70年来中国风沙地貌学的发展

风是除流水之外塑造地球景观的第二大流体,以其为外营力形成的风沙地貌在全球干旱区广泛分布,超过40%的全球陆地面积受风沙地貌过程的影响,与人类生存环境存在着密切的关系,19世纪末以来受到国际学术界的持续关注。中国干旱半干旱地区广泛发育风沙地貌,但风沙地貌研究比国际研究晚半个多世纪,始于20世纪50年代后期。本文总结了新中国成立70年来中国风沙地貌学发展的3个阶段：初创阶段（1949—1977年）、充实发展阶段（1978—1999年）和国际化研究阶段（2000年至今）。现在中国风沙地貌研究的水平整体与国际并行,部分领先。中国具有重要国际影响力的风沙地貌研究工作包括沙丘移动规律、风沙地貌区域综合研究、中国独特风沙地貌发育演变过程、戈壁地貌学研究、沙丘二次流以及地外星球的探索研究。中国风沙地貌学研究有在未来领跑国际研究的潜势,但风沙地貌学家必需有4个方面的战略思考,即综合集成、地球系统科学引领、全球视野和深空时代的发展。     

第四纪风沙环境证据的研究进展

第四纪风沙环境的研究对于人们了解重大气候环境变迁有着重要的意义。对于第四纪风沙环境的研究主要通过对环境变化的信息载体进行分析,提取其中有关风沙环境变化的证据,从而对古环境进行推测与重建。本文阐述了当前国内外学者在进行第四纪风沙环境研究时使用的证据（形态学证据、沉积学证据和生物学证据）,分析了利用这些证据时存在的问题,并对未来的研究趋势作了分析,指出各种证据的综合使用以及提高定年的准确度仍是未来的研究重点。     

《华南海岸风沙地貌研究》评介

《华南海岸风沙地貌研究》评介李平日（广州地理研究所，广州５１００７１）风沙地貌学家吴正教授继《风沙地貌学》（科学出版社，１９８７）后，１９９５年又给地学界贡献一本综合研究华南海岸风沙地貌的专著《华南海岸风沙地貌研究》（科学出版社）。这是华南师范大学地...     

我国风沙土的系统分类

概述了我国风沙土的特点，根据土壤剖面形态特征、水壤水分、温度状况、土壤碳酸钙、易溶盐含量及土壤的潜育表现，划分出风沙土为九个亚类：（１）淋溶性风沙土；（２）周期（半）淋溶性风沙土；（３）石灰性风沙土；（４）湿热风沙土；（５）干热风沙土；（６）盐渍化风沙土；（７）潮风沙土；（８）潜育风沙土；（９）普通风沙土；     

中国风沙物理研究50a(Ⅱ)

1998年初中国科学院知识创新工程得到了国家的批准,在建设国家创新体系的战略背景下,风沙物理研究得到了新的发展机遇。为了适应国家创新体系的要求,风沙物理学首先重新凝练了学科方向和目标,改善研究手段、拓展研究内容、创新研究思路,使我国风沙物理学研究的国际影响不断增加。笔者从风沙颗粒运动、风沙流、风沙边界层、风沙地貌动力学、土壤风蚀、防沙工程原理和风沙电等几个方面比较全面地回顾了中国科学院知识创新工程实施以来,我国风沙物理学研究所取得的主要成就。     

风沙灾害风险评估研究进展

风沙灾害是气象灾害的重要组成部分,具有影响范围大、季节性强、灾害损失大等特点,已成为中国北方沙区的生态灾难,严重影响人居环境和社会经济的可持续发展。为了评估风沙灾害对中国社会经济的影响,已有学者对中国风沙灾害问题进行了长期研究,但对区域风沙灾害风险系统评估研究相对较少,尚未建立系统的风沙灾害风险评价体系。在综合分析近30年相关文献的基础上,借鉴其他自然灾害评估方法,从风沙灾害风险评估理论内涵、评估指标及评估方法等方面对相关研究进行了全面的分析,指出目前风沙灾害风险评估还存在理论不完善、评估模型不合理、孕灾环境指标量化不细致和指标体系繁杂、风险评估方法单一、指标分级和权重计算的主观性强、社会经济数据不能空间化等问题。因此,未来在风沙灾害评估研究时需借鉴、引入和融合其他自然灾害风险评估理论和技术方法,综合近年来在风沙物理学、风沙地貌学、防沙治沙工程学、沙漠化遥感技术和理论等方面的成果,建立多指标的综合风沙灾害评估模型,为预防区域风沙灾害、降低风沙灾害损失和保障"一带一路"经济发展提供理论依据。     

