长江河口水下三角洲137Cs地球化学分布特征

文章通过对长江口水下三角洲采集的10个柱状样放射性核素¹³⁷Cs的分析可以得知,长江口水下三角洲¹³⁷Cs剖面中均存在清晰的最大蓄积峰,其峰值比活度介于5.68±1.03～21.74±1.39Bq/kg之间,平均值为14.11±1.10Bq/kg,最大蓄积峰所处的深度为55～117cm。剖面中¹³⁷Cs最大蓄积峰应该与1963年的¹³⁷Cs散落沉降相对应。长江口水下三角洲的表层沉积物中的¹³⁷Cs比活度范围介于0～9.19±1.12Bq/kg之间,并且与长江流域其他地区的表层¹³⁷Cs比活度相一致。长江口水下三角洲可探测到的¹³⁷Cs比活度的最大深度范围在88～160cm的范围内变化,¹³⁷Cs蓄积总量为2361.30±174.38～17714.94±262.14Bq/m²,平均值为9664.97±100.05Bq/m²,¹³⁷Cs比活度的最大深度及¹³⁷Cs蓄积总量均表现出从岸向海逐渐增加的趋势。实测的¹³⁷Cs总量均大于长江流域的¹³⁷Cs背景值,说明了长江口水下三角洲的¹³⁷Cs蓄积既有大气散落直接沉降的来源,又有流域侵蚀带来的¹³⁷Cs输入,并且主要以后者为主。通过放射性核素示踪模型分析长江口水下三角洲¹³⁷Cs散落蓄积特征可以得知,长江口水下三角洲¹³⁷Cs的蓄积以长江流域来源为主,说明了放射性核素¹³⁷Cs在长江口水下三角洲沉积物中的蓄积主要受流域侵蚀因素的影响。     

东北四海龙湾玛珥湖沉积物纹层计年与137Cs、210Pb测年

对东北四海龙湾玛珥湖SHLF6孔纹层沉积物的¹³⁷Cs放射性测量表明:¹³⁷Cs比活度的最大值出现在55cm处,对应于1963年世界原子弹试爆高峰期。纹层计年表明0～6cm共有35个纹层层偶。从75cm到65cm,¹³⁷Cs比活度从256±009dpm/g急剧增加到1868±017dpm/g,可能65cm对应于1954年。通过测量²²⁶Ra子核²¹⁴Pb和²¹⁴Bi（能量为295keV,352keV和609keV）放射的光子数获得²²⁶Ra比活度数据,然后求得过剩²¹⁰Pb_{比活度（²¹⁰Pbuns）。²¹⁰Pbuns比活度随深度增加而呈指数衰减,其异常波动可能与人类活动以及沉积速率变化有关,例如55cm处²¹⁰Pb比活度较高,与¹³⁷Cs的峰值对应,这可能与1963年前后人工核实验的高峰有关,因为核试验不仅产生¹³⁷Cs,而且可以产生208Pb和²¹⁰Pb;45cm处²¹⁰Pb比活度较低,而²²⁶Ra较高,可能与人类活动加剧,导致沉积速率增加有关。根据²¹⁰PbunsCRS模式,SHLF6孔0～19cm的平均沉积速率为20mg/cm²·a,或约为011cm/a。²¹⁰Pb测年数据与¹³⁷Cs时标及纹层计年均有很好的一致性。四海龙湾玛珥湖发育的纹层为年纹层,可以建立高分辨率时间序列。}     

