呼伦贝尔沙地风蚀坑粒度特征及其环境意义

对呼伦贝尔沙地现代风蚀坑表层沙质沉积物与坑后沙丘垂直剖面沉积物进行了粒度分析,讨论了坑后沙丘剖面的形成过程及风成沙粒度变化的原因。结果表明：呼伦贝尔沙地风蚀坑表面及坑后沙丘剖面沉积物粒径以细沙和中沙为主;风蚀坑表面沉积物粒径及分选参数在风蚀坑各部位呈现波动式变化;平坦草地上的现代土壤与坑后沙丘下伏古土壤为同一层。基于粒度和沙丘移动过程综合分析,认为坑后沙丘剖面中风成沙粒度的垂向变化与沙丘在堆积和移动过程中剖面在坑后沙丘相对位置的变化具有紧密联系,密集采样得出的剖面中风成沙粒度的垂向变化是否能直接指示区域气候环境变化值得商榷。     

台特玛湖干涸湖盆两种典型风蚀坑的三维流场特征及对风蚀的影响

台特玛湖干涸湖盆区风蚀沙漠化快速发展,发育了以新月形沙丘和风蚀坑（主要为槽状坑和碟状坑）为主的风沙地貌。风蚀坑的发育不仅受来流风影响,还与坑内三维流场有关。基于风洞实验和计算机流体力学（Computational fluid dynamics, CFD）数值模拟,对风蚀坑三维流场进行了探究。结果表明：（1） 从入风侧到出风侧,槽状风蚀坑和碟状风蚀坑底面的风速均呈减速—加速—减速—加速的变化模式,上口所在水平面的风速变化呈加速—减速—加速变化模式,上口气流压强也相应地发生变化,槽状风蚀坑和碟状风蚀坑整体呈低压—高压—低压变化模式,其中槽状坑变化更为明显。（2） 两种形状风蚀坑对气流均具有一定的吸附效应,使坑外一定范围的风沙流被吸入坑内,聚集能量和风沙流,加剧风蚀坑风蚀发育。（3） 风蚀坑加剧了地表侵蚀,侵蚀程度与风蚀坑尺度有关,风蚀坑尺度越大,对地表侵蚀越强。本文直观展示了两种典型风蚀坑中的三维速度、压力、风沙流流向分布,揭示了风蚀坑的风沙流吸附机制,研究结果可加深对风蚀坑形态动力学的理解,也可为内陆干涸湖盆沙漠化防治提供理论指导。     

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑研究（1）——形态、分类、研究意义

采用野外调查和测量、航片判读、室内制图、统计分析等方法对呼伦贝尔沙质草原典型地带的风蚀坑及坑后风沙沉积进行了研究。发现:①风蚀坑是由一个沙坑和坑后沙丘共同组成,两者具有一一对应关系;②风蚀坑和坑后沙丘可以根据形态特征、发展阶段、诱发原因进行分类;③呼伦贝尔三大沙带均由风蚀坑洼地及其坑后沙丘和背景沙质草原组成;④沙质草原风蚀坑的发生与人类活动关系密切,为气候干旱化与人类大范围强度活动干扰土层相耦合的环境事件所造成。该研究对沙质草原沙漠发生学,沙质草原地貌演化和沙漠化监测研究具有科学意义,对草原合理利用和沙漠化防治具有现实意义。     

库布齐沙漠南缘沙丘固定与活化过程中的形态演变

以1998-2014年5期库布齐沙漠南缘的遥感影像为主要数据源,结合野外调查分析了沙丘固定与活化过程中的形态演变,探讨了区域风况和降水等气象要素对沙丘固定与活化及形态演变的影响。结果表明：研究区沙丘随降水量的年际波动经历了固定-活化-再固定3个阶段。监测初期的片状流动沙丘演变为大型抛物线形沙丘并得以固定,固定的抛物线形沙丘以发育风蚀坑形式活化,进而形成多个抛物线形沙丘,最后这些沙丘又被植被固定,沙丘形态趋于更加复杂。但在此过程中,风的作用并不显著.研究区抛物线形沙丘既可起源于新月形沙丘或片状流沙,也可由风蚀坑发育而成,其中植被作为沙丘的重要组成部分,起着重要作用。同时发现在抛物线形沙丘移动过程中,当背风坡发育滑落面时,沙丘的移动最快。     

