土壤侵蝕的核示蹤技術(shù)

土壤侵蝕的核示蹤技術(shù)第1頁(yè)/共28頁(yè)土壤侵蝕的核示蹤技術(shù)第2頁(yè)/共28頁(yè)核示蹤技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

簡(jiǎn)單、快速、量化程度高；不需要特殊野外設(shè)施；適合不同地貌類型；能用于較大時(shí)空尺度的土壤侵蝕規(guī)律研究。

核示蹤技術(shù)的特點(diǎn)

半衰期不同不同時(shí)間尺度的侵蝕速率分布深度不同不同侵蝕方式的演變第3頁(yè)/共28頁(yè)土壤侵蝕核示蹤技術(shù)原理常用于土壤侵蝕研究的核素種類人工放射性核素：137Cs

天然放射性核素：210Pbex、7Be

穩(wěn)定性同位素示蹤：稀土元素（REE）

第4頁(yè)/共28頁(yè)核爆產(chǎn)生137Cs干、濕沉降土壤細(xì)顆粒吸附隨侵蝕泥沙運(yùn)移至溝網(wǎng)、河流系統(tǒng)重新沉積樣品采集測(cè)量侵蝕、沉積量分析137Cs模型地表

137Cs示蹤土壤侵蝕示意圖土壤侵蝕核示蹤技術(shù)原理土壤Be-7分布Cs-137分布侵蝕過程第5頁(yè)/共28頁(yè)核素測(cè)量裝備8192道γ能譜儀第6頁(yè)/共28頁(yè)野外土壤采樣布局平展坡面：網(wǎng)格法起伏坡面：斷面法第7頁(yè)/共28頁(yè)研究?jī)?nèi)容展示

137Cs示蹤研究小流域土壤侵蝕空間分布特征

7Be、137Cs復(fù)合示蹤研究次降雨坡面侵蝕方式演變利用穩(wěn)定性REE示蹤研究坡面侵蝕垂直分異規(guī)律分層布設(shè)REE研究坡面侵蝕方式演變規(guī)律既分層又分段布設(shè)REE研究坡面侵蝕方式演變規(guī)律

7Be示蹤坡面風(fēng)蝕速率第8頁(yè)/共28頁(yè)137Cs示蹤研究小流域土壤侵蝕與沉積空間分布特征小流域地形與采樣點(diǎn)分布圖(A)第9頁(yè)/共28頁(yè)

小流域Cs-137空間分布圖模型轉(zhuǎn)換第10頁(yè)/共28頁(yè)Cs-137示蹤土壤侵蝕速率的計(jì)算模型農(nóng)耕地侵蝕量137Cs計(jì)算模型：

侵蝕點(diǎn)沉積點(diǎn)未擾動(dòng)土壤侵蝕量137Cs計(jì)算模型：侵蝕點(diǎn)沉積點(diǎn)第11頁(yè)/共28頁(yè)7Be、137Cs復(fù)合示蹤研究次降雨坡面侵蝕方式演變背景剖面中Be-7和Cs-137分布特征人工降雨3m×1.5m的農(nóng)耕地坡面5×1.5m的林地坡面第12頁(yè)/共28頁(yè)農(nóng)耕地徑流小區(qū)徑流泥沙中7Be和137Cs核素含量的變化林地徑流小區(qū)徑流泥沙中7Be和137Cs核素含量的變化第13頁(yè)/共28頁(yè)農(nóng)耕地徑流小區(qū)次降雨過程中片蝕與細(xì)溝侵蝕的變化

第14頁(yè)/共28頁(yè)林地徑流小區(qū)次降雨過程中片蝕與細(xì)溝侵蝕的變化

第15頁(yè)/共28頁(yè)分層布設(shè)REE研究坡面侵蝕方式演變規(guī)律分層布設(shè)稀土元素，模擬侵蝕過程。第16頁(yè)/共28頁(yè)各層侵蝕率時(shí)間變化圖(I=63.39mm·h-1)

細(xì)溝產(chǎn)生第17頁(yè)/共28頁(yè)片蝕和細(xì)溝相對(duì)百分比隨時(shí)間變化圖(I=61.2mm·h-1)片蝕和細(xì)溝相對(duì)百分比隨時(shí)間變化圖(I=63.39mm·h-1)0%20%40%60%80%100%010203040506070time(min)percent(%)sheeterosionpercentrillerosionpercent0%20%40%60%80%100%08162432404856time(min)percent(%)sheeterosionpercentrillerosionpercent第18頁(yè)/共28頁(yè)REE示蹤研究坡面侵蝕時(shí)空演變過程分層分段布設(shè)稀土元素示意圖0.01m0.19m2m1.5m1m0.5mθ=22°Yb區(qū)Ce區(qū)Sm區(qū)空白土La區(qū)Tb區(qū)Nd區(qū)Eu區(qū)小區(qū)寬度：室內(nèi)1mⅳ

區(qū)ⅲ

區(qū)ⅱ

區(qū)ⅰ

區(qū)第19頁(yè)/共28頁(yè)各示蹤帶侵蝕率曲線圖

細(xì)溝產(chǎn)生第20頁(yè)/共28頁(yè)連續(xù)降雨下不同侵蝕方式、不同坡段侵蝕泥沙對(duì)總泥沙貢獻(xiàn)率的變化第21頁(yè)/共28頁(yè)137Cs和210Pbex復(fù)合示蹤黑土坡耕地土壤侵蝕速率原理：Cs-137：50年來的侵蝕速率210Pbex：近100年的侵蝕速率※

識(shí)別不同時(shí)間尺度的土壤侵蝕信息開墾近百年的坡耕地開墾50多年的坡耕地第22頁(yè)/共28頁(yè)137Cs210Pbex直型坡核素空間分布等值線圖直型坡面137Cs和210Pbex的空間分布直型坡侵蝕速率空間分布等值線圖第23頁(yè)/共28頁(yè)137Cs210Pbex凸型坡核素空間分布等值線圖凸型坡面137Cs和210Pbex的空間分布凸型坡侵蝕速率空間分布等值線圖第24頁(yè)/共28頁(yè)研究方法

利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)構(gòu)建包含風(fēng)蝕分選因子的7Be示蹤估算土壤風(fēng)蝕速率的模型

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)

10m/s

12m/s表層土壤顆粒比表面積的變化

風(fēng)蝕模型7Be示蹤坡面土壤風(fēng)蝕速率第25頁(yè)/共28頁(yè)砂性土壤坡面A采樣點(diǎn)示意圖(北向）粘性土壤坡面B采樣點(diǎn)示意圖（西北向）利用7Be示蹤研究野外坡面風(fēng)蝕強(qiáng)度空間分布規(guī)律第26頁(yè)/共28頁(yè)砂性土壤坡面A侵蝕速率等值線圖

粘性土壤坡面B侵蝕速率等值線圖利用7Be示