现代沉积的210Pb计年

²¹⁰Pb具有百年时间尺度沉积计年的重要价值。²¹⁰Pb_ex计年假设：沉积物是封闭系统；进入水体的²¹⁰Pb能有效地转移到沉积物中并不发生沉积后迁移；非过剩²¹⁰Pb与其母体²²⁶Ra保持平衡。²¹⁰Pb_ex计年可用稳定输入通量-稳定沉积物堆积速率模式、常量初始浓度模式或恒定补给速率模式。沉积物柱芯必须保持原态并以0．5～1cm间隔分截；用相应层节²²⁶Ra校正。沉积物表层混合作用及²²²Rn的丢失可能导致顶部²¹⁰Pb_ex异常。季节性缺氧湖泊沉积物顶部可能存在²¹⁰Pb及²¹⁰Po的再迁移。²¹⁰Pb与¹³⁷Cs两种计年方法原理上具有根本差别。²¹⁰Pb，¹³⁷Cs与沉积纹理方法对比是准确计年的重要保证。     

东平湖沉积物 210Pb、137Cs 垂直分布及年代学意义

对东平湖沉积物柱状岩芯放射性年代学研究表明： 12cm处的 ¹³⁷Cs比活度峰值对应于1963年人工核试验高峰,9cm和6cm处的 ¹³⁷Cs比活度蓄积峰可能分别与1974年的全球核素散落和1986年前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏有关; ²¹⁰Pb比活度随深度呈指数衰减,利用 ¹³⁷Cs核素1963年对应的蓄积峰进行校正,采用 ²¹⁰Pb计年的CRS模式建立了1889年以来东平湖现代沉积年代序列。根据 ²¹⁰Pb年代序列,计算了东平湖现代沉积速率,发现近百年来东平湖地区沉积速率有明显变化： 1889～1945年,沉积速率较高,平均达0.297g/cm2•a; 1945～1963年,沉积速率整体处于下降趋势; 1963～2000年,沉积速率比较稳定,平均约0.141g/cm2•a; 约2000年以来,沉积速率有增高趋势。通过分析认为,1945年以前东平湖较高的沉积速率可能与东平湖作为黄河水的自然滞洪区有关; 1950年代国家对东平湖的治理改造,控制了黄河水的自然倒灌,导致了东平湖沉积速率的迅速下降; 1963年以后,由于黄河上中游大型水利工程设施的修建,抑制了东平湖调洪功能的发挥,导致东平湖沉积速率低而稳定; 近年来,东平湖沉积速率有增大趋势,这可能与湖区人民发展围网养殖带入较多的沉积物有关。     

散落核素7Be和137Cs在洱海和红枫湖沉积物中蓄积对比

沉积物柱芯分别采自滇西地区的洱海和黔中地区的红枫(及百花)湖,散落核素7Be和137Cs在沉积物中的蓄积特征对比分析表明,7Be在洱海及红枫湖沉积物中的累计值分别为(237±73)Bq/m2和(783±44)Bq/m2;按校正到沉降年代的数值,1986年以前137Cs的累计值分别为(519±26)Bq/m2及(3704±56)Bq/m2.由模式计算获知,(1)7Be和137Cs在红枫湖沉积物中的蓄积以侵蚀影响为主;在洱海的蓄积受直接散落控制.(2)在洱海和红枫湖地区7Be大气散落累计值分别为(0.07±0.02)Bq/cm2及(0.08±0.01)Bq/cm2;1986年以前137Cs大气散落累计值分别为(0.11±0.01)Bq/cm2及(0.37±0.01)Bq/cm2,显示出滇西与黔中地区之间137Cs散落的地区差异.这一现象可能反映出青藏高原对滇西地区存在着全球性大气扩散污染物散落的屏蔽效应.     

深海沉积物10Be记录研究

DSDP519钻孔¹⁰Be测定结果表明，在B／M，M／G两地磁极性倒转期间，¹⁰Be产生率均约增加20％。DSDP519孔δ¹⁰Be曲线与DSDP502孔δ¹⁸O曲线具有明显的正相关关系。CT85－5钻孔¹⁰Be曲线在34000±3000aB．P存在明显的峰，峰值比正常值高出2．5倍，⁹Be，Zn变化曲线中均未观察到此峰，与Vostok冰芯¹⁰Be峰在时间上属于同期。这进一步说明了此时期内¹⁰Be浓度增加是全球性的，只能归因于¹⁰Be产生率的增加。Raisbeck峰讯号可以成为某些储存库精确时标。     