鄱阳湖湖滨沙山垄状地形的成因

江西星子县沙岭沙山位于鄱阳湖湖滨,临湖一侧发育顺盛行风方向延伸的垄状地形。研究从地貌学、沉积学和年代学的角度分析了垄状地形的成因。按照目前的风场计算出的沙丘走向与合成输沙方向近于垂直,说明这些垄状地形不是纵向沙丘。垄状地形内部发育平行层理,缺少滑动面,则进一步表明垄状地形并非沙丘。对垄状地形之间的沟谷形态观察后发现,这些沟谷与前丘上槽形风蚀坑形态颇为相似,且沙山的环境具备发育槽形风蚀坑的基本条件,所以我们将垄状地形之间的沟谷视为槽形风蚀坑。为确定风蚀坑的形成时代,我们在沙山上风区、下风区边缘选取了6个剖面,测得的28个光释光年龄显示,构成垄状地形的沙层堆积于约20kaBP以前的末次冰期。据此我们推测在冬季风最强的阶段(18-14kaBP),沙山由以前的风沙堆积转变为风沙侵蚀,产生了槽形风蚀坑。相邻槽形风蚀坑之间的条状突起就构成了垄状地形,因此星子县沙岭沙山临湖一侧的垄状地形属于风蚀地貌。     

沙质草地碟形风蚀坑形态气流相互作用

 呼伦贝尔沙质草地碟形风蚀坑长轴走向呈WNW-ESE。野外观测结果表明,风向与碟形风蚀坑长轴走向关系决定了风蚀坑内部的气流模式,右斜交与垂直气流促使风蚀坑横向扩展与深挖,平行与左斜交气流有利于侵蚀区内部沙物质的向外输送并导致风蚀坑沿长轴向延伸。右斜交及垂向气流在碟形坑南缘产生顺时针向的垂直轴涡流,而平行与左斜交向气流在西北缘产生逆时针向的垂直轴涡流。沿长轴向,气流进入风蚀坑边缘发生分离减速,在风蚀坑底部重新附着,沿出风段坡面开始加速上升至坑后沙丘顶部,在坑后沙丘背风坡气流发生扩散减速。在横断面或弧形断面气流以单增或单减的形式存在。观测期间风蚀坑总体上以堆积作用为主,区域风能大小决定了蚀积作用强弱,而输沙方向与风蚀坑长轴向夹角决定蚀积空间分布格局。     

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑研究（Ⅱ）:发育过程

沙质草原风蚀坑的发育过程主要有以下几个阶段:风蚀裸地→土层破口→活跃发展风蚀坑→固定风蚀坑→消亡风蚀坑。固定或消亡的风蚀坑可能活化,并重新进入活跃发展阶段。地貌发育则相应地经历典型草原景观→沙漠-草原景观→沙地-草原景观的总体演变过程。风蚀坑的发展有极限控制。但是各类沙丘的固定非常困难,有向大规模典型沙漠景观发展的高度危险。风蚀坑的形成发展和植被的演替将平坦单调缺水的典型草原改造成地形起伏多变,并有星散分布的风蚀坑湿地点缀其间、植被类型丰富多样的乔、灌、草相结合的沙地疏林草原。因地制宜地保护和利用沙质草原,可以保持其生态系统不致恶化并促进其不断优化。     

