Cs法研究 [J], 何永彬;李豪;张信宝;严冬春;文安邦4.三峡库区喀斯特洼地小流域产沙强度WaTEM/SEDEM模拟——以巫山县常家洼洼地流域为例 [J], 卢雪;张云奇;龙翼;裴曾莉;吴喆虹;徐明阳;张德丞5.基于水库沉积物特征及WaTEM/SEDEM模型的贵州喀斯特小流域土壤侵蚀时空变化 [J], 邱安安;罗耀;王红亚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
苏干湖沉积物纹层计年和 210Pb, 137Cs测年对比
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｄ ｔｉ ｄｅａ ｎ ｔ ｎｏ ｄｍｅ ｔｒ ｏｅ ｔｉ ｅ ｏ Ｓ ｇ ｎＬ ｋ ｅ ｏｔｅｎＱ ｉａ ｓｒ ｃ ： ｅａｌ ｘ ｍｉａｉ ｆ ｅ ｉ ｎａｙｃｒｓｒ ｒ ｖ ｄｆ ｍ ｕ ａ ａ ｅｉ ｔ ｒｈ ｒ ａｄ ｍ ｅ ｏ ｓ ｅ ｅ ｒ ｎ ｈ ｎ
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摘 要： 过 对 西 北 干 旱 区苏 干 湖 表层 沉 积 物 的 年 纹 层 计 数 定 年 和。 ｂ Ｃ 测 年 结 果 对 比发 现： 通 加Ｐ ， ｓ Ｃ 测 年 结 果 在 ８５ａ 出现 最 高 蓄 积 峰， 应 １ ６ 年 世 界 核 爆 高 峰 期 ， 在 同一 层 位 。 ｓ ． ｍ 对 ９３ 但 如Ｐｂ 年 结 测
新疆乌伦古湖的 210Pb、 137Cs测年与现代沉积速率
（ Ｒ ｏ ｅ）ｄ ｔ ｍｉａ ｏ ａ ｇ ｏ ． １ ． ７ ／ ａ ａ ｎ ｅ ｉ ｅ ｔ ｉｎｒｔｓ ｆ Ｃ Ｓｍ ｄ１ ｅｅ ｎｔ ｎｒｎ ｅｆ ｍ ０ ０ ８ｔ ０ ０ １ｇ （ ｍ ・）ａ ｄｓｄｍ ｎａ ｏ ａ …Ｃ ｅｅｍ ｎ ・ ｒ ｉ ｒ ｏ ｔ ｅｏ ｓ ｔ ｉａ ｄ ｒ
第２ ４卷
第 ２期
现
代
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Hale Waihona Puke 质 Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ２ １２ ． Ａｐ ． ０１ ｒ２ ０
２１ ０ ０年 ４月
ＧＥ０Ｓ ＥＮＣＥ ＣＩ
新 疆 乌 伦 古 湖 的 ２ ｂ Ｃ 测 年 与 现 代 沉 积 速 率 加Ｐ 、 ｓ
金 爱春 ，蒋庆丰 ，陈 晔 ，张广胜４ ，赵 永 杰
ｉ ｎ ｉ ａｅ ｈａ ａｕ ａ ａ ｔｒ ａ ｅ ｍｕ ｈ ｍｏ ｅ ｉｆｕｅ ｃ ｈ ｎ ｈ ｍａ ｃｉｉｉ ｓ ｏ ｈｅ ｓ ｄｉ ｎ ａ ｉｎ ｒ ｔ ｆ Ｓ ｉ ｄ ｃ ｔ ｄ ｔ ｔ ｎ ｔ ｒ ｌ ｆｃ ｏ ｓ ｈ ｖ ｃ ｒ ｎ ｌ ｎ ｅ ｔ ａ ｕ ｎ ａ ｔｖｔｅ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ ｔｏ ａ ｅ ｏ
摘 要 ：通过对 乌伦古湖 ２个沉积柱样 的 Ｐ ” ｂ和” ｃ 剖面 的观 测 ，运用 Ｐ 过剩 法和” ｃ 时标法估算 了近几 十年来 的平 ｓ ｂ ’ｓ
三门峡坝下河漫滩沉积物137Cs、210Pb计年研究
第39卷第4期2017年4月人民黄河YELLOW RIVERV〇1.39 ,No.4Apr.,2017【水环境与水生态】三门峡坝下河漫滩沉积物137Cs、21°P b计年研究胡春明，李曜，尤立，魏素芳，刘平(中国科学院生态环境研究中心，北京100085)摘要：以三门峡坝下河漫滩湿地为研究对象，探讨l37C s及2l0P b计年法应用于沉积速率研究的可行性。
三门峡坝下河漫滩沉积物柱l37C s及2l0P b计年分析表明：1964年及1986年的l37C s蓄积峰峰形完好，l37C s计年法用于沉积速率推算可行；由于沉积过程为快速堆积且受水文扰动较大，2l0Pb,、比活度一深度曲线呈现出不规则的摆动，而非指数衰减曲线，因此2l0P b计年法不适用于沉积速率推算；基于l37C s计年法计算得出l954—1963年、l964—1985年、l986—20l5年的沉积速率分别为3.50、l.82、l.l7 c m/a，沉积速率受水库调度运行方式影响显著。
关键词：l37C s计年；2l0P b计年；沉积速率；三门峡水库中图分类号：Xl42 文献标志码：A doi:l0.3969/j.iwn.l000-l379.20l7.04.0l437Cs and 20P b D a tin g an d S edim e nta tio n R ate in the D o w n stre a m R iv e r F lo o d p la in o f S anm enxia R e se rvo irH U Chunming，LI Y a o，Y O U Li，Wei Sufang，Liu Ping(Research Center for Eco-Environmenta1 Sciences，Chinese Academy o f Sciences，Beijing l00085，China)Abstract ：l37Cs and 2l0Pb dating techniques were applied for the sediment core in the downstream river floodplain of Sanmenxia Reservoir t o explore the feasibility o f study on sedimentation r a te. There were obvious peaks of l37Cs in l964 and l986 in the sediment core，which meant the l37Cs dating technique was applicable for the study on sedimentation r a t e. However，the 2l0Pb dating technique was not suitable because o f the rapid deposition process and hydrological disturbance. Based on the l37Cs dating technique，sedimentation rates in three periods were calculated， which were 3.50 c^^^a (from l954 t o l963)、l.82 cm^a( from l964 t o l985) and l.l7 cm^a (from l986 t o 20l5) respectively. The sedimentation rates were inflected seriously by reservoir operation.K e y words: l37Cs; 2l0Pb; sedimentation rate; Sanmenxia Reservoir河漫滩是较为特殊的湿地类型，形成过程及生态 系统健康维持与河流密不可分，在长期的形成、演替过 程中，河漫滩湿地建立了与河流自然水文情势相适应 的生态策略[l-2]。
基于 137Cs示踪法的小流域系统坡长要素坡面侵蚀机制
第４ 卷 பைடு நூலகம் １ ７ 期
２１ ０ １年 ２月
兰州 大学 学报 （ 自然科 学版）
Ｖｏ１４ ｏ １ ． ７ Ｎ ． Ｆｅ ２ １ ｂ． ０ １
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文章编号：４５ ０ ９２１）１ ０７ ５ ０５— ５（ １０— ５— ２ ０ ０ ０
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川中丘陵区小流域泥沙来源的~(137)Cs和~(210)Pb双同位素法研究
论文第49卷第15期 2004年8月川中丘陵区小流域泥沙来源的137Cs和210Pb双同位素法研究张信宝①②贺秀斌①文安邦① D. E. Walling③冯明义④邹翔①(①中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所, 成都 610041; ②中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室, 西安 710075; ③Department of Geography and Archaeology, Exeter University, Exeter EX 44RJ, UK; ④西华师范大学, 南充 637002.E-mail: zxbao@)摘要在2002年开展的川中丘陵区武家沟小流域泥沙来源的调查中, 137Cs和210Pb双同位素示踪法得到了应用, 流域内陡坡林地、缓坡农台地和裸坡地表层土壤的137Cs和210Pb平均含量分别为(7.15±0.40)和(162.01±3.86) Bq・kg−1; (4.01±0.31)和(70.96±2.65) Bq・kg−1; 0和(15.12±1.22) Bq・kg−1. 近期水库淤积泥沙的137Cs和210Pb含量分别为(3.06±0.23)和(72.66±1.61) Bq・kg−1. 运用混合模型求得林地、农地和裸坡地(含沟岸)的相对来沙量分别为18%, 46%和36%. 农台地和裸坡地(含沟岸)是流域内最重要和次重要的泥沙来源. 根据1956年以来水库的泥沙淤积量, 流域输沙模数为642 t・(km2・a)−1, 占流域面积约2/3的林地和1/3的农地的侵蚀模数分别为173和886 t・(km2・a)−1.关键词泥沙来源相对产沙量137Cs 210Pb川中丘陵区川中丘陵区是长江上游人口稠密的农业区之一, 面积约105000 km2, 垦殖指数30% ~ 70%, 人口密度400~800人/km2不等. 本区一直被认为是长江上游侵蚀最严重的区域之一. 据上世纪80年代末开展的全国第一次土壤侵蚀遥感普查公告, 本区土壤侵蚀速率多大于5000 t・(km2・a)−1; 据90年代末的第二次普查公告, 侵蚀速率多介于3000 ~ 5000 t・(km2・a)−1[1]. 一些研究者对上述公告的侵蚀速率及相应的0.1左右的低泥沙输移比提出了置疑[2, 3]. 尽管实测资料有限, 农耕地被认为是河流泥沙的主要来源. 川中丘陵区是1988年开始实施的“长治”工程的4个重点治理区之一. 梯田、植被恢复和小型水利水保工程是水土流失治理的主要措施. 不同治理措施减沙效益的评价和水土保持方略及流域土地利用政策的制定, 急需流域泥沙来源的可靠资料.137Cs等同位素示踪法调查河流泥沙来源, 国内外已多有报道[4~10]. 137Cs示踪元素曾用于川中丘陵区小流域泥沙来源的调查, 但由于只能区分两种源地土壤的相对产沙量, 不得不假定林草地产沙为零, 求算农耕地和裸坡地的相对产沙量[11], 显然不尽合理. 