210Pb、137Cs 计年法在现代海岸带沉积速率 研究中的应用述评

²¹⁰Pb、¹³⁷Cs 计年法已被国内外广泛用于湖泊、河流和海洋现代沉积速率的研究中。本文在 回顾了210Pb、137Cs 计年法应用于海岸带沉积速率研究的现状以及存在问题的基础上, 根据海岸带 沉积环境特征分析了²¹⁰Pb、¹³⁷Cs 计年法在应用中应当注意的问题, 包括采样精准性, 样品分离的 分辨率, 数据校正方法的选择及两种方法的相互印证等。从几个方面探讨了提高沉积速率测定精 度的可能性, 同时指出, ²¹⁰Pb、¹³⁷Cs 的扩散混合模型的建立, ¹³⁷Cs 沉积滞后的问题, 以及¹³⁷Cs、²¹⁰Pb 计年法的应用范围等仍有待深入探讨。     

毛乌素沙地西南缘灌丛沙丘沉积物的粒度和元素特征

对毛乌素沙地白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙丘沉积物粒度和元素特征进行了采样分析.结果表明:灌丛沙丘沉积物来源单一,几乎全部由丘间地物质组成,其粒度和元素特征与丘间地物质极其相似;相对而言,灌丛沙丘沉积物比丘间地物质含有更多粗颗粒物,主要因丘间地可做跃移运动的中沙和细沙更易被灌丛阻挡而堆积;灌丛沙丘沉积物中大部分元素含量比丘间地物质低,主要因这些元素易被淋溶迁移到丘间地富集;灌丛沙丘发育以来,虽然其沉积环境存在波动,但相对稳定,未发生过显著变化.     

半固定沙丘表面的137Cs沉积特征

利用^137Cs示踪技术对干草原地区半固定沙丘表面的蚀积规律进行了初步研究。通过半固定沙丘表面不同部位^137Cs剖面分布型式及其总量与背景值样点的对比分析，认为半固定沙丘表面存在微弱的风沙活动，其中沙丘中上部表现为风蚀状态，迎风坡脚与风坡脚均为沉积部位。这一尝试性研究为风沙地貌提供了新思路。     

NaCl胁迫对骆驼蓬幼苗液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性的影响

 研究了不同浓度NaCl胁迫对骆驼蓬幼苗Na⁺、K⁺含量及液胞膜H⁺-ATP酶(H⁺-ATPase)和H⁺-焦磷酸酶(H⁺-PPase)活性的影响。结果表明,NaCl胁迫浓度的增加使骆驼蓬幼苗根、叶中的K⁺含量下降,Na+含量和Na+/K⁺比及K⁺对Na⁺的吸收和运输选择性增高;根、叶液胞膜H⁺-ATPase和H⁺-PPase活性升高,H⁺-ATP酶耦联比率无显著变化;根液胞膜依赖ATP和PPi的质子泵活性及Na⁺/H⁺逆向转运活性先升后降,叶依赖ATP的质子泵活性及Na⁺/H⁺逆向转运活性升高,依赖PPi的质子泵活性先升后降。说明液泡膜H⁺-ATPase和H⁺-PPase驱动的质子泵和Na⁺/H⁺逆向转运活性对Na+在液泡内的积累及其骆驼蓬的耐盐性起重要作用。     

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。     

柴达木盆地灌丛沙丘稀土元素地球化学特征与物源

分析了柴达木盆地灌丛沙丘剖面风沙沉积物中稀土元素及其相关特征参数、分布模式和（La/Yb）_N-REE（稀土元素）物源特征。结果表明：灌丛沙丘剖面风沙沉积物中REE值100.52~163.47 μg·g^-1,接近于新疆灰钙土,而略低于中国黄土;LREE（轻稀土元素）值87.80~144.65 μg·g^-1,占总量86.62%~90.53%,决定了稀土总量的变化。总体表现为LREE相对富集,而HREE（重稀土元素）丰度相对较低,分馏特征基本相似,呈斜"L"型缓右倾斜,Eu大致呈现中度负异常的分配模式,而Ce未表现出明显异常,且更多地反映了其物源特性。其物源主要由东昆仑北麓冲积扇碎屑沉积物质经过风化、搬运、沉积而成,而并非来自于干旱期的湖底剥蚀物。总体而言,灌丛沙丘沉积过程稀土元素分异特征反映了灌丛沙丘发育时期柴达木盆地总体处于干燥的气候环境,化学风化作用弱,植被发育相对较差,成壤作用不明显。     