风蚀坑形态-动力学研究进展

风蚀坑是沙质海岸、湖岸及干旱、半干旱区沙质草原地区受风蚀作用形成的洼地。受风蚀坑地形的影响,坑内气流的风速、风向发生了变化,通过输沙过程的局部差异改变了风蚀坑的蚀积格局,并对风蚀坑形态进行改造。而形态的变化又反作用于近地表气流,由此产生风蚀坑形态-动力学的响应与反馈。总结并扼要评述国内外近年来风蚀坑形态-动力学及其发育演化方面的研究进展,分析现有研究的不足,以期对今后此类研究提供借鉴。     

浑善达克沙地东南缘固定沙丘风蚀坑动态变化

浑善达克沙地沙漠化主要以风蚀坑发育导致的固定沙丘活化为表现形式。利用2010、2013、2016年3期高分辨率卫星影像数据及地面调查数据，借助ArcGIS软件，采用目视解译方法，分析探讨了风蚀坑形态变化及其与气候要素和人类活动之间的关系。根据风蚀坑在固定沙丘发育部位及几何形状，可分为碟形、碗形、槽形、簸箕形和不规则形。2010—2016年，各类风蚀坑变化形式以扩展和新生为主，风蚀坑总面积及数量趋于增加，2010—2013年坑体面积增长了6.74 hm²，新生11个；2013—2016年面积增加了4.89 hm²，新生7个。在人类活动干扰减小的背景下，风蚀坑的发展主要受气候要素变化的影响，其中风速及输沙势的减小对风蚀坑而言，只是起到了减缓作用。风蚀坑形态本身也是其主要影响因素。     

青海省贵南县土地沙漠化驱动机制

贵南县木格滩流沙区是共和盆地最大的连续沙带,当地现代沙漠化是由古沙丘活化形成的,但古沙丘活化过程尚不明确。通过实地考察、遥感卫星影像解译、DEM高程数据分析、沉积地层分析及粒度测试,对贵南县土地沙漠化驱动机制从微观层面进行了研究。结果表明：古沙丘表面发育良好的草皮层及粉沙土层是古沙丘的保护层,保护层完整性的破坏,使下伏松散古风成沙暴露,遭受风蚀,形成侧向凹槽,引起草皮层或粉沙土层崩塌,使更多的古风成沙暴露。风力侵蚀与重力侵蚀交替进行,导致风蚀坑不断扩大,相互连接成片,形成流动沙丘。     

黄河上游玛曲地区风沙地貌的类型及其分布

 玛曲草原是著名的高原牧场,也是黄河上游重要的水源涵养地,通过卫星影像分析和实地观测数据,对其风沙地貌进行分类,以期为沙化草地治理提供参考。玛曲沙化草地的风沙地貌可分为4级17类。横向沙丘(新月形沙丘)主要分布在河岸和黄河的一级或二级阶地上,单个的新月形沙丘最大高度可达12 m, 64%的新月形沙丘迎风坡走向与当地起沙风向一致。分布在古河道或古三角洲的流动和半流动纵向沙丘(沙垄)高度小于3 m,51%的沙垄走向与当地起沙风向相同。低山上的沙垄和沙片出现在山顶或其阳坡,地形过渡带形成风蚀坎。风蚀洼地与固定和半固定沙地伴生,60%左右的风蚀洼地横切面为不规则椭圆和马蹄形;其深度与长轴呈正比例函数关系。古(现代)沉积物提供了丰富的沙源,大风、冻融、土层的岩性差异、脆弱的植被、人类过渡干扰和微地形促成了玛曲草地沙化和风沙地貌分异。通过对风沙地貌分类、分析,提出了以保护草皮免受破坏,为防止玛曲草地沙化的主要措施。     