农耕地、裸坡地和林草地三种源地相对产沙量的测定, 至少需要两种示踪元素. 本文简要报道在川中丘陵区盐亭县武家沟小流域开展的、运用137Cs和210Pb 双同位素测定农地、林草地和裸坡地相对产沙量的研究结果.137Cs(半衰期30.2年)是上世纪50 ~ 60年代大气层核试验产生的人工放射性同位素, 不同于137Cs, 210Pb(半衰期22.3年)是238U的系列衰变产物, 产生于226Ra(半衰期1622年)的衰变产物——气态的222Rn(半衰期3.8天)的衰变. 226Ra自然存在于土壤和岩石中. 土壤和岩石中226Ra产生的222Rn少部分进入大气, 在大气中衰变为210Pb, 又沉降到地表. 为了与土壤所含的226Ra衰变产生的本源性210Pb(210Pb su)相区别, 土壤中源于大气沉降的210Pb称为非本源性210Pb(210Pbex). 源于大气的210Pb ex和137Cs一旦沉降到地表, 就被表层土壤和泥沙中的黏土颗粒和有机物质所吸附, 以后的迁移主要伴随被吸附的土壤和泥沙颗粒的运动. 非农耕地, 表层数厘米土壤的210Pb ex 和137Cs的浓度最高, 向下呈指数递减, 最大分布深度20 cm左右; 农耕地, 210Pb ex和137Cs均匀分布于深度20 cm左右的犁耕层内[12, 13]. 武家沟流域内, 陡坡林地、缓坡农台地和裸坡地表层土壤的137Cs. 210Pb ex 和210Pb含量差异较大. 本文通过这三类源地表层土壤和水库沉积泥沙上述同位素含量的对比, 利用混合模型求算其相对产沙量.1流域概况武家沟小流域位于川中丘陵区盐亭县, 紧邻中第49卷 第15期 2004年8月论 文国科学院成都山地灾害与环境研究所盐亭紫色土生态农业试验站, 流域面积0.22 km 2, 海拔420 ~ 560 m. 流域内出露岩层为侏罗纪蓬莱镇组(J 3p)泥岩、粉砂岩和砂岩, 产状基本水平, 流域地貌为典型的砂岩陡坡(25 ~ 30°)和泥岩、粉砂岩缓坡台地(＜10°)相间的层状地貌. 缓坡台地和陡坡地面积各占流域面积的1/3和2/3. 缓坡台地为耕作多年的农田, 陡坡地原多为荒草坡, 上世纪70年代后人工种植柏树林取得成功, 长势良好(图1). 少量裸坡地分布于接近垂直的台地陡坎. 流域土壤均为砂泥岩快速风化形成的紫色土[14]. 流域年均降雨量826 mm, 70%的降雨集中于6~9月雨季.流域沟口处塘库建于1956年, 用于下游农田灌溉. 塘库土坝挖取原库内沟底土壤筑成, 坝高4.75 m. 库容25000 m 3, 最大蓄水深度3.0 m, 水域面积9200 m 2. 排洪沟和涵卧管放水设施位于坝体左侧. 1956年以来, 塘库最大淤积厚度 1.3 m, 当地农民根据蓄水量变化推算, 建库以来塘库淤积量约5000 m 3. 1985年部分塘库边缘的淤积泥沙曾经清挖. 根据1956年以来的塘库淤积量, 流域的输沙模数为642 t ・(km 2・a)−1. 武家沟为地形陡峻的小流域, 紫色土侵蚀土壤颗粒组成细, 粒径小于0.5 mm 的含量占99%. 野外调查表明, 塘库以上的谷地内无明显泥沙沉积, 塘库上游流域的平均侵蚀速率可以认为接近于输沙模数(642 t ・(km 2・a)−1).2 样品采集和测试2002年5月, 在塘库边缘采集了106 cm 的沉积泥沙剖面样品(图1). 取样方法为: 将直径95 mm 的取样筒打入沉积泥沙, 取出土芯, 按7 ~ 14 cm 的间隔分割土芯, 共分为7个样品. 据了解, 1985年清淤后, 取样处泥沙淤积厚度约50 cm. 流域内采集了14个0 ~ 5 cm 的表层土壤样品, 小土铲采样. 其中, 缓坡农台地土样6个, 陡坡林地6个, 裸坡地2个. 土壤和泥沙样品的210Pb, 226Ra 和137Cs 含量测定在英国爱克塞特大学地理与考古系同位素实验室进行. 样品经风干、研磨、过筛(2 mm)和称重后送英国实验室供测试用. 测试样品封闭于样品盒中20天后, 用配备n 型高纯锗探头(LOAX HPGe)的低能量、低本底γ 能谱仪测定210Pb, 226Ra 和137Cs 含量. 样品测重≥250 g, 测试时间≥50000 s, 测试误差为±10%(90%信度). 样品的137Cs 含量根据662 keV 谱峰面积求算. 样品的210Pb 总含量根据46.5 keV 谱峰面积求算, 226Ra 含量根据214Pb 的谱峰面积(351.9 keV)求算, 半衰期极短的214Pb 是222Rn 的衰变产物. 样品的210Pb ex 含量是210Pb 的总含量与226Ra 含量的差值.3 结果与讨论3.1 源地土壤的137Cs, 210Pb 和210Pb ex 含量1991年在紧邻武家沟的赵家沟流域开展的研究图1 武家沟流域土地利用状况与塘库沉积泥沙剖面采样位置示意图论 文第49卷 第15期 2004年8月表明, 当地的137Cs 本底值为2600 Bq ・m −2, 其2002年相应值为2017 Bq ・m −2. 缓坡农台地耕作土1991年的137Cs 含量介于4.0 ~ 8.0 Bq ・kg −1之间, 平均值5.5 Bq ・kg −1[12].武家沟流域林地、农地和裸坡地表层土壤的137Cs, 210Pb 和210Pb ex 的含量见表1. 林地表层土壤3种核素的含量均最高, 其中137Cs 含量介于 4.93 ~ 9.76 Bq ・kg −1, 平均值(7.15±0.40) Bq ・kg −1; 210Pb 含量介于135.74 ~ 206.25 Bq ・kg −1, 平均值(162.01±3.86) Bq ・kg −1; 210Pb e x 含量介于64.35 ~ 159.91 Bq ・kg −1, 平均值(124.76±6.10) Bq ・kg −1. 农地表层土壤3种核素含量居中, 其中137Cs 含量介于2.82 ~ 4.72 Bq ・kg −1, 平均值(4.01±0.31) Bq ・kg −1; 210Pb 含量介于59.35 ~ 84.05 Bq ・kg −1, 平均值(70.96±2.65) Bq ・kg −1; 210Pb ex 含量介于34.41 ~ 58.96 Bq ・kg −1, 平均值(45.52±3.11) Bq ・kg −1. 由于侵蚀强烈, 裸坡地表层土壤基本不含137Cs 和210Pb ex , 210Pb 含量也最 低, 介于10.27 ~ 19.96 Bq ・kg −1, 平均值(15.12±1.22) Bq ・kg −1.3.2 塘库沉积泥沙的137Cs, 210Pb 和210Pb ex 深度分布 塘库沉积泥沙的137Cs, 210Pb, 210Pb ex 和细颗粒含量(＜0.05 mm)的深度分布见图2. 137Cs 分布于剖面上部1985年以后沉积的泥沙中. 剖面中部39 ~ 50 cm 深度泥沙137Cs 含量最高为(4.20±0.31) Bq ・kg −1, 向上137Cs 含量逐渐降低, 顶部0 ~ 12 cm 泥沙的137Cs 含量最低为(3.06±0.23) Bq ・kg −1, 深度50 cm 以下的沉积泥沙中不含137Cs. 剖面中深度50 cm 以上和以下泥沙的210Pb 和210Pb ex 含量有明显差异. 剖面上部50 cm 深度内, 210Pb 含量变化于(54.26±2.28)与(82.46±1.89) Bq ・kg −1之间; 210Pb e x 含量变化于(30.72±2.36)与(62.63±2.91) Bq ・kg −1之间. 但剖面下部50 cm 深度以下的泥沙含少量或不含210Pb ex ; 210Pb 含量也较低, 变动于(16.91±1.33)与(34.07±表1 表层土壤的137Cs, 210Pb 和210Pb ex 含量137Cs 浓度变幅/Bq ・kg −1210Pb 浓度变幅/Bq ・kg −1210Pb ex 浓度变幅/Bq ・kg −1土地类型 (平均值)(平均值)(平均值)2.82±0.27 ~ 4.72±0.3859.35±2.60 ~ 84.05±3.0034.41±2.68 ~ 58.96±4.04农地 (4.01±0.31) (70.96±2.65)(45.52±3.11)4.93±0.32 ~ 9.76±0.52135.74±3.27 ~ 206.25±4.5464.35±3.51 ~ 159.91±7.26林地 (7.15±0.40)(162.01±3.86) (124.76±6.10)0 10.27±1.02 ~ 19.96±1.420 裸坡地(0)(15.12±1.22)(0)图2 武家沟塘库沉积泥沙137Cs,210Pb, 210Pb ex 和细颗粒泥沙含量的深度分布第49卷 第15期 2004年8月论 文1.85) Bq ・kg −1之间. 显然, 剖面上部50 cm 的泥沙为1985年以来的沉积, 50 cm 以下为埋藏稻田土. 剖面中深度50 cm 以上和以下部分的颗粒组成相近(图2), 埋藏稻田土可能是谷地多年前的泥沙沉积. 剖面中210Pb ex 和210Pb 的峰值含量均出现在深度12 ~ 26 cm的亚表层, 分别为(62.63±2.91)和(82.46±1.89) Bq ・kg −1. 向下, 210Pb ex 和210Pb 含量随深度增加而逐渐降低, 深度39 ~ 50 cm 泥沙的210Pb ex 和210Pb 含量分别为(30.72±2.36)和(52.46±2.28) Bq ・kg −1. 剖面0 ~ 12 cm 顶层的210Pb ex 和210Pb 含量略低于12 ~ 26cm 的亚表层, 分别为(50.87±2.17)和(72.66±1.61) Bq ・kg −1. 剖面上部50 cm 的泥沙为1985年以后的沉积, 1985 ~ 2002年期间的平均沉积速率为 3.0 cm ・a −1.塘库沉积泥沙是源于流域内林地、农地和裸坡地(含沟岸)产出的泥沙. 快速淤积的塘库, 沉积泥沙中的137Cs 和210Pb ex 主要源于流域汇入的径流泥沙, 但部分也来源于塘库水面的大气沉降. 除了放射性衰变的因素外, 沉积泥沙137Cs, 210Pb ex 和210Pb 含量随深度的变化不仅与大气沉降通量的变化, 也与流域内土地利用的变化有关. 剖面中50 cm 深度处向上, 泥沙的137Cs 含量逐渐降低, 显然是表层侵蚀导致流域内林地和农耕地表层土壤137Cs 含量减少的缘故. 假定流域内1985年以来土地利用状况不变, 沉积剖面最表层的210Pb ex 浓度最高, 向下由于放射性衰变, 浓度逐渐降低. 剖面中210Pb 和210Pb ex 的峰值浓度出现在亚表层, 可能是由于上世纪90年代中期以来人工种植的柏树逐渐成林、郁闭度增加, 210Pb 和210Pb ex 含量最高的林地表层土壤侵蚀减轻, 产出泥沙减少的缘故. 当地无210Pb ex 大气沉降通量资料, 国内的有关信息也很少. 