土壤侵蚀的核示踪技术

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如何使用测绘技术进行土壤侵蚀监测

如何使用测绘技术进行土壤侵蚀监测

如何使用测绘技术进行土壤侵蚀监测近年来,随着人口的增加和城市化的快速发展,土地资源的利用与保护成为一个日益严重的问题。

而土壤的侵蚀是造成土地资源流失的重要原因之一。

为了有效地监测土壤侵蚀,科学家们开始应用测绘技术,通过对土地表面进行精确测量和分析,以便更好地评估土壤侵蚀的程度,从而制定相应的保护措施。

一、测绘技术在土壤侵蚀监测中的应用测绘技术在土壤侵蚀监测中起到至关重要的作用。

首先,测绘技术可以通过遥感技术获取大范围的土地表面信息,包括土地类型、草被覆盖度、坡度等因素,这些因素与土壤侵蚀密切相关。

通过分析这些信息,可以评估土壤侵蚀的潜在程度,并针对不同类型的土地制定相应的保护策略。

其次,测绘技术可以使用地理信息系统(GIS)进行土壤侵蚀模拟。

通过将测得的土地表面信息与实际的降雨数据等环境因素相结合,可以建立准确的土壤侵蚀模型,预测土壤侵蚀的速度和范围。

这对于土地资源的合理利用和保护意义重大。

二、测绘技术在土壤侵蚀监测中的具体应用1. 遥感技术在土壤侵蚀监测中的应用遥感技术是一种通过获取卫星、航空器或其他遥感设备的影像数据来获取地表信息的技术。

在土壤侵蚀监测中,遥感技术可以用来获取土地覆盖类型、植被指数、土壤质地等信息。

这些信息可以帮助科学家们评估土壤侵蚀程度,并制定相应的防护措施。

2. GPS技术在土壤侵蚀监测中的应用全球定位系统(GPS)是一种通过卫星信号来确定位置的技术。

在土壤侵蚀监测中,科学家们可以使用GPS技术来测量不同位置的土地坡度、流速等参数,从而评估土壤侵蚀的潜力。

通过GPS技术,可以实时获取土壤侵蚀的数据,并及时制定相应的保护措施。

3. 地理信息系统在土壤侵蚀监测中的应用地理信息系统(GIS)可以将地理空间数据与属性数据进行整合和分析,从而生成空间信息。

在土壤侵蚀监测中,GIS可以用于建立土壤侵蚀模型,预测和模拟土壤侵蚀的速度和范围。

通过GIS技术,科学家们可以更好地了解土壤侵蚀的趋势,并采取相应的治理措施。

Cs137实验设计

Cs137实验设计

用137Cs法测定坡耕地土壤侵蚀量与坡长的关系一、实验目的:用137Cs核素示踪法测算两块坡耕地的侵蚀量随坡长增加的变化特征。

二、设计依据:137Cs随降水沉降到地表后, 一旦接触到土壤颗粒, 立即被牢固吸附, 主要吸附于表面积大的粘粒和细粉沙。

137Cs被土壤颗粒吸附后, 基本不淋溶流失和被植物摄取, 它以后的运动主要伴随被吸附的泥沙颗粒运移, 因此是侵蚀泥沙研究的一种很有价值的人工环境核同位素。

一个地区的137Cs累积沉降量为本底值,可用无侵蚀、无堆积土壤剖面的137Cs面积浓度来表征。

某一土壤剖面的137Cs面积浓度低于或高于当地137Cs本底值, 一般表明该土壤剖面处有侵蚀或堆积发生, 根据137Cs的流失量或堆积量, 可以定性分析或定量计算该处的土壤流失量或堆积量。

三、试验器材:米尺、取样桶、塑封袋、记号笔、研磨器、筛、天平、γ能谱测定仪四、实验步骤:1、选取三块坡耕地Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号,三个的坡度都是15°,Ⅰ号的坡长为7米;Ⅱ号的坡长为10米;Ⅲ号的坡长为15米。

2、研究区样品的采集采用双剖面法, 沿顺坡方向布置了2条间距为2 m 的剖面线,每个剖面上坡地布置4个采样点,下坡地布置5个采样点, 总共取了18 个土壤剖面样品,包括16个全样和2个分层样。