青藏铁路察尔汗盐湖段风沙活动特征

研究青藏铁路沿线的风沙活动特征,可以为认识高原铁路风沙危害的形成机理、建立完善有效的护路防沙体系提供参考。在实地考察风沙地貌的基础上,架设测风塔获取风况信息,采集了沙丘表层沉积物样品,对铁路沿线察尔汗盐湖段的风动力条件、沙丘沉积物粒度特征和沙丘形态特征进行了分析。结果表明：（1）研究区域年平均风速为3.7 m·s^-1,风速最大值出现在春季。起沙风以WNW方向为主,属于中风能环境,低风向变率,宽单峰型风况。合成输沙方向（298.14°）与铁路走向（208.86°）垂直相交。稳定的西北风、风沙流与铁路线路走向垂直的风况特征是青藏铁路沙害形成的动力条件。（2）沉积物以中沙、细沙为主,但细沙组分占优;分选性较好,粒径分布表现出与铁路线越近、颗粒越粗的规律。粒径0.063~0.04 mm的沙粒为青藏铁路风沙危害提供了物质条件。（3）铁路线两侧沙丘分布特征及变化指示该路段风沙活动强烈,现有防沙体系退化严重,风沙危害日益突出。     

从2002年第五届风沙国际会议(ICAR-5)看沙漠科学研究的发展趋势

简要介绍了国际风沙会议(ICAR)的历史,评述了2002年在美国Lubbock召开的ICAR-5会议的主要成果,分析当前国际沙漠研究的热点领域和发展趋势。     

非均匀风沙起动规律研究

文章将非均匀沙水流起动研究方法中采用的暴露度的概念引入到天然风沙起动的研究中, 对暴露度的统计规律进行了分析。利用风沙颗粒起动时力矩平衡的条件, 建立了天然风沙起动公式, 用风洞试验资料进行了验证。计算结果表明, 在非均匀沙起动粒径与平均粒径相当的条件下, 混合沙的起动风速较小的结论, 与实际情况相符。说明在天然风沙起动研究中采用暴露度来反映风沙不均匀性对起动的影响是合理的。     

评《实验风沙物理与风沙工程学》

评《实验风沙物理与风沙工程学》＠吴正￥华南师范大学地理系评《实验风沙物理与风沙工程学》吴正（华南师范大学地理系，广州５１０６３１）中国科学院兰州沙漠研究所刘贤万教授所著《实验风沙物理与风沙工程学》，已由科学出版社于１９９５年８月出版发行。本书是作者长期从事...     

潮汐作用下的风沙运动过程研究进展

潮汐作用下的滩面干湿交替是影响风沙运动的重要过程之一。从潮汐作用干湿交替影响下的海滩表层湿度时空变化及其对滩面风沙运动的影响、潮汐作用干湿交替影响下的海滩风区长度变化及其对滩面风沙运动的影响等方面,较为系统地概括和总结了关于潮汐作用下海滩风沙运动过程的研究进展和主要成果。主要结论为：（1）表层湿度与潮汐水位变化之间的关系是非线性的,存在地下水和毛细作用双重的滞后效应;（2）海滩临界起沙风速随表层湿度的变化关系在低于临界表层湿度时正相关,超过临界表层湿度则滩面风沙活动近乎停滞;（3）海滩风沙输送量随风区长度的变化关系按达到平衡状态前、中、后,可分为正相关、不相关和负相关3个不同的阶段。最后,针对当前国内外潮汐-海滩风沙作用模式的研究现状,提出中国未来急需加强的研究方向。     

