[发明专利]一种利用稀土元素示踪喀斯特地区土壤漏失的方法

摘要

本发明公开了一种利用稀土元素示踪喀斯特地区土壤漏失的方法，其特征在于：根据研究内容选择观测区，采集并测试所选观测区各种稀土元素的背景值，选择示踪稀土元素和计算释放量，配制示踪土样并通过“条带法+断面法”布设，划线标记表层土壤位置，采集并测试观测期后所选稀土元素含量，计算和分析土壤地下漏失量。本发明利用稀土元素示踪喀斯特区土壤流失/漏失，可定量界定喀斯特石漠化区土壤地表流失和地下漏失的贡献，在喀斯特地区具有普遍适用性，准确度高、操作简单。

主权项

1.一种利用稀土元素示踪喀斯特地区土壤漏失的方法，其特征在于：根据研究内容选择观测区，采集并测试所选观测区各种稀土元素的背景值，选择示踪稀土元素和计算释放量，配制示踪土样并通过“条带法+断面法”布设，划线标记表层土壤位置，采集并测试观测期后所选稀土元素含量，计算和分析土壤地下漏失量；具体包括以下步骤：(1)根据研究内容，选择能够代表研究区土壤发生地表流失或地下漏失的多个典型观测区，考虑到岩土界面发生土壤流失或漏失的特殊性，所选观测区需包括部分岩石界面；(2)采集观测区稀土元素背景值的土壤样品，即在观测区内，以20‑50 cm网格大小在网格中心位置以分层厚度为2 cm分层采集土样样品，以靠近岩石界面2 cm内的土壤作为岩土界面土样，并以相同的分层厚度采集岩土界面土壤样品，上述土壤样品采集至8‑20 cm深度范围内；(3) 选择多种稀土元素开展试验，其施放浓度及释放量分别按下式计算：其中，i为第i种示踪稀土元素，i=1, 2, 3, …, n；Ci为第i种示踪稀土元素施放浓度，mg/kg；BCi为第i种示踪稀土元素背景值，mg/kg；Mi为第i种示踪稀土元素氧化物释放量，g；Si为第i种示踪稀土元素所需土重，kg；a为浓度扩大系数，20~100；b为浓度校正系数，即稀土氧化物纯度，一般为0.9999；c为氧化物校正系数，稀土元素相对分子质量所占其氧化物相对分子质量的比例；所述Si按下式计算：其中，式中，WL为观测区样方面积大小，cm2；Hi为第i种示踪稀土元素布设深度，cm；R为布设深度土壤容重，g/cm3；1000为单位转化系数；(4)配制示踪土样，将计算得到释放量的稀土氧化物与土壤混合；示踪稀土氧化物与土壤的混合过程采用稀释法，逐步稀释逼近施放浓度；(5)配置的示踪土样采用“条带法+断面法”布设，将配置的示踪土样分层填入观测区条坑中，并夯实到与原坡面相同容重，同时在岩‑土界面处标记表层土位置；(6)在研究周期：次降雨或月或季或年之后，土样样品按步骤(2)进行，并测样品稀土元素含量，采集方式分以下两种情况：①以岩土界面标记处为基准点，准确按2 cm分层厚度采集土壤样品，记录采集到的每层土壤样品的厚度；②以岩土界面标记处为基准点，采用标准直尺测量土层下移位移大小，并以该下移土层的表层处准确以2 cm分层厚度采集土壤样品；(7)土壤流失或漏失分析计算分以下两种情况：①计算基准点以下未采集到土壤样品的厚度，即为土壤流失/漏失厚度，由式3可计算土壤流失/漏失量；对比研究周期后土壤稀土元素浓度与背景值浓度变化，若二者差异不大，则证明土壤以整体蠕移漏失为主，若二者存在较大差异，则视数据情况进行分析；②计算直尺测得的土壤流失/漏失厚度均值，由式3可计算土壤流失/漏失量；对比研究周期后土壤稀土元素浓度与背景值浓度变化，可判断土壤的蠕移漏失是否由岩‑土界面处流失所致。