江苏圆陀角附近潮滩沉积岩芯粒度变化及其环境意义

江苏圆陀角位于长江北支岸线与江苏海岸线的交汇处,发育了粉砂淤泥质海岸典型潮滩地貌,潮滩岩芯沉积物粒度变化记录了潮滩环境变化的信息。2007年在圆陀角附近潮滩采集了192cm长的柱状岩芯,对沉积物的粒度组成进行了分析,分析结果显示,砂质粉砂是主要的沉积类型,岩芯分为三部分,从下部向上,粗颗粒沉积组分减少,反映了采样点附近潮滩环境由潮滩中部向上部转化的过程。根据岩芯沉积物¹³⁷Cs的1963年和1986年两个蓄积峰值时标推算,1963年以来的平均沉积速率为2.3cm/a,1986年以来的平均沉积速率为1.6cm/a,1963～1986年之间的平均沉积速率达到2.9cm/a。沉积速率变化表明20世纪60年代以来伴随潮滩淤积增高,圆陀角附近潮滩沉积物的沉积速率下降,大体与辐射沙洲南翼淤积型潮滩淤积速率一致,小于长江口外的泥沙沉积速率。泥沙来源主要是苏北沿岸流携带的部分泥沙在圆陀角附近沉积,伴随研究区围垦活动向海推进,在长江北支口门北侧形成了大片的泥质潮滩和水下沙嘴。     

广东四会古森林地下生态系统14 C地层年代学研究*

运用AMS-¹⁴ C定年技术,研究了被埋藏水松古木的发育和死亡时间以及土壤剖面中总有机碳的¹⁴ C表观年龄和细根的¹⁴ C年龄。结果表明:该地区的水松古木开始发育和死亡的时间大致为4~3kaB.P. 。根据土壤有机碳¹⁴ C的表观年龄,该土壤剖面的¹⁴ C年代地层可以分为3层,分别为:1)表层,2634±32~3305±29aB.P. ; 2)腐殖层,3305±29~3813±31aB.P. ; 3)基底,3813±31~4544±33aB.P. 。基底、腐殖土层和表层的沉积速率分别为0.55mm/a, 4.33mm/a和0.26mm/a。 细根的¹⁴ C年龄变化范围为2290±29~3542±28aB.P. ,较同层位的土壤有机碳的年龄年轻。腐殖层土壤中有机碳含量高达33 ％ ~46 ％ ,大多数有机碳仍处于未分解状态。该地区自4~3kaB.P.以来,环境演化可能经历了由陆到沼泽再到被水淹没最后又变成陆地的过程,植被从以水松为优势种的森林群落演化成当前以常绿阔叶林为主的森林生态群落,气候和海平面变化、地质构造运动和人类活动是这种环境演化的主要驱动因子。     

10Be和26Al在地表形成和演化研究中的应用

地球表面丰富多样的地形、地貌是地球内外动力相互作用的结果。宇宙射线辐射地表岩石、沉积物等产生的¹⁰Be和²⁶Al放射性核素（半衰期分别为1．5Ma和0．71Ma）,它们的浓度主要取决于由地理位置和地形、地貌条件所决定的宇宙射线辐射的通量和时间,从而能够记录地表的形成和演化历史。因此,宇宙成因核素是研究地表形成历史和作用过程的有力工具。     