农田近地表风沙流风程效应变化特征研究

风沙流的风程效应研究是定量获取风沙流沿程变化的核心和难点,风程效应是指输沙率随沙床表面或地块长度的增加而不断增大,而后趋于稳定的变化特征,饱和输沙率（f_max）和饱和路径长度（L_sat）是风程效应的重要参数。采用自动连续称重式集沙仪,以河北坝上地区康保县境内典型旱作农田为研究对象,观测了2017、2018年和2021年内4次典型风蚀事件,分析近地表5 cm高度风沙流的风程效应在5 min时间尺度下的变化特征。结果表明：（1） 近地表输沙通量随风程距离的增大而增大。（2） 4次风蚀事件中L_sat的变化范围在11~280 m之间,并存在明显差异,其变化与风速无关。（3） 近地表风沙流的f_max与风速（U）呈幂函数关系。（4） 风程效应的变化特征与地表可蚀性因子、地表微地貌变化有着紧密联系,未来应对不同的土壤类型和质地农田的风程效应进行深入研究。     

风沙运动的动态摄影实验

风力作用下，地表沙粒运动，特别是沙粒的跃移运动是造成各种风沙危害的重要原因，而风沙运动又是从固体颗粒—气体，这种二相流的一个重要的研究分支。因此，在国内外曾引起不同学科的众多学者的极大关注，进行了大量的室内外实验研究和理论上的探讨。尽管如此，风沙运动过程在许多方面至今还没有搞清楚。然而，要想深入了解     

腾格里沙漠东南部野外风沙流观测

风沙流是一种沙粒的群体运动,是风沙物理研究的重要内容之一。开展风沙流研究,能够为风沙运动理论与工程实践提供理论支持。由于自然界风的阵性、地表湿度、下垫面属性和风程长度等影响因子的时空变化对风沙流运动的影响,以及长期野外观测的限制,对风沙流的研究目前还不是很完善。本文依据中国科学院风沙科学观测场2005-2009年的长期观测资料,采用赤池信息量准则（Akaike information criterion）,对5种风沙流通量研究常用的拟合模型进行对比分析。结果表明,指数函数模型(q(z)=ae-z/b)是平坦沙地上风沙流的最佳表示方式,该模型拟合系数a值在0～600之间,但主要分布在0～100之间,占64.40%,其次为100～150之间,占18.24%;系数b值在0～0.06之间,主要分布在0.015～0.040之间,占91.21%,其中0.025～0.030占26.37%,其次为0.030～0.035,占24.40%。风沙流中的沙粒平均跃移高度与拟合系数b相同。风沙流在运动过程中,主要在高度20 cm以下传输。风沙流对地表的风蚀和堆积机率几乎是相等的。     

库姆塔格沙漠北部三垄沙地区风沙运动特征

风沙地貌发育受控于近地表风沙运动,目前这一领域的研究较多关注短时期内（几分钟至几小时）、单一方向（正对主风向）的风沙流结构特征,结果难以与长期的地貌过程联系起来。为此,我们采用八方位四层梯度集沙仪,于2014年5月至2015年5月,在库姆塔格沙漠北部三垄沙地区进行了一个完整年度的风沙运动观测。经过6个时段的连续观测,获取了不同方向、不同高度的192个运动沙粒样品。结果表明：（1）近地表1 m高度内,收集的样品总质量为405.2 kg,其中约75.3%集中在近地表0~0.2 m,反映了近地表输沙特征。（2）平均输沙率为55.2 kg·m^-1·d^-1,风沙运动的风向以北风、东北风和西北风为主;不同季节差异明显,春季输沙率最大,是年均输沙率的2.5倍,夏季次之,冬季最小。（3）年度平均输沙通量廓线（风沙流结构）呈指数函数递减趋势,部分通量廓线出现了戈壁风沙流的"象鼻效应"。（4）平均净输沙率1.159 kg·m^-1·d^-1,随高度增加呈递减趋势,合成输沙方向为193.2°;不同时段净输沙率随高度的变化基本与全年一致,合成输沙方向随高度增加有从东北向北偏的趋势。综上所述,该区域输沙强度以春季最为强烈,输沙方向以N、NE和NW方向为主,且春、夏两季节分别有一个次输沙方向,为S方向。本研究对于深入理解三垄沙地区风沙运动特征和揭示库姆塔格沙漠沙物质来源有重要意义。     

风沙流结构的研究

本文对0-10厘米垂直高度层内沙量(包括绝对和相对)的分布及变化, 进行了定性和定量分析。在定性分析中, 对影响风沙流结构的三个主要因素(即风速, 总输沙量, 下垫面)展开讨论。在定量分析中, 分别研究了输沙量(或%)随高度的变化规律; 上中下三层输沙量(或密)随风速和总沙量的变化规律; 总输沙量随风速的变化规律。在此基础上讨论了风沙流结构指标, 并对今后研究风沙流结构提了一点想法。     