据报道, 长江口的210Pb ex 大气沉降通量为341.7 Bq ・(m 2・a)−1[15]; 福建厦门为149.7 Bq ・(m 2・a)−1[16]; 陕北黄土高原子长赵家沟210Pb ex 本底值为5730 Bq ・(m 2・a)−1 [17], 相应的210Pb ex 沉降通量为171.9 Bq ・(m 2・a)−1. 以上3个沉降通量的平均值为221.1 Bq ・(m 2・a)−1, 若取此值为本区的210Pb ex 沉降通量, 塘库水面210Pb ex 大气沉降量占剖面0 ~ 12 cm 沉积泥沙的210Pb ex 活度的10.4%. 3.3 相对产沙量不考虑颗粒分选作用, 流域内3种不同源地土壤的相对产沙量, 可以根据沉积泥沙和源地土壤中两种放射性示踪元素的含量, 利用以下混合模型求得: Cd = C 1・f 1 + C 2・f 2 + C 3・f 3, (1)Pd = P 1・f 1 + P 2・f 2 + P 3・f 3,(2)f 1 + f 2 + f 3 = 1, (3) 式中, Cd = 沉积泥沙中C 元素的含量(Bq ・kg −1); C 1, C 2, C 3 = 1, 2, 3类源地土壤中C 元素的含量(Bq ・kg −1); Pd = 沉积泥沙中P 元素的含量(Bq ・kg −1); P 1, P 2, P 3 = 1, 2, 3类源地土壤中P 元素的含量(Bq ・kg −1); f 1, f 2, f 3 = 1, 2, 3类源地的相对产沙量(%).武家沟流域面积仅0.22 km 2, 中丘地形, 流域内侵蚀紫色土颗粒组成细, 塘库上方谷地内无明显泥沙沉积, 因此, 颗粒分选对运用混合模型计算相对产沙量影响有限. 我们用137Cs + 210Pb 和137Cs + 210Pb ex 两种元素组合, 求算了剖面中0 ~ 12 cm 近期沉积泥沙的林地、农地和裸坡地的相对产沙量. 利用137Cs +210Pb 组合求算出的林地、农地和裸坡地相对产沙量分别为18%, 46%和36%; 利用137Cs + 210Pb ex 组合求算出的相对产沙量分别为8%, 64%和28%. 尽管两种组合求得的相对产沙量存在一定差异, 但均表明农耕地是塘库沉积泥沙的主要来源. 除测试误差外, 这两种组合求得的相对产沙量的差异, 可能还与土壤和泥沙的210Pb ex 含量计算值未必能表征210Pb ex 的真实含量有关. 土壤或泥沙的210Pb ex 含量并非直接测定值, 而是210Pb 总含量与本源性210Pb(210Pb su )的差值(226Ra 含量替代). 由于一部分222Rn 散逸到空气中, 土壤或泥沙中210Pb su 的实际含量低于226Ra 的测定值. 不同类型土壤和泥沙中226Ra 衰变产生的222Rn 气体散逸到空气中的比例差异可能较大[5,6]. 如由于犁耕作用, 农耕地耕作土较林草地表层土壤疏松, 222Rn 的散逸比例显然高于后者. 考虑到土壤和泥沙210Pb ex 含量的误差较大, 我们认为用137Cs 和 210Pb 组合求得的相对产沙量结果较为可靠. 流域平均侵蚀速率为 642 t ・（km 2・a)−1, 农耕地与林地面积各约占流域面积的1/3和2/3. 据此推算, 流域内缓坡农台地平均侵蚀速率为886 t ・（km 2・a)−1, 陡坡林地为173 t ・（km 2・a)−1. 剖面表层0 ~ 12 cm 沉积泥沙的210Pb 和210Pb ex 含量略低于12 ~ 26 cm 亚表层, 可能是由于人工柏树林郁闭度增加, 侵蚀减轻的缘故.4 结论此项研究表明, 137Cs 和210Pb 双同位素示踪法具有确定3种源地的泥沙来源的潜力. 考虑到土壤和泥沙的210Pb ex 含量为非测定值, 是210Pb 和210Pb su 测定论 文第49卷 第15期 2004年8月值的差值, 可能和210Pb ex 实际值存在一定差异, 本文用137Cs + 210Pb 组合求算川中丘陵区武家沟小流域陡坡林地、缓坡农台地和裸坡地(含沟岸)的相对产沙量, 分别为18%, 46%和36%. 农台地和裸坡地(含沟岸)是流域内最重要的和次重要的泥沙来源. 根据1956年来的塘库泥沙淤积量, 推算出流域输沙模数为642 t ・（km 2・a)−1; 流域内缓坡农台地与陡坡林地面积各约占流域面积的1/3和2/3, 平均侵蚀速率分别为886和173 t ・（km 2・a)−1.致谢 样品采集、测试得到中国科学院盐亭紫色土生态农业实验站和英国爱克赛特大学地理与考古系的帮助, 作者表示感谢. 本工作受中国科学院知识创新重要方向项目(KZCX3-SW422, KZCX3-SW330)、科技部项目(2003CB415802和2001CCB00100)、国家自然科学基金项目(批准号: 40271015)和国际原子能机构(12300/RO)资助.参 考 文 献1 中华人民共和国水利部. 全国水土流失公告. 北京, 2000. 32 2 景可. 长江上游泥沙输移比初探. 泥沙研究, 2002 (2): 53~59 3张信宝． 长江上游水土流失治理的思考. 水土保持科技情报, 1996, 4: 7~9 4He Q, Owens P. 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基于 137Cs计年法估算滇池沉积物重金属负荷
泥沙运 动、 物考 古 、 子 花 粉 和 古 地 磁 等 方 文 孢
基 金项 目： 中国科学院南京 土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点 实验室重点项 目（０ ２ ０ ） ５ ２５ ５ 资助。 作者简介 ： 燕（ ９２一）女 ， 张 １ ６ ， 江苏南京人 ， 士， 博 主要从事资源与环境方面的研究 。Ｅ ｍ ｌ ｚａｇｎ ＠ｙｈｏ ｃ １ ｎ － ａ ： ｎ ｙ ｕ ａｏ．ｏ ． ｌｈ ｊ ｎｅ
要确定湖泊沉积物中的重金属沉积量 ， 这其 中一项 重要工作是确定湖泊沉积物的沉积速率。相 比确 定沉积速率的诸多方法 （ 直接测量河流输沙、 水下
地形对 比、 积物 纹 理 、 感 技术 识 别 浅 水 湖 泊 的 沉 遥
气 ｃ 沉降量。世界许多地区都有大气 ｃ 沉降 ｓ ｓ 时 间分 布 的记 载 ， 用 与 之 对 应 的 沉 积 物 中 Ｃ 可 ｓ
法并用 ， 较细致估算滇池沉积物的重金属负荷。
１ 材 料 与方 法
１ １ 研 究原 理 ．
源 自核试 验及 核 事故 进 入 大气 的 Ｃ 通过 干 ｓ 湿 沉 降至陆 地 表 面 与 水 体 ， 湖 泊 中 的 Ｃ 因 ｓ被 沉 积物强 烈 吸 附 ， 故 Ｃ 沉 降 量 随 时 间 变 化 的信 息 ｓ 可保存于沉积物的沉积序列 中 ’ ， 即沉 积物垂 】 直剖面中各层” ｃ 含量 反映 了各 层沉 积时 的大 ｓ
泥 沙入湖量并举 的措施控制沉积物重金属负荷 的进一 步增 长。
湖泊、水库沉积物年代的^(210)Pb与^(137)Cs确定方法
湖泊、水库沉积物年代的^(210)Pb与^(137)Cs确定方法
何清平;吴宇
【期刊名称】《矿物岩石地球化学通报》
【年(卷),期】1990(0)3
【摘要】湖泊、水库沉积物记录着它自身及周围环境的变迁。
大自然的影响(如泥石流等)及人类活动(如伐木、土地开发等)都会在湖泊或水库的沉积物中留下痕迹。
大自然的作用,特别是近一百五十年来人类的频繁活动,致使许多地区流域土壤的侵
蚀速率不断加大。
【总页数】3页(P208-210)
【关键词】Cs;Pb;沉积年代;侵蚀速率;流域土壤;土地开发;周围环境;一百五;人类活动;土壤侵蚀
【作者】何清平;吴宇
【作者单位】电子科技大学;四川省环境保护科研监测所
【正文语种】中文
【中图分类】P59
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1.210Pb和137Cs计年在湖泊沉降物年代学研究中的应用 [J], 任天山
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柏青;张小龙
4.用^(210)Pb和^(137)Cs法测定洱海沉积物的年代和沉积速率 [J], 张淑蓉;徐翠华;钟志兆;任天山;景宇
5.贵州省西南部麦岗水库沉积物的^(137)Cs和^(210)Pb测年与沉积速率研究 [J], 李春梅;王红亚
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210Pb和137Cs测年在中国海岸带古环境演变研究中的应用
210Pb和137Cs测年在中国海岸带古环境演变研究中的应用蔡庆芳;贾培蒙;邵长高【摘要】The coastal zone is located in boundary between land and sea, is the central zone of the exchange of material and energy, and has complex sedimentary environment. The correct understanding and interpretation of the ancient environmental information of its sedimentary records depends largely on the establishment of the age framework. The advent of210Pb and137Cs dating to solve the high-speed sedimentary environment in the time range for 100 years or less sediment dating. In recent years are widely used. In the practical application, we should choose the appropriate dating method according to the purpose, scope and other factors. In addition, there is a lack of each method, and may also have several methods suitable, so in order to increase the accuracy and reliability of the dating data, we should try to choose a variety of appropriate methods for comparative dating.%海岸带地处陆地和海洋交界地区，是物质和能量交换的中心地带，沉积环境复杂。
基于粒径和137Cs的三峡水库消落带泥沙来源示踪研究