为准确了解137Cs在该土壤中的深度分布, 2个分层样分别采集于坡耕地Ⅰ和坡耕地Ⅱ内。

3、为获得当地的137Cs本底值,在该坡耕地I 顶部平坦农耕地上取了8个全样,取了一个分层样, 取样深度30~60 cm。

分层样采用直径为9.7 cm 的组合取样筒来取样, 取样筒分为两部分, 取样筒手动打入地下,获得的样芯以每5cm分段。

全样采用直径为7. 8 cm 的取样筒来取样。

取样筒也是手动打入地下, 获得的样芯不分层。

4、采集的样品经风干、研磨、过筛和称重后用γ能谱仪测定137Cs含量,样品的137Cs含量根据662 KeV 谱峰面积求算。

用稀土元素示踪法研究黑土侵蚀

用稀土元素示踪法研究黑土侵蚀

用稀土元素示踪法研究黑土侵蚀[摘要]本文应用主要介绍稀土元素示踪法来测定土壤侵蚀的方法和原理,探讨了稳定性稀土元素示踪在黑土地的土壤侵蚀、沉积、分布和泥沙来源研究中的应用条件,证明了示踪REE的生物地球化学行为较为稳定,不易被植物吸收,也不会因水迁移而影响地下水和地表水的水质,因而REE示踪法对生态环境不会形成不利影响;在影响水蚀的下垫面各因素中,土地利用方式、降雨强度对土壤冲刷量的影响最显著,是造成水蚀的主导因素;利用REE示踪法定量测定不同地形部位的相对侵蚀量,方法是比较简单易行、对于准确评价侵蚀泥沙在坡面空间、时间尺度上的分布、转运、沉积,了解土壤侵蚀过程和评价对于坡面、流域的土壤侵蚀模型有重要的指导意义。

为土壤侵蚀垂直研究开辟了新的途径。

[关键词]土壤侵蚀稀土元素坡面土壤侵蚀是当前世界环境问题中的主要问题之一而备受关注。

土壤侵蚀是造成土地退化、土壤理化性质变劣、肥力下降、土地利用率降低、生态环境恶化的根本原因。

由于降雨、坡面层流引起的土壤侵蚀被认为是涉及到坡面土壤的分散、沉积和转移同时发生的过程。

黑土(Black50115)具有深厚的腐殖质层、良好的物理、化学性质和生物学特性,是中国重要的农业土壤资源和商品粮生产基地。

东北黑土总面积约7×104km2,与乌克兰和美国密西西比河流域的黑土并称为世界三大黑土带。

近些年来,黑土区的土壤侵蚀和水土流失已成为关注的焦点问题之一。

土壤流失在导致耕地地力退化和产量下降的同时,也加剧土壤养分、除草剂和农药对地表水和地下水的污染。

据杨瑞珍资料,东北地区耕地水土流失面积为800×l0hm2,占耕地面积的37.4%。

第二次全国土壤普查结果表明,吉林省有200×10km2,农田遭受中度和强度侵蚀,占总耕地面积的37%。

水土流失己经严重制约了黑土区的经济和农业生产,威胁着中国的粮食安全。

1 土壤侵蚀的概念狭义:仅指土壤(本身)在外营力作用下被分离、破坏和移动的过程。

土壤侵蚀的核示踪技术知识讲解

土壤侵蚀的核示踪技术知识讲解

Be-7 content Cs-137 content Sediment Sheet erosion Rill
Sheet
Rill
in sediment
in sediment
weight
by Be-7 erosion erosion erosion
Bq kg-1
g
%
37.3920±00 1.16
3.3± 0.11
258 321 155 296 262 226 328 420 595 850 645 676 330 5362
Sheet erosion by Be-7
258 278 168 218 199 171 103 86 157 136 117 107 69 2068
➢ 分层布设REE研究坡面侵蚀方式演变规律 ➢ 既分层又分段布设REE研究坡面侵蚀方式演变规律
❖ 7Be示踪坡面风蚀速率
137Cs示踪研究小流域土壤侵蚀与沉积空间分布特征

(A)



布形
图与




N Sample site
0m
100m
200m
300m
400m
小流域Cs-137空间分 布图
模 型 转 换
sediment
in sediment weight
B qkg -1
50.54± 2.16 16.2± 0.36
43.48± 1.77 15.3± 0.31
53.99± 3.02 24.2± 0.59
36.43± 1.68 17.4± 0.34
37.39± 1.86 20.1± 0.39
36.85± 2.08 24.6± 0.48

放射性核素_137_Cs在土壤侵蚀研究中的应用_魏彦昌

放射性核素_137_Cs在土壤侵蚀研究中的应用_魏彦昌

第24卷第3期2006年5月干旱地区农业研究Agricultural Research in the Arid Areas Vol .24No .3May .2006收稿日期:2005-11-05基金项目:国家自然科学基金重点项目(30230090);国家重点基础研究发展规划(973)项目(G2000046807);中国科学院知识创新工程方向资助项目(KZCX2-405)作者简介:魏彦昌(1978—),男,博士生,研究方向为生态系统服务功能与森林土壤学。

E -mail :w eiyanchang @ .放射性核素137Cs 在土壤侵蚀研究中的应用魏彦昌,欧阳志云,苗 鸿,王效科,高 军(中国科学院生态环境研究中心系统生态重点实验室,北京100085) 摘 要:利用放射性核素铯-137(137Cs )进行土壤侵蚀研究能够简便、快速、准确地获取土壤流失、沉积和空间重新分布等详细信息。