基于RS和GIS的河西走廊风沙灾害风险评估

河西走廊位于中国西北干旱、半干旱区,受到周边沙漠和戈壁的影响,风沙灾害问题比较严重。依据灾害系统理论,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性和承灾体易损性3个方面构建区域灾害风险评估体系和评估模型,对河西走廊风沙灾害风险进行评估。结果表明：（1）高风险地区主要分布在河西走廊内部的沙漠区,如酒泉市、玉门市、金塔县、高台县、临泽县以及武威市的北部地区,约占总面积的10.8%;（2）较高风险的地区主要分布在敦煌市、阿克塞哈萨克族自治县和河西走廊的北部,约占总面积的56.5%;（3）低风险地区位于河西走廊的东南部,该区在祁连山的天然屏障下,植被盖度高,雨水丰富;（4）作为风沙灾害的主体和对象,河西走廊的社会经济因素对风沙灾害风险的贡献率较低。而作为风沙灾害的物质基础和动力条件,沙源和风速仍是河西走廊风沙灾害风险的主要诱因;（5）经济发达城市在风沙灾害中具有更高的易损性,应该对城市邻近沙源进行重点防治。     

PIV技术及其在风沙边界层研究中的应用

为了考察粒子图像测速度技术在风沙环境风洞中的测量精度及在风沙边界层研究中的应用潜力,通过筛选适当的示踪颗粒,借助PIV测量系统重新测量了风沙环境风洞中的风廓线,并获得了风沙边界层内跃移沙粒的速度和浓度分布规律。实验结果表明：PIV测得的风速廓线与标准风速廓线仪所测结果相当吻合(R2≥0.99);沙粒跃移的平均水平速度和相对浓度（灰度）沿距离沙面高度分别呈幂函数和负指数分布,沙粒速度随高度和自由风速的增加而增大,相对浓度随高度的增加而快速衰减,风速越小衰减越快,风速越大衰减越慢,这一结果与前人的结论一致。PIV系统为将来能够进行更加精确的风沙运动微观机理研究提供了技术保证。     

新月形沙丘表面风速廓线与风沙流结构变异研究

在风沙地貌学中,跃移沙粒与风场的耦合作用下,其最直观的表现形式为风速廓线和风沙流结构的变异。通过对塔克拉玛干沙漠腹地新月形沙丘迎风坡坡脚、沙丘顶部、沙丘的两个兽角前端、沙丘背风坡坡脚5个典型部位的风速廓线和风沙流结构进行了实地观测,并与参照点（丘间粗沙地）的风速廓线和风沙流结构进行了对比。发现受地形扰动作用,沙丘背风坡坡脚处和沙丘的两个兽角前端的风速廓线形式均呈现非对数形式分布。除迎风坡坡脚处风沙流结构与参照点处相似之外,其余各个部位风沙流均表现出不同于参照点的结构形式。直接采用曲线拟合方法对风沙流结构函数进行拟合,并针对有明显分段现象的风沙流结构形式,采取分段拟合,并对造成风速廓线和风沙流结构变异的原因进行了讨论。     

艾比湖周边灌丛沙堆风沙沉积记录的气候环境演化

选择位于西风区的新疆艾比湖周边灌丛沙堆为研究对象,利用光释光测年初步建立风沙沉积的时间序列,分析了风沙沉积粒度和地球化学元素两个环境代用指标的古气候意义,并通过区域对比和综合分析,初步建立区域风沙气候环境演变序列。结果表明:研究区灌丛沙堆主要发育于晚全新世,缺失早中全新世的风沙沉积。晚冰期以来,艾比湖地区的风沙气候环境演变经历了一系列冷湿（凉湿）-暖干（温干）的变化过程,其中暖干（温干）时期气候干旱,风力强劲,湖滨阶地主要发生风蚀过程,不利于灌丛沙堆的发育。晚全新世以来,艾比湖周边灌丛沙堆发育较普遍,风沙沉积至少记录了3次相对干旱期和3次相对湿润期。灌丛沙堆记录的风沙气候环境演化序列与北疆其他全新世沉积记录有较好的一致性,基本遵循晚次冰期以来气候变化的西风模式,同时也受到局地风沙地貌环境的影响。