泥炭样品的AMS 14 C年龄测定: 全样、植物残体和孢粉浓缩物*

沉积物¹⁴ C的年龄测定一直是第四纪年代学研究的热点。文章对中国干旱、半干旱地区的内蒙古库伦泥炭剖面的泥炭全样、植物残体和孢粉浓缩物进行了AMS ¹⁴ C测年比较研究。从泥炭沉积物中提取用于AMS ¹⁴ C测年的孢粉浓缩物的关键步骤包括:过筛(125μm,63μm和10μm),重液浮选(比重1.9)及在180倍的体视显微镜下进行手工挑选。测年结果表明:孢粉浓缩物的测年值比同一层位的泥炭沉积物全样或植物残体的测年值老225~340年; 植物残体与孢粉浓缩物的测年结果较为接近。但是,距地表24~27cm处孢粉浓缩物给出了610~780A.D.的年龄值,远老于其下样点的年龄,而泥炭全样为现代样品,二者相差1255年,这可能与该样品孢粉纯度较低、掺杂有一些老碳物质燃烧后形成的微粒杂质有关。因此,提高孢粉纯度对孢粉浓缩物¹⁴ C测年至关重要。     

Heavy metals pollution on the sediments in lakes Dianchi, Erhai and Poyanghu and historical records

In this paper²¹⁰ Pb and ¹³⁷Cs dating methods were used to determine sedimentation rates of lakes Dianchi, Erhai and Poyanghu, and to establish the time scale of the sediments. Also based on geochemical records in the sediment column, the historical variation in heavy metal content over the past one hundred years was determined. Some element concentration increased rapidly after the 1970s, such as Cu, Zn and Mn in the sediments of northern Lake Dianchi, Cd and Mn in southern Lake Erhai and in the west central parts of Lake Poyanghu, Our investigations indicate that the increase in element concentration is caused by human activities. In order to understand the extent of the effect caused by human activities, we have calculated the flux of Zn, Cd and Mn. Results show that the flux caused by human activities is seven times greater than the natural one and the ratio is about 2 times in Lake Erhai and Lake Poyanghu.     

干旱化对成土碳酸盐碳同位素组成的影响

土壤碳酸盐的碳同位素组成可以作为古环境变化的指标.本文对黄土高原地区S1以来成土碳酸盐和红粘土中碳酸盐的碳同位素进行了研究.根据渭南、吉县、长武和会宁4个剖面末次间冰期以来土壤碳酸盐的碳同位素分析结果,探讨了不同气候条件下成土碳酸盐碳同位素组成的特征及其环境意义,指出气候的干湿程度可能是影响黄土地区成土碳酸盐δ13C值的主要原因;西峰红粘土序列碳酸盐的碳同位素记录表明,δ13C值在4.0Ma B.P.前后有一个明显增加的趋势,反映了我国西北地区上新世干旱化的发展,可能与青藏高原在这一时期发生较大规模的隆升有关.     

石臼湖近代环境演化历史

以2007年在石臼湖采集的浅岩芯钻孔(SJH07-C1)研究近代石臼湖湖泊环境演化历史以及人类活动的影响。运用核素²¹⁰Pb和 ¹³⁷Cs进行定年,²¹⁰Pb 的CRS模式定年结果与¹³⁷Cs方法获得的年代具有较好的可比性。同时分析了岩芯沉积物的理化指标,包括烧失量、总磷、金属元素和磁化率。分析表明：  1955年以前地球化学指标表明石臼湖湖泊沉积物中人类活动信息较弱,但总磷和有机质（烧失量）开始出现增加,湖泊营养水平开始升高。1955～1969年,湖泊沉积物磁化率较高,重金属（包括铜、铅、锌和汞）含量快速增加,可能与该期开始大量使用化肥、农药有关,导致入湖污染物增加。1969～1997年期间,1969～1979年时段湖泊沉积物磁化率最高,重金属含量比较稳定,在石臼湖进行了大规模的围垦;   1979～1997年,湖泊沉积物磁化率较高但呈减少趋势,重金属含量再次快速增加,总磷增加较快,说明该阶段入湖污染物增加,湖泊营养水平也在增加。1997～2007年,磁化率较低,重金属含量保持在高水平,总磷快速增加,显示该阶段湖泊营养水平较高,但入湖物质通量在减少。     