38 ka以来海南岛东海岸风成沙的粒度特征及其反映的沉积环境演变过程

 木堆地层剖面是海南岛东海岸沙丘与丘间地沉积过程的典型记录。在对该剖面地层高密度采样和光释光定年的基础上,对风成沙及相关沉积物的粒度组成、粒度参数和概率累积曲线及粒度敏感指标（SC/D值）的分析表明,风成沙、弱沙质古土壤、风水两相沉积物和泻湖相沉积物的粒度特征各异,反映38 ka BP来海南岛东海岸沉积环境经历了阶段Ⅰ（38～22 ka BP）、阶段Ⅱ（22～17 ka BP）、阶段Ⅲ（17～10 ka BP）、阶段Ⅳ（10 ka BP至今）等4个演变阶段,气候环境经历了暖湿-暖干-暖湿-暖干-暖湿-干凉-温湿-波动-暖湿的演变,沉积环境也经历了泻湖沉积-沙丘与丘间地沉积-沙丘固定成壤-流沙沉积的演变过程。     

毛乌素沙地南缘半固定沙丘风沙输移物特征

通过连续动态观测,获取毛乌素沙地南缘典型半固定沙丘表面风沙输移物,测量了风沙活动中不同沙丘部位的风蚀深度,并对风沙输移物及其养分进行了初步分析。结果表明:风沙活动期间沙丘顶部的风蚀深度最大,沙丘迎风坡次之,而丘间地的风蚀深度最小;沙丘顶部和迎风坡的输移物以中沙和细沙为主,养分含量较低,丘间地颗粒较细且养分含量较高;土壤养分含量与颗粒大小存在显著的负相关关系。迎风坡和丘顶处在风蚀亚环境而难以被植被固定,进而加速了风蚀过程;丘间地风沙活动较弱,风积物中养分含量较高的细颗粒物质促进了植被的发育,因而减弱了局地风速。     

古尔班通古特沙漠东南部植被线形沙丘内部构造及发育模式

在野外调查基础上,应用探地雷达（GPR）对古尔班通古特沙漠东南部植被线形沙丘内部构造进行探测,获取了沙丘内部构造的雷达相图像信息,结合区域自然地理和沙丘形态特征分析,初步探讨植被线形沙丘内部构造的演化模式。结果表明：（1）GPR探测揭示了沙丘地表以下3—5 m深度的浅层构造信息,可识别沙丘中上部和丘顶部位的高倾角、上凸形和楔状交错层理、沙丘中下部和丘间地的低倾角-近水平层理构造,反映了沙丘上部风沙蚀积活动较强烈,而两翼中下部和丘间地以风沙加积为主。（2）从沙漠边缘到沙漠中心,植被线形沙丘浅层沉积构造组合由两坡不对称分布向对称分布变化,沙丘横剖面形态亦由两坡不对称向对称形态同步变化,但未发现沙丘侧向迁移的沉积构造证据。（3）依据不同规模沙丘内部构造变化序列,可将植被线形沙丘演化划分为灌丛沙丘、风影灌丛沙丘、垄状沙链、植被线形沙丘等4个发育阶段。随着叠置灌丛沙丘不断合并融入,线形沙丘宽度和高度持续增大,沙丘顶部风沙活动性增强,高倾角、上凸形、楔状交错层理增多。（4）在沙丘表层3—5 m以下块状层理以及GPR探测信号衰减、图像分辨率变差的成因,应在今后工作中进一步验证。此外,系统阐明研究区植被线形沙丘演化过程,尚需补充更多GPR探测资料并开展年代学研究。     

响水河中游右岸沙丘群粒度分布特征

在野外实地考察和测量的基础上,沿盛行风向,对西辽河平原西部响水河中游右岸普遍发育的新月形沙丘链进行样品采集。经室内激光粒度仪测定,研究了河岸沙丘粒度分布规律。结果表明：（1）响水河右岸沙丘及丘间地以中沙为主,而河谷谷底细沙含量最多,平沙地次之。（2）滨岸沙丘由迎风坡脚到丘顶平均粒径变小,远岸沙丘由迎风坡脚到丘顶平均粒径变大;多数沙丘分选性由两侧坡脚到丘顶变好;多数沙丘丘顶偏度值和峰态值大于两侧坡脚。（3）滨岸沙丘受风、水两相作用,能从较深地层获得沙源;其下风向沙丘主要受风力作用,沙源主要为丘间地沙及上风向风沙流携带的较细沙。     