本文在简要总结该技术优越性和应用限制的基础上,重点讨论了区域137Cs 输入背景值确定和定量转换模型选择等关键技术,同时对137Cs 法应用的一些基本假设的合理性进行了探讨。

认为改进取样方法,结合3S 和航空测量技术,利用双核素或三核素同时示踪,可以使该技术在研究方法上更加成熟;加强137Cs 与土壤碳和微生物以及其它土壤理化性质指标关系的研究,可以扩展该技术的应用领域。

关键词:铯-137(137Cs );背景值;土壤侵蚀中图分类号:S157.1 文献标识码:A 文章编号:1000-7601(2006)03-0200-07 土壤侵蚀加剧和伴随的土地质量退化是影响区域可持续发展的主要环境问题[1]。

全世界每年的净土壤流失量估计为230亿t ,相当于每十年全球土壤资源就要损耗7%[2]。

土壤侵蚀不仅破坏当地的土地资源、影响农业生产,而且会威胁下游地区的河流水体和景观植被[3]。

土壤侵蚀问题日益严峻,必然促使土壤侵蚀研究工作的发展,以便于提供完善的土壤流失速率信息和可靠的土壤侵蚀评价方法。

137Cs示踪法测算江淮丘陵土壤侵蚀

137Cs示踪法测算江淮丘陵土壤侵蚀
Abstract:As a new soil erosion research method,nuclide species trace method is widely used in soil deposit,erosion,and transporta- tion study.It can be used in large watershed research by nuclide as soil tracer,which is more reliable and time-saving.This study
137Cs Trace Method Used to Measure Soil Erosion in Jianghuai Hilly Areas
SHI Zhi-gang1,2
(1.College of Geography and Remote Sensing,Beijing Normal University,Beijing 100875,China; 2.Anhui Water Resources Department,Hefei 230022,China)
24
文 章 编 号 :1007-2284(2012)04-0024-03
中 国 农 村 水 利 水 电 ·2012 年 第 4 期
137Cs示踪法测算江淮丘陵土壤侵蚀研究
史 志 刚1,2
(1.北京师范大学地理学与遥感科学学院,北京 100875;2.安徽省水利厅,合肥 230022)
摘 要:核素示踪法作为一种新的土壤侵蚀研究方法,在土壤侵蚀的沉积、侵蚀、运移研究上得到很 好 的 应 用。 采 用 放射性核素作为土壤示踪剂,可以进行流域尺度范围研究,且 可 靠 性 比 较 高、省 时 省 力。选 择 位 于 江 淮 丘 陵 东 部 的 明 光 市鸡心岗水库两侧山坡和位于江淮分水岭西部的六安市裕安区青山乡淠河西侧的山坡为典型剖面 ,取土样进行 137 Cs分 析 ,测 算 出 当 地 土 壤 侵 蚀 模 数 分 别 是 4 521.5t/(km2 ·a)和 4 830.1t/(km2 ·a),与 全 国 遥 感 普 查 结 果 基 本 一 致 ,表 明 该 研 究 方 法 可 以 很 好 地 进 行 流 域 尺 度 的 土 壤 侵 蚀 研 究 ,在 安 徽 省 和 全 国 其 他 类 似 地 区 具 有 很 好 的 应 用 价 值 。 关 键 词 :137 Cs示 踪 法 ;土 壤 侵 蚀 ;江 淮 丘 陵 中 图 分 类 号 :S157.1;TL99 文 献 标 识 码 :A