Post‐deposition diffusion of 137Cs in lake sediment: Implications for radiocaesium dating

Peak activities of radiocaesium (¹³⁷Cs) in lake sediments have frequently been used to infer the ages of sediments deposited in the 1960s (¹³⁷Cs derived from nuclear bomb testing) or in 1986 (Chernobyl derived ¹³⁷Cs). Records of the vertical distribution of ¹³⁷Cs in sediments can thus be used to provide accurate dates for a critical period in which palaeoecological reconstructions often overlap contemporary monitoring data. However, knowledge regarding how the distribution of ¹³⁷Cs in sediments is affected by post‐depositional processes is limited to interpretations based on the ¹³⁷Cs distribution in sediments sampled at a single given date. This study assesses the extent to which the ¹³⁷Cs record in annually laminated (varved) lake sediments is affected by post‐depositional diffusion, using 11 archived sediment cores sampled between 1986 and 2007. The sediment record reveals how Chernobyl ¹³⁷Cs incorporated into the 1986 varve diffused downwards in the core at a decreasing rate over time, whereas the surface sediments continued to receive inputs of ¹³⁷Cs mobilized from the catchment soils or lake margin. In spite of these processes, all cores post‐dating the Chernobyl accident had a clear and well‐resolved peak in the 1986 varve, justifying the use of this feature as a fixed chronostratigraphic feature. Because of the very high levels of Chernobyl fallout at this site, downwards migration of Chernobyl ¹³⁷Cs has, however, completely masked the nuclear weapons ¹³⁷Cs fallout peak that had been clearly preserved in the 1964 varve of a pre‐Chernobyl core sampled just three weeks before the Chernobyl accident. In consequence, the weapons fallout marker is likely to be of little use for determining ¹³⁷Cs dates in areas strongly affected by high levels of Chernobyl fallout.     

贵州红枫湖沉积物有机质的酶及微生物降解

文章通过DNA、α-葡萄糖苷酶和硫酸盐还原菌等的变化,研究了贵州红枫湖沉积物中有机质的酶及微生物降解.有机质在微生物及其分泌的胞外酶的作用下被降解,在沉积物深度11cm以下被降解到相对较低的含量.DNA的分布表明表层9cm的沉积物深度内微生物的活动较为强烈,是微生物降解有机质的主要位置.α-葡萄糖苷酶在悬浮层含量最高,达0.75μmol/min*g干沉积物,提示有机质中的淀粉和糖原等物质在悬浮层降解较为激烈,被大量分解;随着沉积物深度的增加α-葡萄糖苷酶活性减弱,在有机质降解明显开始变缓的11cm沉积物中,α-葡萄糖苷酶活性已降低到0.17μmol/ming干沉积物.分子生物学的研究表明红枫湖沉积物表层7cm是硫酸盐还原菌的主要分布位置,结合有机质和SO_2-4含量的研究结果,提示红枫湖沉积物中SO_2-4不可能成为有机质氧化的主要电子受体,硫酸盐还原的限制因素也不是有机质供应.     

青藏高原北缘哈拉湖近800年来 湖泊沉积及其环境意义*

文章以青藏高原北缘高山祁连山湖泊——哈拉湖作为研究对象,利用放射性核素²¹⁰ Pb和¹³⁷ Cs测年资料,通过对此高海拔湖泊沉积碳酸盐氧碳同位素、碳酸盐含量、总有机碳含量、磁化率等环境代用指标的分析,揭示了这一地区近800年来的气候环境变化过程。分析表明哈拉湖记录的气候环境变化经历了3个阶段:1206~1700A.D.环境较为寒冷、湿润,并有持续变湿的趋势;1700~1920A.D.环境由冷湿的状况趋向温暖干旱,1771年之后,环境保持相对稳定;1920~2002A.D.是自1206年以来最为温暖干旱的阶段。     