川中丘陵区和三峡地区小流域侵蚀产沙的塘库沉积137Cs断代

选择川中丘陵区和三峡地区四川盐亭、南充和重庆开县的4个小流域,采集塘库沉积泥沙137Cs样品,确定了1963年以来塘库淤沙量,并据此分析了流域输沙模数和侵蚀模数。研究表明,开县春秋沟的淤沙模数最高,为1869t.km-2.a-1;盐亭武家沟和集流沟分别为701t.km-2.a-1和710 t.km-2.a-1;南充天马湾沟为566 t.km-2.a-1。对小流域地貌特征的分析和谷地水田取样结果表明,除塘库淤积区外,各小流域谷地内基本无泥沙淤积。因此,除南充天马湾沟按现有水面面积作为淤积面积求算的淤沙模数明显偏小外,其他小流域的塘库淤沙模数基本可以表征各研究小流域的侵蚀模数。对研究小流域侵蚀产沙影响因素的分析表明,除降雨和土地利用状况外,地形起伏、土壤抗蚀性及岩层产状也是三地侵蚀程度差异的重要原因。     

海南岛西部热带沙漠化土地特征与成因

海南岛西部沙漠化土地具有热带海岸沙地的地域特征、形态特征、旱生植被景观特征和土地利用快速演变特征。在大气环流、雨影区和海流的共同影响下, 岛西形成热带半干旱气候和热带稀树草原环境, 孕育并存在自然沙漠化发展的动力、空间和物质基础。岛西历史时期沙漠化受气候变化和毁林开荒等活动的影响, 但仍是自然沙漠化为主的沙漠化过程。20世纪以来现代沙漠化经历了发展、恢复、再发展、逆转、波动等5个阶段, 沙漠化既受数年或数十年尺度的气候变化的作用, 又受人为不合理经济活动的影响。用因子分析等诊断、分析后认为人为活动的贡献率远大于气候变化的贡献率, 现代沙漠化已演变为以人为沙漠化为主的沙漠化过程。     

~(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。     

贵州石板桥水库沉积物的矿物磁性特征及其土壤侵蚀意义

对取自贵州省关岭县石板桥水库的岩芯做了矿物磁性测量（lχf、ARM、IRM20mT、SIRM、IRM-100mT）并计算了ARM/SIRM、HIRM、IRM-100mT/SIRM。将这些结果与同时完成的137Cs、粒度、TOC和C/N分析结果相结合,推测了过去的42年（1960²002年）中这一水库的汇水流域内的土壤侵蚀状况。在这一时期,尽管存在着若干次一级的波动,土壤侵蚀总体上呈加剧的趋势。将这些结果与收集的降水和土地利用/土地覆被变化资料数据相结合,探讨了土壤侵蚀状况发生变化的原因。土壤侵蚀的总体加剧可能是由1960年以来林地面积的减小和农田面积的增大以及1990年以来因植树而较强翻动地表物质造成的,而土壤侵蚀的次一级的波动可归结为降水的波动。     

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。     

风蚀影响因子的敏感性试验

 对风蚀模式的各重要影响因子进行了敏感性试验，结果表明：①随风力的增大，跃动沙粒的粒径范围迅速增大，从而会使更多、更大的尘粒因受到更强烈的撞击作用而释放于空中。但随土壤水分和植被覆盖度的增加，跃动沙粒粒径范围会变窄，较大的粒子很难被激发到空中。②各种土壤沙流通量及尘粒释放率随粒径的变化趋势Q(d)和F(d)与相应的地表土壤有效粒度分布Ps(d)具有相似的特征，说明前人用近地层沙尘粒度分布来代表地表土壤的有效粒度分布是合理的。③若以总沙流通量Q>0.5 g·m^-1·s^-1为风蚀过程开始发生的标准，在干燥、裸露的情况下，沙土、沙壤土、壤土、黏土和粉黏土表面发生风蚀的临界摩擦速度都约为0.3 m·s^-1。相同风力条件下（u*=0.6 m·s^-1），若地表干燥（w=0）并忽略小于0.1 g·m^-1·s^-1的总沙流通量，则抑制5种土壤发生风蚀的最小植被覆盖度分别约为：沙土0.35、沙壤土0.45、壤土0.45、黏土0.55、粉黏土0.55；若地表裸露，抑制风蚀发生的最小水分含量分别为：沙土0.15、沙壤土0.18、壤土0.3、黏土0.36和粉黏土0.33。④通常情况下沙土最不易起尘，它在各个粒径的尘粒释放率比其他土壤均约小3~5个量级。粉黏土最易起尘，且粒径较小，较容易传输到下游很远处。⑤总尘粒释放率F和总沙流通量Q随风力、地表条件的变化一般是同相的，即Q增大，F也会增大。⑥一般情况下F随摩擦速度u*的增大或植被覆盖度cf和土壤水分w的减小而增大；土壤拖曳系数sx和弹性压力垂直分量pye的增加会大大降低尘粒释放率。⑦通常风蚀情况下，5种土壤中粉黏土和沙壤土因聚合粒子破碎产生的尘粒释放率Fc最大，Fc随风力、地表条件变化的敏感度也最强；沙土的Fc最小，其对风力、地表条件的敏感度也最弱。     