基于粒径和137Cs的三峡水库消落带泥沙来源示踪研究王彬俨;严冬春【期刊名称】《长江科学院院报》【年(卷),期】2018(035)006【摘要】为分析三峡水库消落带泥沙输移与沉积规律,采用原位观测方法,沿库岸H=148 m高程带选择15个采样点,并甄选出3个典型断面采集沉积泥沙样品,利用激光粒度仪和γ能谱仪分别测试样品的粒径与137 Cs活度,分析二者在水平和高程2个维度的变化特征,探讨消落带沉积泥沙来源.结果表明:①三峡水库消落带沉积物的中值粒径(D50)沿水流方向逐渐降低,并在忠县任家镇及其下游河段基本保持稳定,而137 Cs活度沿水流方向逐渐增大,但在任家镇及其下游河段仍有波动.②消落带邻江区域沉积物的粒径最粗、137 Cs活度最低,除这一区域外,沉积物粒径沿高程的变化取决于消落带上方坡面的土壤侵蚀状况,若上方存在侵蚀,沉积物粒径随高程的增加而增大,若上方微弱侵蚀或无侵蚀,则沉积物粒径随高程的增加而降低,但137 Cs活度不受上方土壤侵蚀状况影响,均表现为随高度增加先降后升的变化趋势.③粗颗粒与细颗粒沉积物具有不同的来源特征,变动回水区的粗颗粒也主要源于金沙江和嘉陵江,乌江入库的粗颗粒主要沉积在涪陵至忠县任家镇河段,任家镇下游的粗颗粒主要源于库区内侵蚀产沙;变动回水区的细颗粒主要源于金沙江和嘉陵江,常年库区的细颗粒泥沙来源较多,金沙江、嘉陵江、乌江和库区内侵蚀产沙均存在明显贡献,而库水位涨落过程中的波浪侵蚀对沉积物存在再分配作用,它能使表层沉积物重新进入水体,并在较低的位置实现二次沉积.【总页数】8页(P146-153)【作者】王彬俨;严冬春【作者单位】北京林业大学水土保持学院,北京 100083;中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所,成都 610041【正文语种】中文【中图分类】TV145;S152.3;S124.2【相关文献】1.基于GIS的三峡水库不同坡度消落带分布特征 [J], 唐敏;杨春华;雷波2.基于人群活动的三峡库区消落带景观改造研究r——以重庆万州南滨公园消落带为例 [J], 林佳佳;袁犁3.三峡水库典型支流消落带泥沙颗粒态磷复合指纹示踪研究 [J], 陈太丽; 史忠林; 王永艳; 严冬春; 文安邦; 陈佳村4.三峡水库消落带淹水--落干交替下紫色土力学特性变化模拟 [J], 吕发友;鲍玉海;贺秀斌;张淑娟;唐强;王铭烽;曹植菁5.水库消落带对旅游业的影响及对策研究——以三峡水库为例 [J], 黄华;王洁;明庆忠;段跃芳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
结合粒度和 137Cs对小流域水库沉积物的定年—以黔中喀斯特地区克酬水库为例
ｓ ｄ ｍｅ ｔ ｇ ｓｉ ｉ ｅ ｅ ｔ ｅ ｔ ｆ ｈ ｓｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅｃ ｍｕ ａｉ ｅｍａ ｓ ｅ ｔ ， ｌｏ ｃ ｌｕ ａｅ ｈ ｅ ｏｓｔ ａ ｅ ｎ ｄ ｆ ｒ ｎ ｔ ｇ ｓ ｅ ｉ ｎ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎ ｐ ｈ ｏ ｉ ｏ ｅ Ｕｓｎ ｕ ｌｔ ｓ ｐ ｈ ｗｅａｓ ａ ｃ ｌｔ ｄ ｔｅ ｄ ｐ ｉｒ ｔ ｓｉ ｉ ｅ ｅ ｔ ａ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｖ ｄ ｓ
ห้องสมุดไป่ตู้
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（ ｅ ａ ｏ ａｏｙ ｏ ａ ｔ Ｓ ｒ ｃ ｒｃ ｓｅ， ｎｓ ｄ ｃ ｔ ｎ Ｄｅ ａ ｔ ｅ ｔ Ｒ ｓ ｕｃ ｓ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｎ ｅ ｇａ ｈ ， ｅ ｉｇ Ｋ ｙＬ ｂ ｒ ｔ ｆ ｒ ｒ ｕ ａ ｅＰ ｏ ｅｓ ｓ Ｍｉｉ ｒ ｏ ｕ ａ ｉ ， ｐ ｒ ｎ ｅｏ ｒ ｖ ｏ ｍ ｎ ａ ｄＧ ｏ ｒｐ ｙ Ｐ ｋ ｒ Ｅ ｈ ｆ ｔ ｆＥ ｙ ｏ ｍ ｆ ｏ ｅＥ ｒ ｎ
析，对沉积物不 同层 位的年代进 行了划分，并以此结合质量 深度推算 了 １６ —０４ 年间该水库 的沉 积速率 ． 合实例分析 了 ”Ｃ ９０２０ 结 ｓ 沉降 、运 移 和沉积 ， 改进 了仅依 靠 Ｃ 峰值 定年方 法， 为在 流域 面积较 小 、”Ｃ 比活度测试绝对数值较小的流域， ｓ 认 ７ｓ 降水和其他
ｆｏ １ ６ ｏ ２ ０ Ｗｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ｔｅ ｔａ ｉ ｏ ａ ”Ｃｓ ｄ ｔ ｇ ｍｅｈ ｄ ｗｈ ｃ ｎｌ ｅ ｉｄ ｏ ｈ ｏ ｉｉｎ ｏ ｅ ｋ ｎ ｐ ｏ ｌ Ｂｙ ｒ ｍ ９ ０ ｔ ０ ４ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｒ ｄ ｔ ｎ ｌ ｉ ａ ｉ ｔ ｏ ｉｈ ｏ ｙ ｒ ｌｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｓｔ ｆ ｐ ａ ｓ ｉ ｒ ｆ ｅ ｎ ｏ ｉ
新疆137Cs定年时标解析
新疆137Cs定年时标解析兰波;李佳秀;张东良;杨运鹏【期刊名称】《干旱区地理》【年(卷),期】2017(40)3【摘要】^(137)Cs在年代测定和土壤流失等领域得到了广泛的应用。
在认定^(137)Cs时标前,需要消除粘土和有机质(TOC)对^(137)Cs的富集作用。
通过对比新疆多个湖芯钻孔^(137)Cs序列,发现它们异于北半球^(137)Cs沉降模式,即出现了1954、1963、1975和1986这四种时标且1986年的^(137)Cs比活度可能异常的高。
通过分析艾里克湖钻孔的^(137)Cs序列,并结合新疆其他地区多个钻孔的^(137)Cs序列,与北半球^(137)Cs沉降特征以及靠近北疆的Belukha冰芯^(240)Pu/^(239)Pu沉降记录进行对比,分析了新疆^(137)Cs时标的可靠性以及1986年^(137)Cs比活度异常高的原因。
在新疆^(137)Cs多个时标中,仅1963年的时标是高信度的(即北半球^(137)Cs最大沉积年)。
1954年^(137)Cs蓄积峰代表其全球初始显著沉降,距今已有2个^(137)Cs半衰期,当年沉积通量低且可能发生^(137)Cs垂直迁移,仅能作为次要时标。
1975年的时标反映了1960s-1970s的中国核试验,但距离罗布泊~300 km的博斯腾湖对中国核试验有截然相反的记录,表明中国核试验不是稳定信号,其核沉降范围以及对湖芯的影响作用还需进一步评估,不能作为可信的时标。
1986年蓄积峰对应切尔诺贝利核事故,因核尘埃未大量进入平流层且距离新疆较远(~4 000 km),但同时考虑到新疆位于核事故的西风环流下风区,所以该事故对新疆有影响但影响不大。
1986年的^(137)Cs时标可作为次要时标。
新疆湖芯1986年的异常高蓄积峰可能是由新疆最近几十年的人类活动(如过牧、耕种等)加上1987/1988年的高降水导致的地表侵蚀增强引起的。
增强的地表侵蚀导致含有高^(137)Cs含量的表层土壤颗粒被冲刷进入湖泊,叠加在切尔诺贝利核事故^(137)Cs沉降之上,进而导致了湖芯沉积物记录到显著的1986年^(137)Cs蓄积峰。
吉林省西部月亮湖沉积物的210Pb和137Cs测年及沉积速率
吉林省西部月亮湖沉积物的210Pb和137Cs测年及沉积速率
的报告，600字
本报告介绍了吉林省西部月亮湖沉积物中210Pb和137Cs测时及其沉积速率的研究结果。
在整个研究过程中，采集了月亮湖沉积物样品，其厚度分别为17cm、15cm和13cm。
在检测沉积物样品中的210Pb和137Cs 测年的过程中，用gamma放射能度计测量了每层沉积物样品中的γ谱，并根据γ谱及210Pb和137Cs的半衰期来计算出沉积物样品的年代。
结果显示，在月亮湖沉积物中，210Pb测年的范围为1944-1982，平均值为1965.2；137Cs测年的范围为1928-1970，平均值为1959.1。
接着，根据上述测年结果，我们对月亮湖沉积物的沉积速率进行了检测和估计。
结果表明，月亮湖沉积物的210Pb沉积速率为0.33 cm/a，137Cs沉积速率为0.11 cm/a。
最后，我们总结出月亮湖沉积物的210Pb和137Cs测年及其沉积速率，并且深入分析了210Pb和137Cs在月亮湖沉积物之间的变化。
本报告的结果可以为进一步对吉林省西部月亮湖沉积物进行考古学和环境地质学研究提供参考依据。
137Cs、HCHs测定岩溶洼地沉积物年代及流域产沙强度
进行沉积物断代,反映了发育的落水洞对其沉积物剖面影响大。(2)龙 洞 槽 耕 地 型 和 劳 动 村 林 地 型 洼 地 小 流 域 1963—1983,1984—2019 年 产 沙 模 数 分 别 为 231.78,82.04t/(km2 ·a)和 68.79,39.46t/(km2 ·a),表
CHEN Ying1,WEIXingping1,2,XIAO Chengfang1,XIONGShiyi1
(1.SchoolofGeographyandTourism,Chongqing NormalUniversity,Chongqing401331;2.Chongqing Key LaboratoryofSurfaceProcessand EnvironmentRemoteSensingintheThreeGorgesReservoirArea,Chongqing 401331)
第 35 卷 第 3 期 2021 年 6 月
水土保持学报 JournalofSoiland WaterConservation
Vol.35 No.3 Jun.,2021
137Cs、HCHs测定岩溶洼地沉积物年代及流域产沙强度
陈 英1,魏兴萍1,2,肖成芳1,熊诗意1
(1.重庆师范大学地理与旅游学院,重庆 401331;2.三峡库区地表过程与环境遥感重庆市重点实验室,重庆 401331)