土壤侵蚀的中子活化示踪法研究-水科学进展

土壤侵蚀的中子活化示踪法研究-水科学进展
表 2 相对侵 蚀量的 Weibull 分布拟合参数及均值 Table 2.
序号 1 2 3 4 5 6 7
Fitted parameters of Weibull distribution about relatve amount of erosion and avarages
拟合方程 1 LnLn ( ) = 1. 3500L n x - 4. 9701 1- F ( x ) LnLn ( LnLn ( LnLn ( LnLn ( LnLn ( LnLn ( 1 ) = 1. 3875L n x - 5. 0593 1- F ( x ) 1 ) = 0. 5496L n x - 1. 5430 1- F ( x ) 1 ) = 1. 2909L n x - 4. 9548 1- F ( x ) 1 ) = 1. 9171L n x - 7. 2124 1- F ( x ) 1 ) = 1. 4081L n x - 5. 7740 1- F ( x ) 1 ) = 1. 3324L n x - 4. 9702 1- F ( x ) 相关系数 0. 990* 0. 980* 0. 986* 0. 926* 0. 996* 0. 981* 0. 936*
127
1. 2 示踪元素的选择 作为土壤侵蚀研究的示踪元素 , 必须满足以下几个条件 : ( 1) 元素必须与土壤紧密结合 ; ( 2) 迁移能力弱 ; ( 3) 对环境无危害 ; ( 4) 背景值含量低 [ 1] 。 同时, 由于采用中子活化分析技术 , 故所选择的元素还必须满足中子活化分析的要求——中子活化截面要大 , 特征 谱线之间的干 扰要小 , 检测灵敏度要高 [ 2] 。 在黄土高原土壤地球化学研究成果的基础上 [ 3] , 选择出能够满足上 述各项要求的 L a 、Ce、Nd、Sm 、En 、Dy 等稀土元素 ( REE ) 的氧化物作为示踪物质 , 用来研 究黄土高原土壤侵蚀分布沉积规律。 1. 3 示踪元素浓度的估算 REE 的施放量 , 除考虑研究期间最大可能的侵蚀深度外, 其施放浓度主要取决于元素的中 子活化截面、检测线、核素特征 射线干扰程度及实验成本等因素。为了保证测量值在统计上 的显著性, 侵蚀泥沙中元素含量应与研究区土壤背景值差异显著。综合考虑上述因素 , 采用式 ( 1) 的经验公式来估算示踪元素的施加浓度: C j = K × B j × 10 - 3/ R j j = 1, 2, 3, … , n ( 1) 式中 n 为被研究区域的个数; C j 为在区域 j 示踪元素的施加浓度 ( g/ kg ) , B j 为第 j 各元素的 背景值 ( mg / kg ) , R j 为区域 j 的相对侵蚀量最小期望值; K 为考虑到其它因素的保证系数。 1. 4 示踪沙的制备及样品采集与分析 按估算的施放浓度及施放部位面积、施放深度计算所需示踪元素量 , 将示踪元素分次与土 壤充分混合, 布设于所需研究的部位。在每次降雨结束后, 分别在坡面和径流池中采集沉积样 和产沙样。 将采集到的泥沙样品风干处理后进行中子活化分析。 样品处理及计算方法见文献 [ 4] 。

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

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。

使用测绘技术进行土壤侵蚀监测的方法

使用测绘技术进行土壤侵蚀监测的方法

使用测绘技术进行土壤侵蚀监测的方法随着环境问题的日益严重,土地资源的保护成为了全球各国共同关注的焦点。

土壤侵蚀是土地退化的主要原因之一,对农田、水源和生态环境都造成了巨大的威胁。

因此,开展土壤侵蚀监测工作具有重要的理论和实践意义。

本文将探讨使用测绘技术进行土壤侵蚀监测的方法。

测绘技术在土壤侵蚀监测中具有重要作用。

首先,测绘技术可以提供高精度且多维度的地形数据。

通过使用卫星遥感和无人机等技术,可以获取包括高程、坡度、坡向等地形信息。

这些地形信息对于土壤侵蚀的研究和评估非常重要,可以帮助我们了解土地的特征和发展趋势,并为制定合理的防治措施提供科学依据。

其次,测绘技术可以提供土地利用和覆盖信息。

土地利用和覆盖是土壤侵蚀的重要影响因素之一。

利用遥感和地理信息系统技术,我们可以获取土地利用和覆盖的详细信息,如耕地、林地、湿地等,进而分析土地利用类型对土壤侵蚀的影响程度。

这有助于我们理解土地利用变化对土壤侵蚀的影响机理,从而采取相应的管理措施和调整农业生产结构。

此外,测绘技术还可以提供土壤质量和耕地质量评估。

土壤质量是农田生产力和生态系统健康的重要指标。

通过对土地进行测绘和采样分析,可以获取土壤表层和剖面的性质和质量信息,如有机质含量、pH值、有效养分含量等。

这些土壤质量信息能够直接反映土壤的肥力和植被生长状况,从而为土壤侵蚀的监测和评估提供数据支持。

在实际应用中,测绘技术结合地学和土壤学等学科的理论和方法,形成了一套完整的土壤侵蚀监测体系。

这一体系可以通过以下步骤进行:第一步是采集地形数据。

通过卫星遥感和无人机获取地形数据,包括高程、坡度和坡向等指标。

同时结合现场实测数据进行校正和验证,保证数据的准确性和可靠性。

第二步是获取土地利用和覆盖信息。

通过遥感技术获取土地利用和覆盖的数据,利用地理信息系统进行处理和分析。

同时结合实地调查获取的数据进行对比和验证。

第三步是评估土壤质量。

通过采集土壤样品,分析土壤有机质含量、pH值、有效养分含量等重要指标。

土壤侵蚀的核示踪技术

土壤侵蚀的核示踪技术

736
859
46.1
14.842±00 0.68
3.6±0.11
965
453
512
46.9
0
10.35±0.509-5 5-7 73-9.9±90-1.11111-13 2153-9155 15-17 17-1987149-21 21-23 1237-2251 25-27 27-239 3.7
53.9 53.1 66.3
10.09±0.61
4.4±0.12 27时30间段(min) 930
1800
34.1
65.9
12.85±0.69
4.5±0.13 1730
777
953
44.9
55.1
10.31±0.58
4.3±0.12
850
313
537
36.8
63.2
Total output
17155
7759
9396
45.2
54.8
D S 0h1 f (h)dh W C
农耕地径流 小区径流泥 沙 中 7Be 和 137Cs 核 素 含量的变化
林地径流 小区径流 泥 沙 中 7Be 和 137Cs 核 素含量的 变化
农耕地径流小区次降雨过程中片蚀与细沟侵蚀的变化
Runoff time increment
min. 0-5 5-7 7-9 9-11 11-13 13-15 15-17 17-19 19-21 21-23 23-25 25-27 27-29
土壤侵蚀的核示踪技术
报 告 人:

位:
杨明义 水保所重点室
核示踪技术的优势
简单、快速、量化程度高; 不需要特殊野外设施; 适合不同地貌类型; 能用于较大时空尺度的土壤侵蚀规律研究。

示踪剂的原理及应用

示踪剂的原理及应用

示踪剂的原理及应用示踪剂是指通过在特定物质中加入具有独特标识的化合物或放射性同位素等,用于追踪物质在环境中的迁移、转化和分布过程的技术方法。

示踪剂的原理主要有生物标记法、同位素示踪法、化学示踪法等。

下面将重点介绍示踪剂的原理及其应用。

1.生物标记法原理:利用具有特定生物活性或易被生物体吸收、转化的化合物作为示踪剂,通过测定物质在生物体内的含量或与其产生的代谢产物来追踪其在生物体内的运动。

生物标记法示踪剂包括生物活性示踪物质和内部标记物质。

生物活性示踪物质能够在生物体内发生变化,通过与目标物质的特异性作用,将目标物质与示踪物质分离或增强测定信号;内部标记物质是指加入到目标物质中,与目标物质没有特异性反应,但通过测定标记物的含量来追踪目标物的分布和转化。

2.同位素示踪法原理:同位素示踪法是通过替代物质中的一些原子核或化学键中的原子核,使其具有独特的放射性或质量差异,来对物质的运动进行追踪。

同位素示踪法主要包括放射性同位素示踪法和稳定同位素示踪法。

放射性同位素示踪法利用放射性同位素放出的射线来测定目标物质的浓度和分布。

稳定同位素示踪法则通过测定同位素含量的比值来追踪物质在环境中的流动和转化。

3.化学示踪法原理:化学示踪法是通过向目标物质中加入标记性元素或分子团,改变目标物质的物理性质或化学性质,从而追踪其在环境中的行为。

化学示踪法常用的标记方法包括氢-氘代替、碳-氧-硫-氮-氟-磷等同位素或放射性核素的标记,以及添加特定的化合物或染料等标记物质。

在环境科学领域,示踪剂的应用非常广泛。

以下是部分示踪剂应用的案例:2.土壤示踪剂:用于研究土壤侵蚀、污染物迁移、农药残留等。

示踪剂包括稳定同位素、放射性核素、荧光染料等。

3.生物示踪剂:用于研究生态系统中物种迁移、食物链关系、生物地球化学过程等。

常用的示踪剂包括饵料标记、同位素标记和DNA标记等。

5.工业示踪剂:用于追踪工业过程中的物质传输和环境污染。

常用的示踪剂包括颜料、染料、放射性核素等。

核技术环境学应用5

核技术环境学应用5

核技术环境学应用
比例模型
正比模型的参数少且易确定,因此应用最广。 但该模型过于简化,存在如下主要限制:137Cs的 大气沉降输入曾经历了一个持续期,若部分沉降 在被结合进入土壤剖面前就发生了侵蚀,那么公 式会高估实际侵蚀;同样,随着侵蚀,耕层表面 会不断下降,耕层下原来不含137Cs的土壤进入耕 层会稀释耕层137Cs 的浓度,若这种情况发生, 会低估实际的侵蚀。正比模型尽管存在以上不足, 但是由于简单便用,在大范围土壤侵蚀调查研究 中经常使用 。
核技术环境学应用
137Cs示踪
较之传统方法其具有: 1)土壤侵蚀的测定只需通过取样分析就可 完成,无需现场连续监测; 2)能对取样地点的侵蚀历时情况进行回朔 性测定; 3)同时能够在同一地块测定各点的净侵蚀 或净沉积的分布模式。
核技术环境学应用
137Cs示踪
基本原理 铯 -137 是一非自然存在的人工核爆放射性核 素,其半衰期为30.2a,除核爆地附近,全球分布 的137Cs主要来自长距离运输的结果。大气核爆产 物137Cs首先随放射性尘埃进入平流层,经长距离 运送和混合后重新进入对流层,小部分以干尘降, 大部分随降雨重新落入地面,进入地面后的137Cs 很快被地表吸附。全球可探测到的137Cs沉降始于 1954年,到1963年达到最大,1963年核禁条约生 效后,逐年下降,到1980年后已基本可以忽略 。
核技术环境学应用
参考文献
2.R.G.Kachanoski and E.DE Jong. Predicting the temporal relationship between soil cesium-137 and erosion rate.J.Environ.Qual.,1984,13(2):301~304. 3..D.E Walling and Q. He. Improved models for estimating soil erosion rates from cesium-137 measurements.J.Environ.Qual.,1999,28:611~622. 4.杨洁,等.利用137Cs示踪农业耕作土壤侵蚀速率的定 量模型,土壤学报,2000,37(3):296~305.