近40ka来海南岛海岸沙地气候与环境演变

选择海南岛东、西海岸具有代表性和高分辨率特征的木堆、棋子湾等地层剖面,在建立年代序列的基础上,对风成沙粒度组成与参数、SC/D值及磁化率等代用指标的研究表明,末次冰期间冰阶时气候相对温暖,滨海平原上河流三角洲前移,湿地、沙丘与交错分布;末次盛冰期时气候干凉,海岸沙地上形成了多道平行延伸的古沙垄(丘),并与大陆架古沙丘形成连续性沉积;末次冰消期时气候快速变化,古沙垄(丘)或加积发育或固定成壤;全新世以来气候回暖并波动变化,次生沙丘经历多次半固定、固定－沙丘加积、活化的演变。     

科尔沁沙地夏秋(6—9月)季不同类型沙丘土壤呼吸对气温变化的响应

 通过测定分析了科尔沁沙地6—9月不同生境（固定、半固定和流动沙丘）土壤呼吸速率的日动态、月际动态及其对气温变化的响应。结果表明：测定期平均土壤呼吸速率在各生境间存在显著差异,其大小为固定沙丘（2.35 μmolCO₂·m^-2·s^-1）＞半固定沙丘（1.67 μmolCO₂·m^-2·s^-1）＞流动沙丘（1.06 μmolCO₂·m^-2·s^-1）;指数模型能够较好地揭示不同生境土壤呼吸对气温变化的响应,但土壤呼吸的月际动态与气温变化不完全同步;各生境土壤在高温环境下的Q10值(土壤呼吸对温度敏感程度)普遍低于低温环境下的Q₁₀值;固定、半固定和流动沙丘基于气温月际变化的Q₁₀值分别为2.34、1.99和1.31,表明不同的植被状况和土壤性质会影响到土壤呼吸对温度变化的敏感程度。     

A model of Cs activity profile for soil erosion studies in uncultivated soils of Mediterranean environments

A model to simulate ¹³⁷Cs profiles in soils during the time in which they are being eroded is proposed. The model uses one parameter to characterize the cesium transference in the soil and another to express the erosion rate. To test the model, ¹³⁷Cs profiles of stable and eroded soils were collected at sampling sites located on semi-arid and temperate slopes in the Central Ebro basin, Spain. The ¹³⁷Cs profiles, corresponding to uncultivated soils with natural vegetation cover, were simulated using this model. The ¹³⁷Cs inventories and profiles calculated with the model are very similar to those measured experimentally, and thus it is possible to calculate soil erosion rates in physiographically diverse Mediterranean environments.     

福建东山岛海岸沙地利用变化及其驱动力分析

受海平面上升和人类活动的双重影响,海岸沙地生态环境日益脆弱;揭示海岛海岸沙地动态变化特征及其驱动机制,对科学制定海岛发展规划,保护海岛自然环境和确保经济社会健康持续发展具有重要的实践意义。东山岛是我国华南海岸典型的海岛沙地分布区,文章基于5次海岸沙地监测成果数据,利用土地转移矩阵、土地利用程度综合指数和土地利用动态度模型等方法,对东山岛1994―2014年间海岸沙地动态变化及其驱动力进行分析。结果表明：1）东山岛海岸沙地总体呈快速减少特点,海岸沙地利用的速度和程度增幅显著。海岸沙地利用结构发生了明显变化,各沙地利用类型转换频繁,沙地利用综合动态度不断升高,沙地整体稳定性显著降低。2）各类型沙地面积总体大幅减少,主要集中在2009―2014年。流动沙地和半固定沙地基本消失,沙化耕地是面积减少最多的类型。3）沙地利用类型转换主要表现为林地、耕地之间的相互转换和林地、耕地向建设用地的转变。4）影响东山岛海岸沙地利用变化的驱动力主要有自然地理因素、政策法规因素和社会经济因素。1994-2014年东山岛旅游产业的快速发展、工业化进程的加速和城镇化大大推动了岛内沙地利用格局的演变,是研究期内海岸沙地利用动态变化的最主要驱动因素。