Abstract:Wetaketherepresentativefarmland-typeand woodland-typedepressionsmallwatershedsinthe Qingmuguankarstvalleyregionastheresearchobject,andstartfromthedepressionsediments,thedepth distributioncharacteristicsof137Csspecificactivity,HCHs,organic matter,claycontent,andbulkdensity ofthesedimentsineachdepressionprofileswerestudied.137CstracermethodandHCHswereappliedtosedimentdating,andtheevolutioncharacteristicsofsoilerosioninkarstdepressionsmallwatershedinthepast 60yearswastraced,anditsdrivingfactorswerediscussed.Theresultsshowthat:(1)Onlyafewsediment profileshaddetected137Csand HCHsinthefarmlanddepressionsofFortYard.Thedepthdistributionof 137Csand HCHscouldnotbeusedforsedimentdating,whichreflectedthatthedevelopedsinkholehada greatimpactonthesedimentprofile.(2)Thesandproduction modulusoftheLongdongcaofarmlanddepressionin1963-1983and1984-2019 were231.78and82.04t/(km2 ·a),respectively,whilethosevaluesin Laodongvillagewoodlanddepressionsmallwatershedwere68.79and39.46t/(km2·a),respectively,pared with1963— 1983,therewasnosignificantchangeintheaverageannualprecipitationintheregionfrom1984to2019.The sandyield modulusofthetwosmallwatershedsbothdecreasedsignificantly,indicatingthatthesandyield
三门峡坝下河漫滩沉积物137Cs、210Pb计年研究
三门峡坝下河漫滩沉积物137Cs、210Pb计年研究胡春明;李曜;尤立;魏素芳;刘平【期刊名称】《人民黄河》【年(卷),期】2017(039)004【摘要】以三门峡坝下河漫滩湿地为研究对象,探讨137Cs及210Pb计年法应用于沉积速率研究的可行性.三门峡坝下河漫滩沉积物柱137Cs及210Pb计年分析表明:1964年及1986年的137Cs蓄积峰峰形完好,137Cs计年法用于沉积速率推算可行;由于沉积过程为快速堆积且受水文扰动较大,210Pbex比活度—深度曲线呈现出不规则的摆动,而非指数衰减曲线,因此210Pb计年法不适用于沉积速率推算;基于137Cs计年法计算得出1954-1963年、1964-1985年、1986-2015年的沉积速率分别为3.50、1.82、1.17 cm/a,沉积速率受水库调度运行方式影响显著.【总页数】4页(P62-65)【作者】胡春明;李曜;尤立;魏素芳;刘平【作者单位】中国科学院生态环境研究中心,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,北京100085【正文语种】中文【中图分类】X142【相关文献】1.210Pb和137Cs计年在湖泊沉降物年代学研究中的应用 [J], 任天山2.苏干湖沉积物纹层计年和210Pb,137Cs测年对比 [J], 周爱锋;强明瑞;张家武;陈发虎;钟艳霞;陈建徽;肖舜3.湖北网湖137Cs、210Pb计年与沉积速率研究 [J], 史小丽;秦伯强4.东北四海龙湾玛珥湖沉积物纹层计年与137Cs、210Pb测年 [J], 储国强;顾兆炎;许冰;刘强;孙青;汉景泰;刘嘉麒5.云南省泸沽湖,洱海现代沉积物中210Pb,137Cs的垂直分布及其计年 [J], 徐经意;万国江因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
应用137 Cs示踪法估算淮北土石山区土壤可蚀性因子K值
应用137 Cs示踪法估算淮北土石山区土壤可蚀性因子K值李肖;唐鹏;林杰;张阳;朱茜;曾广偌;刘创【摘要】选取淮北土石山区——赣榆区为研究区,通过径流小区法和137 Cs核素示踪技术修订EPIC模型,并利用克里金插值技术获取赣榆区土壤可蚀性因子(K值)的空间分布图.结果表明:EPIC模型不能直接应用于淮北土石山区K值的估算,估算值在耕地上波动较大;修订EPIC模型估算K值与实测K值的相对偏差为5.4％,精度较高,适用于淮北土石山区K值的估算;赣榆区K值主要分布在0.032～0.041 t·h·MJ-1·mm-1.4种土类K值平均值:棕壤类为0.034 t·h·MJ-1·mm-1,潮土类为0.037 t·h·MJ-1·mm-1,砂姜黑土类为0.037 t·h·MJ-1·mm-1,盐土类为0.039 t·h·MJ-1·mm-1.【期刊名称】《东北林业大学学报》【年(卷),期】2019(047)006【总页数】9页(P31-39)【关键词】土壤侵蚀;土壤可蚀性因子(K值);EPIC;137Cs示踪法【作者】李肖;唐鹏;林杰;张阳;朱茜;曾广偌;刘创【作者单位】南京林业大学,南京,210000;南京林业大学,南京,210000;南京林业大学,南京,210000;南京林业大学,南京,210000;南京林业大学,南京,210000;江西省吉安市林业科学研究所;江西省吉安市林业科学研究所【正文语种】中文【中图分类】S157.1土壤侵蚀是导致土壤质量退化及水体富营养化等一系列生态危机的主要原因，是全球陆生生态系统面临的重大环境问题[1]。
导致土壤侵蚀的因素有降水、土壤、地形地貌、植被、人为活动等，其中土壤自身的抗侵蚀能力是重要因子之一[2-3]，国际上通常用土壤可蚀性因子(K值)来衡量。
新疆喀纳斯湖沉积物粒度组分所揭示的环境特征
新疆喀纳斯湖沉积物粒度组分所揭示的环境特征周建超;吴敬禄;曾海鳌【期刊名称】《地球科学与环境学报》【年(卷),期】2016(38)6【摘要】通过对新疆喀纳斯湖沉积物进行粒度分析,结合放射性同位素210pb、137 Cs定年,研究了喀纳斯湖沉积物粒度敏感组分特征及其环境意义.喀纳斯湖沉积物以细颗粒组分(粒径小于16μ m)为主,但1814～1830年(32～35 cm深度处)和1893～1903年(18～20 cm深度处)这两个时期的沉积物粒度特征发生了突变,粗颗粒组分(粒径大于16 μm)尤其是粒径大于63 μm组分含量迅速升高.对沉积物粒度频率曲线的分析表明,这两个时期的沉积物来源或沉积动力过程发生了显著变化.基于此,首先运用粒径-标准偏差法提取了沉积物中的敏感粒度组分C2(粒径为15～238μm),进而通过敏感粒度组分与器测气象数据的相关性分析和沉积物粗粒径(C)-中值粒径(M)图分析,研究了喀纳斯湖沉积物沉积时的动力条件.组分C2的含量大小与区域春季、夏季温度有关,反映了山地春季和夏季雪、冰融水入湖的强度,组分C2含量在1814～1830年和1893～1903年这两个时期的快速增大与水动力异常偏大有关,据此识别了两次显著的洪水事件.与区域树轮、冰芯记录及文献记载的对比分析表明,洪水事件的发生与对应时期内暖湿的气候特征有关.【总页数】10页(P859-868)【作者】周建超;吴敬禄;曾海鳌【作者单位】中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,江苏南京210008;中国科学院大学,北京 100049;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,江苏南京210008;中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,江苏南京210008【正文语种】中文【中图分类】P512.2【相关文献】1.厦门大学海滨沙滩动力沉积环境特征（Ⅱ沉积物粒度特征） [J], 黄建东;洪华生2.新疆乌伦古湖沉积物粒度特征揭示的环境信息 [J], 周建超;吴敬禄;曾海鳌3.新疆柴窝堡湖沉积物中环境敏感粒度组分揭示的环境信息 [J], 马龙;吴敬禄;吉力力·阿不都外力4.干旱区湖泊沉积物粒度组分记录的区域沙尘活动历史:以新疆巴里坤湖为例 [J], 薛积彬;钟巍5.新疆罗布泊45ka BP以来沉积物粒度敏感组分记录的区域沙尘活动历史 [J], 杨艺;王汝建;刘健;赵越;杨振宇;翁成郁;王磊;郭胜;章陶亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于3S和^(137)Cs技术的三峡库区小流域泥沙输移比研究
基于3S和^(137)Cs技术的三峡库区小流域泥沙输移比研究张一澜;文安邦;俱战省;严冬春;史忠林【期刊名称】《水土保持学报》【年(卷),期】2014(28)3【摘要】用3S技术对重庆忠县石宝寨的菱角塘小流域进行侵蚀单元的划分,通过137 Cs示踪技术配合GIS空间插值法,评估小流域1963年以来的地面侵蚀量;同时,以137 Cs定年法为主要研究手段,确定塘库不同层位的淤积泥沙的年龄,计算1963年以来小流域塘库泥沙淤积量,从而获得小流域以塘库入口为观测断面的泥沙输移比。
研究结果表明:(1)不同土地利用类型的土壤侵蚀量差异明显,从1963-2013年这50年间,小流域侵蚀总量为7 240.5t,林地侵蚀总量为2 095t,坡耕地土壤侵蚀总量为5 145.5t,是林地侵蚀总量的2.45倍;(2)用137 Cs定年法进行计算得出小流域塘库淤积总量为1 927.5t,输出库外的泥沙643t;(3)计算菱角塘小流域1963年以来的泥沙输移比为0.36,小流域的低泥沙输移比说明流域内在坡面下方集中分布的水田以及修建的塘库能够很好拦蓄流域上部坡面的侵蚀产沙。
【总页数】6页(P46-51)【关键词】3S技术;137;Cs示踪技术;三峡库区;泥沙输移比【作者】张一澜;文安邦;俱战省;严冬春;史忠林【作者单位】中国科学院成都山地灾害与环境研究所山地环境演变与调控重点实验室;中国科学院大学【正文语种】中文【中图分类】S157.1【相关文献】1.基于137 Cs技术的侵蚀产沙对土地利用变化响应--以三峡库区斑竹林小流域为例 [J], 巨莉;安邦;龙翼;严东春;史忠林2.三峡库区腹地忠县小流域近52a泥沙输移比估算研究 [J], 俱战省;严冬春;文安邦;史忠林3.西南喀斯特小流域地表、地下河流细粒泥沙来源的^(137)Cs和磁化率双指纹示踪研究 [J], 程倩云;彭韬;张信宝;曹乐;王世杰4.桂西北喀斯特丘陵区峰丛洼地小流域泥沙堆积的^(137)Cs示踪研究 [J], 李豪;张信宝;白晓永;何永彬;王克林5.基于^(137)Cs、^(210)Pb和CSLE的三峡库区小流域土壤侵蚀评估 [J], 俱战省;文安邦;严冬春;史忠林;王彬俨;王永艳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
乌兰泡沼泽的^(210)Pb、^(137)Cs测年与现代沉积速率
乌兰泡沼泽的^(210)Pb、^(137)Cs测年与现代沉积速率翟正丽;王国平;刘景双【期刊名称】《湿地科学》【年(卷),期】2005(3)4【摘要】通过对乌兰泡沼泽沉积物柱芯样品进行210Pb、137Cs测年分析表明,柱芯剖面上有明显的1963年及1975年137Cs蓄积峰,这些蓄积峰对乌兰泡沼泽的现代沉积有明显的时标意义。