REEs示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用

REEs示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用

REEs示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用吴倩云【摘要】近年来,随着示踪技术在土壤侵蚀研究中的广泛应用,稀土元素示踪技术(REEs Tracer Method)已被公认为理想的土壤侵蚀示踪法.与传统的研究方法相比较,REEs示踪技术能够定量监测坡面侵蚀形态的时空演变过程,分析坡面侵蚀分布规律.同时,REEs示踪技术也为确定泥沙来源、评估土壤侵蚀与泥沙治理措施提供了帮助.分析了REEs示踪技术在土壤侵蚀研究中的可行性以及取得的成果,并对其在土壤侵蚀研究中的不足进行分析.%Recently,with the applications of tracer methods used in soil erosion,Rare Tracer Method (REETM) have been largely regarded as ideal tracers method for soil pared to traditional means,it can be used to quantitatively monitor the temporal and spatial variation of slope erosion forms and analyze the law of the slope erosion distributions.Moreover,it was also able to determine the sediments source to evaluate the measures about governing soil erosion and sediments.Both the feasibility of REETM and achievements in soil erosion,were reviewed.Some limitations were also summarized.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2017(045)032【总页数】4页(P124-126,155)【关键词】稀土元素示踪技术;土壤侵蚀;坡面侵蚀形态;泥沙来源【作者】吴倩云【作者单位】重庆师范大学地理与旅游学院,重庆401331【正文语种】中文【中图分类】S157土壤侵蚀具有影响范围大、危害持续时间长等特点[1],已被公认为全球最严重的环境问题之一。

新型土壤侵蚀磁性示踪剂的研制及其对土壤理化性状的影响

新型土壤侵蚀磁性示踪剂的研制及其对土壤理化性状的影响

新型土壤侵蚀磁性示踪剂的研制及其对土壤理化性状的影响胡国庆;董元杰;史衍玺;邱现奎;王艳华【摘要】@@ 我国水土流失日益严重,已成为制约构建和谐社会的重大生态环境问题[1].因此,土壤侵蚀的监测研究显得格外重要且十分紧迫.磁性示踪技术作为土壤侵蚀监测研究的一种新手段,具有很多优点[2,3],近年来逐渐得到广大科研工作者的重视.【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2011(048)003【总页数】6页(P644-649)【关键词】土壤侵蚀;磁性示踪剂;理化性状【作者】胡国庆;董元杰;史衍玺;邱现奎;王艳华【作者单位】山东农业大学资源与环境学院,山东泰安,271018;山东农业大学资源与环境学院,山东泰安,271018;青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛,266109;山东农业大学资源与环境学院,山东泰安,271018;山东农业大学资源与环境学院,山东泰安,271018【正文语种】中文【中图分类】S157.1我国水土流失日益严重,已成为制约构建和谐社会的重大生态环境问题[1]。

因此,土壤侵蚀的监测研究显得格外重要且十分紧迫。

磁性示踪技术作为土壤侵蚀监测研究的一种新手段,具有很多优点[2-3],近年来逐渐得到广大科研工作者的重视。

人工磁性示踪剂的研制和应用极大地促进了磁性示踪技术的发展。

Ventura等[4-5]研制了3种不同形状的磁性示踪剂,并通过模拟降雨和放水冲刷试验表明坡面磁化率的变化能准确地反映坡面的侵蚀和沉积分布。

董元杰等[6]利用粉煤灰作为磁性示踪剂可以对坡面土壤侵蚀进行有效的监测。

从相关报道来看,目前利用磁性示踪技术研究的重点是坡面土壤侵蚀的过程和机理[4-6],而对磁性示踪剂本身的性质及其对土壤理化性状影响的研究却鲜见报道。

本研究通过多种原料组合,利用圆盘造粒法制作了5种磁性示踪剂,并对其基本特性以及对土壤pH、磁化率、容重和渗透性的影响进行了研究,以期能从中筛选出一种或几种理化性状良好且对土壤影响较小的磁性示踪剂,为今后磁性示踪剂的应用提供科学依据。

工程建设弃土弃渣水土流失7Be核素示踪监测技术

工程建设弃土弃渣水土流失7Be核素示踪监测技术

工程建设弃土弃渣水土流失7Be核素示踪监测技术
贺秀斌;陈晨宇;韦杰;张信宝;李海林
【期刊名称】《水土保持通报》
【年(卷),期】2006(26)6
【摘要】系统介绍了7Be核素侵蚀示踪技术的原理和方法。