黄河源区玛多盆地沙漠化土地粒度特征

为探讨黄河源区玛多盆地风沙沉积物分异特征,采集玛多盆地不同沙漠化程度、不同地貌部位、不同动力条件的沉积物样品进行粒度分析。结果表明：（1）玛多盆地沉积物随沙漠化程度增加,平均粒径增大,粗颗粒组分增多,分选性变好,偏度向负偏靠拢,峰态逐渐转向平坦,频率分布曲线也由双峰态转变为单峰态。（2）流动沙丘以中沙和细沙组分为主,分选性好,偏度近对称,峰度为中等尖锐。各个沙丘不同地貌部位沉积物粒度参数分异受风向改变的影响,变化规律不明显。流动沙丘沉积物相较于流动沙地沉积物的粒径更粗,分选性更好,可能是沙丘形成过程中风对沉积物颗粒的再次分选所致。（3）河流阶地剖面沉积物的主要粒级为中沙和细沙,分选中等偏差,偏度为正偏,峰尖锐,河流阶地沉积物的粒度组成与周围风成作用形成的流动沙丘（地）的粒度组成高度相似,极有可能是当地风沙活动的主要物源。     

浑善达克沙地的土地沙漠化过程研究

借助TM/ETM＋影像和GIS平台,采用实地考察与野外实验和室内分析整理相结合的办法,对浑善达克沙地土地沙漠化过程进行了初步研究。结果表明,过去50 a来,浑善达克沙地经历了强烈的沙漠化发展。位于沙地中部正蓝旗的沙漠化土地从1987年的5 593.8 km²发展到2000年的6 015.3 km²,发展速率为32.4 km²·a^-1。2000年紧急启动的风沙源治理工程,一定程度改善了当地沙漠化发展态势,2005年正蓝旗共有沙漠化土地5 950.4 km²,有约330.7 km²的严重沙漠化土地得到了控制和逆转。其他大部分沙漠化土地虽有不同程度改善,但5 a的时间里尚未发生质的变化。沙漠化过程是原生植被逐步被沙生植被和沙生先锋植被取代的过程;同时也是土壤粗化、贫瘠化和空间重新分布过程。随着土地沙漠化程度的加剧,起沙风速降低,输沙强度增大,沙地近地表表现出相对高风能环境。沙漠化过程以固定沙丘活化为主,主要有发育“马蹄形”风蚀洼地、“鱼钩”型沙丘和“串珠状”风蚀槽三种沙丘活化形式,最终导致景观支离破碎、不少地区出现了流沙连片的现象。同时,农田开垦引起土壤风蚀的危险,也不容忽视。     

高寒沙地人工植被恢复区地表沉积物粒度特征

共和盆地位于青藏高原东北部,是典型的高寒干旱、半干旱荒漠区.青海省治沙试验站经过近50年的发展,形成以封沙育草区、固沙造林区和农田林网区为一体的绿洲防护体系,成为中国高寒沙地土地沙漠化综合整治的典型示范.本文选择典型固沙植物柠条(Caragana korshinskii)和乌柳(Salix microstachya),针对不同治理年限的沙丘和丘间地,探讨治理50年后人工植被恢复区地表60 cm深度土壤粒度的时空变化.结果表明:直播柠条能促进沙丘地表60 cm土层沉积物的细化,尤以地表5 cm更甚.土壤颗粒的变化与植被生长状况及物质来源有关.     

若尔盖盆地沙漠化及其景观格局变化研究

应用1975年的MSS数据、1990年和2005年的TM数据、以及2000年的ETM数据,通过遥感与地理信息系统技术,获得了若尔盖盆地在1975-2005年间的沙漠化发展特征,并采用景观指数运算软件FRAGSTATS3.3对该地区沙漠化土地的景观格局变化进行了分析。研究发现,在1975-1990年间,若尔盖盆地的沙漠化土地面积大幅增加;在1990-2000年间,沙漠化土地面积保持稳定;在2000-2005年间,沙漠化土地面积出现了小幅度的减小趋势。对若尔盖盆地沙漠化土地的景观格局变化进行研究发现,固定沙丘（地）和半固定沙丘（地）是若尔盖盆地主要的沙漠化土地景观类型。在1975-1990年间,沙漠化土地斑块数量和斑块平均面积均大幅增加,是该地区沙漠化快速发展时期;在1990-2000年间,沙漠化土地斑块数量下降,斑块平均面积增加,沙漠化景观破碎度有所降低;在2000-2005年间,沙漠化土地斑块数量增加,斑块平均面积减小,沙漠化景观破碎度增强。     