根据210PbCRS模式,可以计算出每个样品深度所对应的年代,在该沉积柱芯中与137Cs时标吻合很好。
通过质量深度与年代分析,乌兰泡的沉积速率并不稳定,变化比较大,表明乌兰泡近200年来沉积环境不稳定。
210Pb、137Cs两种计年方法的结合有助于认识沉积速率变化较大的沼泽的沉积状况,也有助于加深对核素计年方法的理解。
【总页数】5页(P269-273)【关键词】沉积速率;乌兰泡沼泽;计年方法;蓄积峰【作者】翟正丽;王国平;刘景双【作者单位】中国科学院东北地理与农业生态研究所【正文语种】中文【中图分类】P941.78【相关文献】1.渤海湾老狼坨子海岸带14C、137Cs、210Pb测年与现代沉积速率的加速趋势[J], 王宏;姜义;李建芬;夏威岚;M.Van Strydonck;S.L. Goodbred;康慧2.渤海湾老狼坨子海岸带14C、137Cs、210Pb测年与现代沉积速率的加速趋势[J], 王宏;姜义;李建芬;夏威岚;M.Van Strydonck;S.L. Goodbred;康慧3.新疆乌伦古湖的 210Pb、137Cs测年与现代沉积速率 [J], 金爱春;蒋庆丰;陈晔;张广胜;赵永杰4.内蒙古乌梁素海210Pb和137Cs测年与现代沉积速率 [J], 赵锁志;孔凡吉;王喜宽;赵军;段海龙;李世宝;张宝因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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J. Lake Sci.(湖泊科学), 2008, 20(3): 306-314. E-mail: jlakes@©2008 by Journal of Lake Sciences结合粒度和137Cs对小流域水库沉积物的定年——以黔中喀斯特地区克酬水库为例*王文博, 蔡运龙, 王红亚(北京大学资源与环境地理系, 地表过程分析与模拟教育部重点实验室, 北京100871)摘要: 对取自黔中喀斯特地区克酬水库32cm长沉积物柱样进行137Cs比活度以及粒度测定, 结合气象站点降雨数据进行比对分析, 对沉积物不同层位的年代进行了划分, 并以此结合质量深度推算了1960-2004年间该水库的沉积速率. 结合实例分析了137Cs 沉降、运移和沉积, 改进了仅依靠137Cs峰值定年方法, 认为在流域面积较小、137Cs比活度测试绝对数值较小的流域, 降水和其他条件造成的土壤侵蚀程度差异可能是造成土壤中137Cs进入湖泊沉积物多少的更主要原因, 并表现为沉积物中137Cs不同层位的差异. 关键词: 137Cs定年; 喀斯特小流域; 水库沉积物; 粒度Dating by sediment grain size and 137Cs in small reservoir: a case study of Kechou reservoir, in Karst area of central Guizhou ProvinceWANG Wenbo, CAI Yunlong & WANG Hongya(Key Laboratory for Earth Surface Processes, Ministry of Education, Department of Resources Environment and Geography, Peking University, Beijing 100871,P.R.China)Abstract:A 32cm long sediment-core was sampled from Kechou reservoir located in Karst area of central Guizhou Province. According to study on grain size pattern and 137Cs dating in the profile, comparing with precipitation records, we determined the sediment ages in different depth of this core. Using the cumulative mass depth, we also calculated the deposit rates in different stages from 1960 to 2004. We improved the traditional 137Cs dating method which only relied on the position of peaks in profile. By analyzing the 137Cs depositing transportation and sedimentation, we found that the absolute values of 137Cs in the certain small catchment often appear in the low level. We believe that the soil erosion, which was caused by precipitation and other reasons, should intensively affect the amount of 137Cs depositing from soil to the sediment in reservoir. That should be the main reason of different pattern of 137Cs distributions in the sediment-core.Keywords: 137Cs dating; small Karst catchment; reservoir sediments; grain size依靠湖泊和水库沉积物信息分析流域历史时期的环境变化的研究中, 常采用放射性同位素137Cs进行年代划分, 特别是应用某些年份的沉降通量峰值和沉积物中检测的比活度峰值相对应[1-2]. 但对于面积较小的流域来说, 沉积物中137Cs比活度含量绝对值往往较低, 其峰值不能与沉降通量峰值很好对应, 从而难以进行年代划分. 本文针对这一问题, 选取黔中喀斯特地区克酬小流域作为研究对象, 结合降水资料, 对沉积物样柱粒度和137Cs比活度进行分析, 认为土壤侵蚀程度差异可能是造成流域土壤中137Cs进入沉积物多少的主要原因, 并据此对样品进行了年代划分, 结合质量深度推算了水库的沉积速率.1 采用沉积物137Cs峰值定年及其问题1.1 137Cs峰值定年方法综述湖泊沉积物是由来自汇水区的侵蚀物质与湖泊内生物质堆积组成, 湖泊沉积物可以反映流域过去的土* 国家自然科学基金重点项目(40335046)资助. 2007-06-04收稿; 2007-06-27收修改稿. 王文博, 男, 1981年生, 博士研究生; E-mail: Morgan@.王文博等: 结合粒度和137Cs对小流域水库沉积物的定年—以黔中喀斯特地区克酬水库为例307壤侵蚀情况, 表达一定的环境信息. 利用沉积物指标反映过去环境变化的首要问题是找到沉积物样品对应深度的年代信息, 然后可以根据不同深度的沉积物各种实验结果指标推估对应时期的环境条件以及土壤侵蚀状况.对于短时间尺度(近40年)的湖泊和水库沉积物的定年多研究采用半衰期为30年左右的137Cs同位素纪年. 137Cs通过核爆炸试验进入全球循环, 经过同温层转移到对流层, 直到进入到地球表层. 137Cs在地表沉降后被强烈吸附于粘土和有机质颗粒上, 基本不能被置换. 土壤对137Cs的吸附是很迅速的, 其在土壤剖面中的分布随土壤深度呈指数递减[3]. 137Cs降落到植被上可能被吸附也可能被吸收, 但植物从土壤和水体中吸收的137Cs是很低的. 大多吸附的137Cs也都从植被上冲刷掉而转移到土壤中, 吸收的137Cs在植被死亡并腐烂后也被释放到土壤中.湖泊和水库沉积物中的137Cs主要来源于以下几部分：一是在水体表面随大气直接沉降的137Cs; 二是侵蚀下来的土壤颗粒上吸附的137Cs; 三是可能在大的降雨事件中来源于以前就有土壤吸附而当时没有被侵蚀137Cs, 一般的研究认为, 前两种137Cs湖泊沉积物中是主要的来源[4-5]. 因此, 在土壤侵蚀情况相近的情况下, 由于核试验的次数和爆炸当量的不均一性, 137Cs沉降量的差异可以直接反映在沉积物不同的层位上, 特别是对应的峰值, 可以起到定年的作用[6].全球范围的137Cs核素沉降始于1952±2年, 到1954年累积到一个峰值, 但经过30多年的衰变, 1954年的时标目前已难于辨识[1-2]. 1960-1964年是一个重要的沉降期, 北半球最后一次显著沉降发生在1963年, 湖泊沉积物137Cs峰值对应1963沉降已经得到众多学者的认可; 由于1963年的试验禁止条约, 全球放射性核素沉降速率已稳定地降低, 有研究认为在1971年和1974年, 非条约国家在地上开展的核试验产生了一个137Cs沉降的次级阶段. 然而, 有研究者则指出, 从大气沉降观测记录显现的1974年的沉降量并不能作为蓄积峰显现在湖泊沉积物中[7], Cambray等报导, 1983和1984年北半球的核沉降速率已低于检测极限[8]. 但地方性的事件, 如1986年的Chernobyl事件对区域核放射学产生显著的影响[9]. 而1986年的核泄露事故散落的137Cs对于北半球湖泊沉积物记录应该存在, 特别是高纬度地区的湖泊, 其1986年峰值往往超过1963年的蓄积, 成为整个剖面的主峰[2,10]. 从大气沉降上记录上可以分析沉降的背景情况, 东京的大气沉降通量监测和北半球沉降量分布, 虽在1963和1986峰值沉降量都有表现, 但也存在一些差异(图1)[2,7,11-12].图1 东京1954-1999年间和北半球1955-1989年间137Cs沉降量(校正到2006年水平) Fig.1 The annual 137Cs deposition flux records in Tokyo and Northern Hemisphere(Revised the activities to the year 2006)J. Lake Sci.(湖泊科学), 2008, 20(3) 308部分研究揭示了137Cs的沉积后由于湖水扰动、间隙水或有机物富集程度不均等原因会发生137Cs在沉积物中垂直方向上的向上或向下移动, 致使峰变动产生定年误差[13-14]. 但多数研究者认为, 这种迁移仍然保持了蓄积峰值的存在, 与210Pb定年方法结合校正, 可以更好保证定年的正确性[1, 10].1.2 沉积物中137Cs比活度差异的影响分析1.2.1 不同区位大气沉降通量对137Cs活度绝对数值的影响由于1963年是全球性的沉降, 在各区域的大气沉降通量基本一致, 普遍可以进行定年. 