7Be核素侵蚀示踪技术提供了短时期季节性或单次降水事件的水土流失信息,可为水土流失监测,土壤侵蚀模型试验研究提供重要信息数据。

7Be核素侵蚀示踪技术具有不受场地限制、简便快捷,省时省力等特点。

对工程建设弃土弃渣水土流失的监测,不用建立把口站或径流小区,只须在雨季后采一次样,或雨季(单次降雨)前后各采集一次样品,利用7Be核素侵蚀示踪技术就可精确估算出其水土流失量。

【总页数】5页(P67-71)
【关键词】核素侵蚀示踪;7Be;弃渣弃土;水土流失监测
【作者】贺秀斌;陈晨宇;韦杰;张信宝;李海林
【作者单位】中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所;中国水电顾问集团华东勘测设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】S157;X837
【相关文献】
1.开发建设项目弃土弃渣水土流失调查分析 [J], 王玲玲;刘兰玉;左仲国;杨二;黄静
2.生产建设项目弃渣(土)场水土流失特征与防治措施 [J], 吕钊;王冬梅;徐志友;王文

3.3S技术在公路建设项目取土弃渣场规划设计中的应用 [J], 杨建英;赵强;张晓晖;祁有祥;程复;田佳
4.火力发电和输变电等电力工程建设弃土(渣)及临时堆土水土保持措施综述 [J], 王亚西
5.工程建设弃土弃渣水土流失过程试验研究 [J], 马春艳;王占礼;寇晓梅;谭贞学;刘俊娥;袁殷;张乃畅
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sheet erosion percent rill erosion percent
100%
sheet erosion percent rill erosion percent 100%
percent (%)
0 10 20 30 40 50 60 70
percent(%)
80%
60% 40% 20% 0%
137Cs
210Pb
ex
直型坡侵蚀速率空间分布等值 线图
凸型坡面137Cs和210Pbex的空间分布
凸型坡核素空间分布等值线图
137Cs
210Pb ex
凸型坡侵蚀速率空间分布等值 线图
7Be示踪坡面土壤风蚀速率
研究方法
利用风洞实验构建包含风蚀分选因子的7Be示踪估算土壤风蚀 速率的模型
10 m/s 风洞实验 12 m/s
人工降雨 3m×1.5m 的 农耕地坡面 5×1.5m 的 林地坡面
背景剖面中Be-7和Cs-137分布特征
农耕地径流 小区径流泥
沙 中 7Be 和
137Cs
核 素
含量的变化
林地径流 小区径流 泥沙中 7Be 和 137Cs 核 素含量的 变化
D S 0
h1
f (h)dh W C
砂性土壤坡面A7Be含量等值线图
粘性土壤坡面B 7Be含量等值线图
砂性土壤坡面A侵蚀速率等值线图
粘性土壤坡面B侵蚀速率等值线图
风蚀速率:砂性土壤坡面A>粘性土壤坡面B
谢 谢!
敬请批评指正
10 X Y ln(1 )h0 ( t 1963) P 100
R Aex
( t t ) dt Cd (t )e t0 t

Au Aref P
RdS
S
Aref 1 e R / h0 dS
S


7Be、137Cs复合示踪研究次降雨坡面侵蚀方式演变
80% 60% 40% 20% 0%
0
time(min)
片蚀和细沟相对百分比随时间变化 图(I=63.39mm·-1) h
8 16 24 32 40 48 56 time (min)
片蚀和细沟相对百分比随时间变化图 (I=61.2mm·-1) h
REE示踪研究坡面侵蚀时空演变过程
分层 分段 布设 稀土
土壤侵蚀的核示踪技术