太湖14000年以来古环境演变的湖泊记录

本文根据东西太湖短柱岩芯的沉积物的物理、化学、生物指标的综合分析,讨论了该区距今14ka来的古气候变化过程,结果表明14.3-13.3kaBP,太湖水位低,环境指标甚至表现为暴露特征,反映了气候干旱:13.3-12.4kaBP,为偏暖湿的过渡阶段;该孔柱270-280cm (11.5kaBP左右)各类指标均明显反映冷干特征,可能是YoungerDrays事件的记录,与我国东部其它地区有可比性;约10.9-10kaBP,这一时期是整个研究时段内一个较显著的温暖期。表现为还原沉积环境和水位相对较深;约10-7.2kaBP为冷暖交替的过渡带;7.2-5.737kaBP为暖湿气候;5.05kaBP多项分析指标发生突变,反映物源发生显著变化,可能存在沉积间断;表层沉积物则呈现现代环境的特征,西太湖藻类生长茂盛,偏氧化的沉积环境。目前湖泊生产力较高,富营养化程度高,表现为藻型湖泊特征;东太湖有机质来源以东太湖中生长较为茂盛的维管水生植物为主,目前湖泊生产力较低,富营养化程度低,表现为典型的草型湖泊特征。      

Comparative 210Pb, 137Cs,and pollen geochronologies of sediments from Lakes Ontario and Erie

The distribution of ²¹⁰Pb, ¹³⁷Cs, and Ambrosia (ragweed) pollen in two sediment cores from Lake Ontario and in three cores from Lake Erie provides independent estimates of sediment accumulation rates. Geochronology with ²¹⁰Pb is based on radioactive decay of the isotope following burial in sediments. The method can reveal with precision changes in sedimentation occurring over the past 100 yr or so. Geochronologies with ¹³⁷Cs and Ambrosia are based on the occurrence of a horizon corresponding, respectively, to the onset of nuclear testing 25 yr ago and to regional forest clearance in the middle 1800s. These methods provide estimates of long-term average sediment accumulation rates. In all but one core, the distributions of ¹³⁷Cs and ²¹⁰Pb indicate no physical mixing of near-surface sediments. In two cores, including one from central Lake Erie collected by diver, all three estimates of sedimentation rates are in excellent agreement. In two other cores, rates based on ²¹⁰Pb are significantly higher than those inferred from Ambrosia pollen profiles. Lower average rates appear to result from occasional massive losses of sediments. Such events, apparent in the distribution of ²¹⁰Pb but not in pollen records, correlate with the occurrence of major storm surges on the lakes during this century. In one core from western Lake Erie, exponential distributions of both ²¹⁰Pb and Ambrosia appear to be artifacts which may result from extensive biological or physical reworking of sediments in shallow water (11 m). Previous indications of increased sedimentation in Lake Erie since about 1935 based on Castanea (chestnut) pollen data are not substantiated.     

Assessing the impact of weir construction on recent sedimentation using cesium-137

Ten cores were obtained from a marsh developed along Mad Island Slough, Texas, USA, upstream of a weir constructed in 1948. The cores were analyzed for cesium-137 to identify time-stratigraphic marker horizons and calculate recent sedimentation rates. The cesium-137 analysis provided a 1954 marker horizon in nine of the ten cores. A second marker horizon, present in all ten cores, consisted of an abrupt downcore change in lithology from dark organic-rich muds to grey organic-poor sands. This transition was tentatively identified as coinciding with 1948 and the beginning of marsh sedimentation. Resulting sedimentation rates show that surprisingly little sedimentation has occurred behind the weir, averaging only 27 cm in almost 50 years. Sedimentation rates in the marsh declined from an average of 2.4 cm yr^–1 in 1948–1954 to 0.32 cm yr^–1 in 1954–1994. A similar trend of declining sedimentation has been documented for adjoining Mad Island Lake, suggesting that land-use changes in the lake's watershed have reduced the sediment supply in recent decades. The results also suggest that the weir is not a very efficient sediment trap in this watershed.