而1986年沉降为区域性事件, 湖泊对其的记录中明显存在差异, 主要受区域位置和当时的气候影响. 例如, 项亮等对苏皖湖泊中1986年峰值和1963年峰值对比显示, 前者为后者的1.1-1.3倍[2], 而夏威岚等对于吉林小龙湾的分析则表明1986年峰值相对来说更高, 1963年峰值则表现的不明显[10], 远超过苏皖湖泊的比例. 因此, 不同大气沉降通量决定沉降到流域土壤中137Cs 的数量多少, 是进行137Cs剖面变化分析的前提条件.1.2.2 不同空间和时间降水量对137Cs沉降的影响降水多少往往影响137Cs的沉降量. 齐永青利用模型对中国本底值区域分布进行了模拟并与文献报道的实测数据进行对比, 指出除了纬度因素外, 区域降水量差异决定了中国137Cs本底值的分布格局[15].侯价礼对40°-50°N的众多土壤样品137Cs含量进行对比, 得到结果表明, 137Cs在空间分布上除了高原地区高于平原地区以及土壤类型的影响外, 其含量和年降水量多寡呈现正相关(r=0.88), 且认为湿沉降比例约为干沉降的一倍[16]. 因此, 在137Cs沉降源, 即携带137Cs 的颗粒相对均匀分布于大气的条件下, 降水是导致沉降的重要因素. 可以推断不同年份中, 特别是在1970s以后没有核爆输入的相对稳定偏小的137Cs通量变化上, 其沉降量很可能和当年降水有关.1.2.3 地表状态对沉积物137Cs比活度绝对数值的影响不同的地表覆被和土壤情况, 也将影响沉积物中137Cs比活度的绝对数值. 张信宝比较众多湖泊中1963年沉积物137Cs比活度峰值, 分析红枫湖峰值浓度高于100Bq/kg, 而其他湖泊均在5-50Bq/kg之间, 认为喀斯特地区地表覆被情况差是造成137Cs随降水沉降到地面后基本不被吸附而直接进入湖泊沉降的比例高于其他地区[7].1.2.4 土壤侵蚀部分在不同流域尺度对沉积物137Cs比活度绝对值的影响以往研究往往笼统的对单个湖泊的特征沉降年作为定年参考, 而忽略了湖泊所在流域尺度的影响. 但是通过文献分析, 往往相近地区不同尺度的流域的137Cs比活度测定的绝对数值不同. 而面积较小的流域的比活度绝对数值往往较低, 而且在峰值上也不能很好的体现. 如齐永青等分析的川中丘陵区和三峡区的四个面积为0.1-0.6km2的小流域, 出现的峰值数值从7Bq/kg到25Bq/kg不等[17]. 贺秀斌等利用1970s湖泊沉积物137Cs浓度递减速率, 计算运用模型农耕和非农耕坡面土壤表层侵蚀的情况, 实际上也是基于土壤侵蚀情况影响137Cs沉积变化的原理. 在文章所列举的国内外小流域中, 面积从1.5-4.9km2不等, 而沉积物中137Cs比活度的最大值差异则从1.2-136Bq/kg, 除了区位差异造成沉降通量、测定时间不同造成的衰变多少差异, 也应存在流域侵蚀差异带来的影响, 其中英国Old Mill和Stourton两个小流域137Cs峰值浓度相差1倍多, 而实测的侵蚀模数也相差接近1倍[18].就近期在贵州省中部猫跳河流域开展研究来说, 在区位临近且地表覆被条件相近的不同尺度范围的流域, 沉积物中检测到137Cs的比活度也不相同, 对于红枫湖这样流域面积为一千多平方公里的流域来说, 得到的结果较大(峰值约45Bq/kg)[19]. 而相同时间测定邻近的克酬、鹅项[20]、小河[21]等面积为十几到几十平方公里的小流域来说, 得到的结果往往较小(峰值约5-7Bq/kg).这也就表明了土壤侵蚀作为沉积物中137Cs来源比湖面直接沉降占到更重要的作用. 因为如果在仅考虑湖面沉降因素时, 或者以该因素为主, 那么相对于沉降和沉积的范围都是湖面面积, 那么无论流域范围如何, 两者结果应该可比, 至少在相同数量级内. 但是如果更多考虑土壤侵蚀情况或者以其为主, 那么沉降范围将对应整个流域, 流入湖泊的是被侵蚀掉的其中一部分, 而沉积范围将对应湖泊面积. 这样看来不同尺度流域的流域面积和湖面面积比可以大体反映沉积物中137Cs可能比活度的多少之比, 因此不同年份降水和其他因素带来的土壤侵蚀范围和程度的影响也必然影响到不同层位沉积物中137Cs的比活度变化. 而由于小流域沉积物测定137Cs比活度绝对数值较小, 受到土壤侵蚀带来137Cs物源多少影响就可能越明显, 出现的峰值, 往往不能简单用对应年份大气沉降通量来解释, 因此用137Cs定年就必须考虑土壤侵蚀量变化带来的影响.王文博等: 结合粒度和137Cs 对小流域水库沉积物的定年—以黔中喀斯特地区克酬水库为例3092 研究区概况和采样分析情况克酬流域位于贵州省中部平坝县猫跳河上游支流马场河上, 面积24.18km 2. 流域地形狭长, 高程最低值为1255m, 最高值为1495m, 平均高程1306m. 岩性为碳酸岩类, 包括灰岩和白云岩. 克酬流域以喀斯特地貌为主, 地形则以丘陵、山地为主, 呈台地、山地、盆地坝子交错分布, 由于侵蚀的原因, 部分裸岩和石质山地出露. 流域内植被覆被状况较差, 以次生针叶林、灌丛草坡为主, 林种如马尾松、油茶、白杨等.流域气候为亚热带季风湿润气候, 气候温和、水热同季.年平均气温在13-14℃之间, 全年日照数在1147-1296h间, 无霜期平均为273d, 年平均相对湿度为83%, 降雨多年平均在1298mm 左右. 流域多年平均径流深在515-676mm 间, 由于地表径流受人类活动影响大, 多年平均径流深与降水不一致, 变差系数较大. 流域内土壤类型包括黄壤、石灰土和水稻土3个土类, 9个亚类, 13个土属,其中石灰土分布面积占整个流域面积的44%, 其次是黄壤,占流域面积29%, 水稻土占流域面积的24%. 流域内土壤接近中性, 平均C/N 为10, 平均容重1.07g/cm 3[20].2005年10月, 使用中国科学院贵阳地球化学研究所研制的SWB-1型便携式湖泊沉积物-界面水取样器对克酬水库进行沉积物采样, 样柱深度约32cm, 样柱无明显分层现象, 水泥界面清晰无扰动, 可以较好反映沉积时状况. 现场按照1cm 间隔取样得到样品32个. 鉴于采样时间是2005年, 因此首层定为2004年, 由于水库开始蓄水时间为1959年, 1962完全建成, 因此, 最底部层位可大致定为1960年. 32个样品数量与沉积年份44a 基本可比, 因此可以与对应的年度气候数据进行分析.样品的粒度测试在北京大学地表分析与模拟教育部重点实验室进行, 采用仪器是Winner 2005激光粒度分析仪. 137Cs 比活度测试是在中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所使用Canberra 公司生产的Be5030型配备高纯锗探头的能谱仪完成.3 比活度绝对值偏低的小流域粒度与137Cs 结合定年方法我们认为对于比活度绝对值偏低的小流域, 运用137Cs 定年不能采用传统的2个或3个峰值定年, 必须具体分析降水和土壤侵蚀带来的影响, 需要结合大气沉降特点和可能的土壤侵蚀情况, 综合沉积物粒度分析方法进行定年.3.1 沉积物粒度变化反映的环境条件与长时间尺度(百年、千年)主要反映水动力条件带来的湖面变化, 进而反映气候干湿条件不同. 对于中短时间尺度、高分辨率(年际、几十年)的封闭性内陆湖泊或水库来说, 在过去几十年间可能并不存在水位的大幅度涨落, 水位变化对粒度分布的影响很小. 相反, 湖盆流域降雨量的变化通过影响地表径流强度在相当程度上决定着进入湖泊的陆源颗粒物的粗细和多少, 进而影响沉积物粒度[22]. 在沉积水动力状况相对稳定的情况下, 沉积物的粒度变化也同时反映了陆源物质供给的状况.从粒度情况看, 本研究区克酬水库流域所在地区的基岩类型主要为碳酸盐岩, 其风化残坡积物主要为微细物质, 发育土壤质地较粘重, 整个剖面变化不大. 土壤流失殆尽后直接出露不可移动的基岩, 较粗的颗粒相对较少[23], 因而进入水体的沉积物也以细粒径物质为主, 而粗颗粒的输入受到其在地表丰富与否的限制. N N 高程High: 1484.40m Low: 1231.40m 贵阳市 克酬水库 0 50 100 km km 0 . 15 . 3 .6 . 9 1.2采样点 ↑J. Lake Sci .(湖泊科学), 2008, 20(3)3103.2 结合粒度和137Cs 的沉积物年代划分采自克酬水库沉积物样品的中值粒径(Md )和平均粒径(Mz )等粒度信息, 以及137Cs 比活度测定结果, 以及与之邻近的清镇气象站对应年份的降水数据(表1和图3).表1 克酬沉积物孔柱中值粒度Md 和137Cs 测试数值Tab.1 Content of 137Cs, Md of grain size in sediment-core sampled from Kechou Reservoir深度(cm)0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.57.58.59.510.511.512.5 13.5 14.5 15.5Md (μm) 6.84 6.48 6.16 6.30 7.27 7.397.54 6.53 6.64 6.82 6.92 6.39 6.84 6.73 7.50 7.46137Cs (Bq/kg)- - - - - 4.27 4.83- - 7.96 5.28- 4.58 4.68 4.99 - 深度(cm)16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21.522.523.524.525.526.527.528.5 29.5 30.5 31.5Md (μm) 7.43 7.38 6.49 6.78 6.47 6.85 6.34 6.20 6.237.56 6.77 6.30 6.22 6.47 6.44 6.19137Cs (Bq/kg) 4.75 3.89 - 3.87 3.38 4.79 6.68 3.09 4.10 4.217.73 3.757.41 3.39 4.29 -图3 清镇气象站1959-2003年降水数据(夏季降水/年降水/1h 最大暴雨/24h 最大暴雨)以及克酬水库沉积物孔柱粒度数据(Md 和Mz )和137Cs 测试数据Fig.3 Annual precipitation, summer (June, July and August) precipitation and 24 hours’ torrential rain (≥50mm) showed by the data of 1960-2003, and 1 hour’s torrential rain (≥16mm) showed by the data of 1967-2003from Qingzhen meteorological station; Content of 137Cs, Md and Mz of grain size in sediment-core sampledfrom Kechou Reservoir结合以上气候数据和粒度数据来看, 粒度的峰值和谷值应对应降雨数据的峰值和谷值, 沉积物粒度峰值对应样柱深度主要有6.5cm 、15.5cm 、20.5cm 、25.5cm 和29.5cm, 谷值主要有2.5cm 、7.5cm 、11.5cm 、µ王文博等: 结合粒度和137Cs对小流域水库沉积物的定年—以黔中喀斯特地区克酬水库为例31118.5cm、23.5-24.5cm和27.8-28.5cm. 