人:
杨明义

位:
水保所重点室
核示踪技术的优势
简单、快速、量化程度高;
不需要特殊野外设施; 适合不同地貌类型; 能用于较大时空尺度的土壤侵蚀规律研究。
核示踪技术的特点
半衰期不同
分布深度不同
不同时间尺度的侵蚀速率
不同侵蚀方式的演变
土壤侵蚀核示踪技术原理
Cs-137 content in sediment Bq kg-1 3.3±0.11 3.6±0.11
Sediment weight
Sheet erosion by Be-7 g
Rill erosion
Sheet erosion %
Rill erosion
507 517 1288 1441 1623 783 531 1595 965
分层布设REE研究坡面侵蚀方式演变规律 既分层又分段布设REE研究坡面侵蚀方式演变规律
7Be示踪坡面风蚀速率
137Cs示踪研究小流域土壤侵蚀与沉积空间分布特征
小 流 域 地 布 形 图 与 采 样 点 分
(A)
N
Sample site
0m1Βιβλιοθήκη 0m200m300m
400m
小流域Cs-137空间分 布图
3.9±0.1111-13 2595 7-9 9-11 13-15 4.4±0.12 4.5±0.13 4.3±0.12
时间段(min) 930 2730
1730 850 17155 777 313 7759
林地径流小区次降雨过程中片蚀与细沟侵蚀的变化
Runoff time increment Be-7 content in Cs-137 content Sediment sediment in sediment Bqkg-1 50.54±2.16 43.48±1.77 53.99±3.02 36.43±1.68 37.39±1.86 36.85±2.08 15.28±1.06 9.95±0.75 12.77±0.76 7.67±0.59 8.66±0.63 7.52±0.60 9.96±0.88 16.2±0.36 15.3±0.31 24.2±0.59 17.4±0.34 20.1±0.39 24.6±0.48 19.3±0.33 13.7±0.24 12.7±0.21 12.8±0.21 12.9±0.21 13.5±0.22 18.1±0.32 258 321 155 296 262 226 328 420 595 850 645 676 330 5362 258 278 168 218 199 171 103 86 157 136 117 107 69 2068 weight Sheet erosion by Be-7 min. 0-3 3-6 6-8 8-10 10-12 12-13 13-14 14-15 15-17 17-19 19-21 21-23 23-25 g 280 329 249 344 347 366 417 377 492 703 534 584 380 5402 0 43 -13 78 63 55 225 334 438 714 528 569 261 3294 % 100.0 86.7 108.5 73.7 76.1 75.5 31.5 20.5 26.5 16.0 18.1 15.8 21.0 38.6 0 13.3 -8.5 26.3 23.9 24.5 68.5 79.5 73.5 84.0 81.9 84.2 79.0 61.4 Erosion amounts by Cs-137 Rill Sheet Rill erosion erosion erosion
细沟产生
sheet erosion ñ ¢ section ó ¢ section
rill erosion ò ¢ section ô ¢ section
各示踪带侵蚀率曲线图
连续降雨下不同侵蚀方式、不同坡段侵蚀泥沙对总泥沙贡献
率的变化
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 ¬ ´ Æ Ê ò ø ¢ Ç 20 40 ±Ì ¨ Ê ¿ £ min£ © ¸ µ Ï ¹ ó ø ¢ Ç 60 ñ ø ¢ Ç ô ø ¢ Ç
1.2 19.5 36.1 61.8 54.7 52.9 47.5 53.9 53.1 66.3 65.9 55.1 63.2 54.8
29.82±1.00 23.12±0.84
1400
片蚀量
3.4±0.10 4.0±0.11 3.9±0.11 4.0±0.12 3.5±0.11 3.4±0.11 3.6±0.11
土 壤
Cs-137分布
侵 蚀 过 程
137Cs示踪土壤侵蚀示意图
核素测量装备
8192道γ能谱仪
野外土壤采样布局
平展坡面:网格法
起伏坡面:断面法
N
Sample site
0m
100m
200m
300m
400m
研究内容展示
137Cs示踪研究小流域土壤侵蚀空间分布特征 7Be、137Cs复合示踪研究次降雨坡面侵蚀方式演变 利用稳定性REE示踪研究坡面侵蚀垂直分异规律
15-17
501 416 823 551 736 369 279 736 453 874 17-19 19-21
21-23
6 101 465 890 887 414 252 859 512 1721 23-25 1800 953 537 9396
25-27
98.8 80.5 63.9 38.2 45.3 47.1 52.5 46.1 46.9 33.7 27-29 34.1 44.9 36.8 45.2
模 型 转 换
Cs-137示踪土壤侵蚀速率的计算模型
农耕地侵蚀量137Cs计算模型: 侵蚀点 沉积点
dA(t ) R (1 ) I (t ) ( P ) A(t ) dt d
R A ex t C d (t )e t0
(t t ) dt
未扰动土壤侵蚀量137Cs计算模型 : 侵蚀点 沉积点
5-7
15.54±0.71 1000
800 15.77±0.74 600 17.36±0.74
侵蚀量(g)
13.44±0.64 1200
细沟侵蚀量
14.94±0.72 14.84±0.68
0 200
400
10.35±0.59 0-5 10.09±0.61 12.85±0.69 10.31±0.58 Total output
±×Ê ¨¤ © ¹Ï£££
137Cs和210Pb 复合示踪黑土坡耕地土壤侵蚀速率 ex
原理:
Cs-137: 50年来的侵蚀速率
210Pb : ex
近100年的侵蚀速率
※ 识别不同时间尺度的土壤侵蚀信息
开垦近百年的坡耕地
开垦50多年的坡耕地
直型坡面137Cs和210Pbex的空间分布
直型坡核素空间分布等值线图
Total output
分层布设REE研究坡面侵蚀方式演变规律
分层布设
稀土元素, 模拟侵蚀
过程。
erosion rate(kg/min)
1.6 1.2 0.8 0.4 0.0 5
Eu Sm Ce La Nd
细沟产生
20
32
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