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137Cs在坡耕地中的分布特征及土壤侵蚀中的作用分析

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进行采集；再者，样品测试过程中γ谱议的探测效率略有不同，本研究中测试仪

器的探测效率62%高于张燕等[12]研究过程中使用仪器的探测效率37%。为此，本

研究结果具有一定的可信度，可以将137Cs含量的平均值918Bq/m2作为研究区

的背景值。

2.2137Cs的在坡耕地分层土壤中的分布

137Cs在坡耕地中不同部位的剖面分布如图3所示，在坡顶部A点0～3cm和3～6

cm处的137Cs比活度分别为2.31和2.37Bq/kg，分别低于耕层内（21cm）

137Cs比活度的平均值2.77Bq/kg。之所以存在差值，其原因是由于该采样点处在

坡顶位置，植被覆盖率较低，与周围其他地方相比地势偏高，基本不接受其他来水

方向上的土壤侵蚀颗粒，同时由于降水的作用，此部位的土壤颗粒伴随雨水的冲刷

而迁移至坡耕地的中部或者下部，致使该部位核素的比活度相对低些。坡中部B点

0～3cm和3～6cm处的137Cs比活度分别为2.83和2.79Bq/kg，与耕层内（21

cm）137Cs比活度的平均值2.76Bq/kg相比略微偏高。其原因可能存在两方面，

一是降水后发生土壤侵蚀的过程中，位于坡中部B点的土壤颗粒部分被侵蚀搬运到

地势较低的地点（坡底部）；另一方面则由坡顶部A点侵蚀的土壤颗粒随着坡面径

流的路径搬运迁移到坡中部B点，在填补B点因侵蚀作用流失的土壤的同时，小部

分土壤颗粒可能会继续随着坡面径流迁移至坡底部。从坡底部C点137Cs比活度的

垂直分布不难看出，其0～6cm的137Cs比活度明显高于耕层内的137Cs比活度。

这种现象进一步印证了此部位所接纳的土壤既有来自于坡中部的土壤侵蚀，又包括

了坡顶部的土壤颗粒，双重部位土壤颗粒的供给致使该处土壤表层中137Cs比活度

相对偏高。

从图3还可以看出，3个采样部位137Cs的含量大小分别为578、603和629Bq/m2，

与该研究区的背景值（918Bq/m2）相比较，137Cs损失率分别为37%、34%和31%，

表明3个采样点均受到不同程度的侵蚀作用，同时也印证了坡耕地不同部位的土壤

侵蚀状况为坡顶部坡中部坡底部，与前人研究结果相一致[13]，即从坡顶到坡底

流失量渐减，坡地上部以净流为主，坡中下部除本身土壤流失外，还接受坡上中部

流失的土壤，因而坡地的土壤净流失量上部大于中下部。

2.3137Cs在坡耕地全样土壤中的分布

对60个全样点进行分析，各个全样点137Cs的比活度和含量分布如图4所示。从

图4可以看出，所有全样土壤中137Cs的比活度为4.06～19.02Bq/kg，且自坡顶

至坡底呈现缓慢增加的趋势，与上述137Cs在土壤剖面中的分布特征相一致。与

137Cs在农耕地中水平面上均一性分布特征[8]相比较，其在坡耕地中的分布模式

表现为坡顶部坡中部坡底部。

与其比活度变化规律相类似，137Cs在坡耕地中的含量分布自坡顶至坡底亦呈现缓

慢增加的趋势，其变化范围为247～674Bq/m2，与研究区的背景值（918Bq/m2）

相比较，此试验田的所有全样点的137Cs含量均小于背景值，表明此试验田整体上

发生了侵蚀现象。137Cs含量在坡耕地中的水平分布特征可能与当地人们的耕作方

式有关。通过现场观察和同当地农民交流，发现无论是传统的人工耕作还是农机化

耕作时，其耕作路径主要表现为两种形式。一是在坡度较大时，主要采取垂直于坡

向自坡底部至坡顶部的路径进行耕作，此背景下在实际的翻耕过程中造成上次犁耕

作用产生的垄沟会被本次翻耕的土壤颗粒填满，随着时间的推移，此耕作方式导致

大量的土壤颗粒会从坡顶部流失到坡底部；另一种情况则是在坡度较为平缓时，主

要采取平行于坡向的路径进行耕作，此方式下坡顶部的土壤颗粒会被犁耕作用携带

至坡中部甚至进一步搬运迁移到坡底部，造成137Cs在坡底部的含量相对偏高。

2.4土壤侵蚀量估算

应用上述土壤侵蚀模型计算出此坡耕地各个采样点的土壤侵蚀量如图5所示。由图

5可知，此坡耕地不同部位的土壤侵蚀量差异明显，整体表现为自坡顶至坡底逐渐

减小的趋势，同时也验证了137Cs可以应用于较小区域范围内的土壤侵蚀速率估算。

依据我国水利部拟定的土壤侵蚀强度分级标准[14]，在南方低山丘陵区微度、轻度、

中度、强度、极强度、剧烈侵蚀的侵蚀模数分别为5