而137Cs活度的峰值则出现在了9.5cm、22.5cm、26.5cm和28.5cm 处. 对应的在11.5cm、15.5cm和18.5cm出现测不出的低活度以及23.5cm和27.5cm出现对应峰值之前的谷值. 除了利用绝对的峰值和谷值来评估可能的侵蚀状况, 还需要考虑峰值和谷值之间的联系, 如从某一低值达到某一高值的变化. 当然影响137Cs比活度变化的因素是多样的, 除了大气沉降量、降水量、土壤侵蚀, 还有碎屑和黏粒的吸附能力区别等等, 各因素的作用强度也不尽相同. 因此难以用一个完美的模式去解释某因素如何变化一定引起137Cs比活度的如何变化, 更难以用数理统计方法进行确切的分析, 本部分只是试图通过该小流域的个例分析, 发现这些变化之间可能关系, 以此进行年代的划分.自下而上分析, 29.5cm(质量深度7.30g/cm2)处沉积物粒度峰值对应1963年的年降水和特别是24h最大暴雨的高值, 此时的沉积物层位记载的137Cs比活度并不高. 而其上一样品28.5cm(质量深度7.00g/cm2)出现粒度相对谷值, 虽然在年降水和夏季降水中, 1963和1964年差别不大, 但可以认为是对应与1963年相比1964年较低的24h暴雨产生的这一不很明显粒度变化. 而对应层位137Cs比活度峰值对应由于1963年大气沉降最为集中, 加上137Cs在土壤或湖泊中的6-12个月的滞留时间[1,19,24], 因此, 该137Cs沉积峰值对应1964年期间137Cs由湖泊直接沉降到沉积物以及流域表层土壤侵蚀带入沉积物中的, 从大气沉降图中的峰值可以认为137Cs这一峰值是由主要集中沉降带来的.由27.5cm到25.5cm, 粒度特征由谷值上升, 可以和降水中1966年到1971年的夏季降水和年降水持续的上升(虽然1967年稍有波动)较好对应. 在1971年, 夏季降水、年降水、1h和24h暴雨均出现峰值, 可对应粒度数据峰值在25.5cm(质量深度6.18g/cm2)处到达峰值. 在137Cs数据方面26.5cm(质量深度6.45g/cm2)处的峰值可以用1966-1967年的降水变化解释, 首先, 从大气沉降角度看, 1964-1967期间沉降依然明显, 绝对数值较大, 而1966年却对应夏季降水、年降水、24h暴雨低值, 因此沉降到流域土壤表层中的137Cs没有在当年被侵蚀到沉积物中, 而相对应1967年夏季降水、年降水、24h暴雨都出现小峰值, 这使得新沉降的137Cs和之前沉降到土壤中而未得到侵蚀137Cs在这一时期一起进入到沉积物中, 使137Cs比活度在26.5cm处得到继高值28.5cm后的又一高值. 随后尽管1971年的降水各项指标达到峰值, 但由于之前一年的缺乏降雨谷值保留沉降的137Cs到后面的年份侵蚀(类似1974-1975年对于1976-1977年的影响), 因此在25.5cm仅从粒度上得到对应, 而137Cs没有出现高值, 这也是正常的现象.在24.5cm到22.5cm处出现粒度的谷值, 中值粒径在21.5cm(质量深度5.12g/cm2)而平均粒径在20.5cm(质量深度4.87g/cm2)处出现峰值. 而从1972年到1975年的各降水指标都呈现低值, 1975年年夏季降水、年降水和24h暴雨同时出现谷值, 1976年略高, 直到1977同时达到峰值. 这样看来, 23.5cm到22.5cm出现的粒度谷值可能对应1975年降水谷值, 而21.5cm到20.5cm出现的粒度峰值可能对应1977年的降水峰值. 从137Cs在沉积物中的比活度情况看, 在23.5cm处出现低值后, 在21.5cm到22.5cm出现高值. 从大气沉降监测情况看到1974年到1975年有可检测到的沉降而之前的1973年则没有. 因此, 综合沉降(加上时间延迟)和降雨情况看, 在23.5cm出现的137Cs比活度低值可能对应1974年到1975年降雨少的时期沉积的由1973年到1974年的沉降少阶段. 而21.5cm到22.5cm的高值则对应1976到1977年降雨多的时期沉积的由1974年到1975年沉降到土壤表层, 而由于当时降水少而直到这时段才被侵蚀并沉积的部分.在18.5cm(质量深度4.38g/cm2)处出现粒度的谷值, 同时137Cs也降低到检测不到的比活度.可以对应1981年的夏季降水、年降水和24h暴雨降水的谷值. 同时, 大气沉降资料在1980年没有检测到, 处于很低水平, 这也在137Cs角度上提出该层位对应1981年, 而其上层位17.5cm到16.5cm的137Cs比活度可能和1981年监测到的大气沉降相关, 粒度上也对应了1982-1984年较丰沛的降水, 尤其是1983年出现的24h暴雨峰值, 可能造成16.5cm(质量深度3.87g/cm2)处相对较高的的137Cs比活度值以及粒度.在15.5cm(质量深度3.64g/cm2)处出现平均粒径的峰值, 但是中值粒径并不明显增高, 仍然和前一阶段持平, 处于较高水平. 这和1985年夏季降水和年降水明显达到峰值, 24h暴雨降水较1984年也是高值状态但数值上并不很高. 然而此处的降水峰值并没有137Cs峰值的体现, 反而在15.5cm处出现检测不到的比活度数值, 这很可能是由于在1981年以后普遍没有大气沉降的情况下, 1982年到1984年间不低的降水已经降可冲刷带走的土壤表层137Cs侵蚀干净, 而在1985年没有更多留在土壤表层的137Cs可沉积于沉积物中. 另外, 由于1985年暴雨期间对应层位粒度大, 而碎屑颗粒含量比例增多, 其对137Cs吸附能力J. Lake Sci.(湖泊科学), 2008, 20(3) 312不如黏土强, 一定程度上造成137Cs含量比例减少, 而出现难以检测的情况.14.5cm到12.5cm出现了137Cs比活度可测值, 粒度较15.5cm逐渐降低, 但并低没有到谷值. 这一阶段对应1986年到1989年间比较平稳雨量居中的各降水条件, 而出现的137Cs沉积则可解释为在1986年期间被监测到的, 由于切尔诺贝利核事故而泄漏的沉降量. 值得指出的是, 由于没有由干到雨的条件使得137Cs呈现集中的峰值, 这一阶段3处的137Cs活度处于较为平均的中等状态, 稍有逐渐减少的趋势, 可能和降水的略微减少或沉降时间有关.在11.5cm(质量深度2.59g/cm2)处, 出现粒度的谷值和137Cs比活度的不可测值, 这可能对应1989年到1990年的各降雨量指标较小的情况. 而10.5cm到9.5cm处出现的137Cs可测值, 特别是9.5cm(质量深度2.11g/cm2)处出现了137Cs峰值以及平均粒度的不很明显的峰值. 这可能对应1991年在年降水、夏季降水特别是24h暴雨中出现的峰值. 由于直接的大气沉降已经不可测, 这次出现的137Cs峰值只可能来自以前沉降而存留在土壤中的137Cs, 特别是在一般降水条件下不易被侵蚀的位于土壤较深处的137Cs也被侵蚀并沉积, 导致该处出现比活度峰值.在8.5cm到7.5cm, 粒度值较低, 并在7.5cm(质量深度1.56g/cm2)达到谷值. 可能对应1992年到1994年的降水的低值, 特别是1993年和1994年年降水的谷值、1993年24h最大暴雨的谷值和1994年夏季降水和1h暴雨的谷值. 此处不能测到137Cs比活度, 除了本身大气沉降很低或基本没有的情况下, 也关系到降雨较小, 存余在易侵蚀部位的137Cs已在1991年基本侵蚀完成.6.5cm到4.5cm处在粒度方面, 无论是中值粒径还是平均粒径都明显增大, 6.5cm和5.5cm也出现了137Cs可测值. 6.5cm(质量深度1.27g/cm2)处的粒度增加这可能和1994年到1996年出现的24h最大暴雨降雨峰值, 1995年到1996年出现的1h最大暴雨降雨和夏季降雨峰值, 以及1996年出现年降水峰值相关. 出现可测的137Cs值可能和这次的降水造成的土壤侵蚀向更大范围扩展有关, 由于24h暴雨和年降水的峰值到达时间不一, 这次降水的侵蚀可能更为特别, 在1994年年降水偏低的情况下仍然有24h最大暴雨的峰值出现, 这可能使原先难于被侵蚀到的区域被侵蚀, 而使土壤中残留的137Cs进入湖泊沉积, 而产生可测值. 在5.5cm(质量深度1.05g/cm2)处平均粒径出现的相对低值则或许可以对应1997年夏季降水和24h暴雨以及1h暴雨的谷值. 4.5cm(质量深度0.82g/cm2)处平均粒径再次升高, 可能对应1998年24h暴雨和1h暴雨的高值以及1999年年降水和夏季降水的高值.3.5cm到0.5cm处, 粒度在3.5cm和2.5cm处值呈现谷值, 继而上升在1.5cm和0.5cm处达到高值.位于2.5cm处的粒度谷值可能对应2001年降水各项指标的谷值.综合上述判断, 对沉积物样柱结合粒度和137Cs数据进行的年代分析基本完成, 总结如表2所示.表2 克酬沉积物粒度和137Cs与降水数据分析Tab.2 Analysis on grain size and 137Cs in sediment-core with precipitation records深度(cm)粒度情况137Cs情况降水情况定年28.5 28.5cm相对29.5cm的谷值 28.5cm峰值 24h暴雨1964年相对1963年出现谷值 196425.5 25.5cm峰值继27.5cm低值后26.5cm出现峰值 1967年相对1966年的谷值增加;1971年达峰值但1970年不很低197122.5 22.5-23.5cm谷值;20.5-21.5cm峰值对应23.5cm低值的22.5cm峰值 1975年谷值; 1977年峰值 1975 18.5 18.5cm出现谷值 18.5cm检测不到 1981年谷值; 1982-1983年丰沛 198115.5 15.5cm峰值; 14.5-12.5cm较15.5cm降低16.5cm较高; 15.5cm不可测(1981年以来沉降少); 14.5cm开始可测(1986沉降)1983年24h暴雨峰值; 1985年峰值;1986-1989年平稳居中198511.5 11.5cm谷值 11.5cm不可测 1989-1990年各指标不高 1989-19909.5 9.5cm比邻近层位更高 9.5cm峰值 1991年24h暴雨峰值 1991 8.5-7.5 7.5cm谷值 8.5-7.5cm不可测(沉降少) 1993-1994年年降水低值; 1993年24h暴雨谷值; 1994年夏季降水和1h暴雨谷值1992-19945.56.5cm较7.5cm增高, 出现峰值; 5.5cm的Mz低值6.5-5.5cm可测 1994-1996年24h降水高值;1997年夏季和24h降水谷值19972.5 2.5cm谷值不可测 2001年各指标谷值 2001。