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑研究（Ⅲ）: 微地貌和土层的影响

 采用剖面测量,沿剖面选取不同微地貌部位测量土层厚度、坚实度、粒度构成,并进行室内统计比较和分析的方法,对呼伦贝尔沙质草原区风蚀坑的发育受微地貌部位和土层控制的情况进行了研究。发现在接近自然状态下风蚀坑主要发育于西南坡和南坡的上部和中部;由于翻耕、机动车道路等人类活动诱发,也形成于平坦的草地,北坡和东坡甚至低地。沙质草原区的土层中部存在一个粗化层,在失去草被和上部的土壤-根系层保护时特别容易遭受风蚀的侵害,形成风沙流破坏钙积层并导致风蚀坑的形成。沙质草原是生态地质环境脆弱区,呼伦贝尔沙质草原区的西坡、南坡的中上部,梁岗丘等微地貌部位是风蚀沙化的危险地带。干旱半干旱气候区沙质草原的土层是稀缺的自然资源,地表土壤-植物根系层是珍贵的生态系统。保护地表土层对于保护草地资源和生态环境,以及沙漠化防治具有极端重要性。     

新疆策勒绿洲-沙漠过渡带地表沙物质理化性质空间差异

植被盖度、地形等会对荒漠区风沙土壤理化性质产生影响.对策勒自流沙前沿沿主风向到绿洲边缘的柽柳沙堆顶部、流动沙丘顶部、裸露平沙地3种地貌部位表面沙物质理化性质分析,结果表明:流动沙丘顶部沙物质平均粒径3.47～2.6 Φ,明显粗于裸露平沙地和柽柳沙堆顶部沙粒,从流沙前沿到绿洲边缘沙物质有细化趋势,流沙前沿平沙地上沙粒平均粒径比绿洲边缘裸露平沙地沙粒平均粒径粗0.44 Φ;在空间上沙物质分选系数差异不大,分选性都为中等偏上-中等;平沙地和流动沙丘顶部沙粒偏度为-0.06～0.06,相对于平均值分布近对称.柽柳沙堆顶部沙粒偏度分布在0.05～0.25,大都属于极细偏;流动沙丘顶部和平沙地沙粒都表现为中等峰态,柽柳沙堆顶部沙粒大多表现为窄峰态.柽柳沙堆顶部大部分沙物质pH为酸性,其余地貌部位沙粒都表现为碱性,3种地貌单元含盐量与地形高低关系较密切.不同地貌部位地表沙物质总盐量表现为:柽柳沙堆顶部 > 裸露平沙地 > 流动沙丘顶部,流动沙丘顶部沙粒含盐量最少,越靠近绿洲柽柳沙堆顶部沙粒总盐量愈高.     

青海湖滨土地沙漠化驱动机制

在自然因素和不合理人为活动的影响下,青海湖流域及其周边地区正面临土地沙漠化、湿地萎缩、草场退化、水土流失等严重的生态环境问题。本文分析了青海湖滨土地沙漠化现状及其驱动因素。结果表明:青海湖滨广泛分布的古风沙沉积物是现代沙漠化的沙物质来源,现代流动沙丘的粒度特征与古风成沙丘粒度极为相似,两者的继承与改造关系极为明显。草皮层及其下的粉沙土层是古沙丘的保护层。保护层的机械破坏,使下伏松散的古风沙沉积物暴露,是形成沙漠化的关键一步。随后在风蚀、雨水冲刷及其他因素的共同作用下,松散的古风沙沉积物被侵蚀,引起草皮层坍塌,导致古沙丘活化,风沙活动加剧,形成风沙沉积。流水侵蚀和地层沉陷是导致草皮层机械破坏的主要因素。青海湖水位下降,河流沉积,风沙入湖,都可使沙地面积增加,但仅限于湖边局部地方。