库姆塔格沙漠风沙活动特征

库姆塔格沙漠面积虽然较小,但其风沙地貌类型复杂,包含格状沙丘、复合型沙垄、金字塔沙丘以及"羽毛状"沙丘,其中"羽毛状沙丘"是该沙漠独特的沙丘类型,"羽毛状"沙漠也成了库姆塔格沙漠的代名词。以往对该沙漠风沙地貌的研究局限于遥感影像的判读或者理论分析,很少有实测数据的支持。近期对该沙漠的综合考察对该沙漠的风沙地貌有了新的认识。以建立在库姆塔格沙漠4个方位的5个气象站(测风站)的实测资料为基础,对库姆塔格沙漠近地层风况、风沙活动特征进行了研究。结果表明:(1)库姆塔格沙漠近地层风向复杂,总体可分为两种基本类型风向的区域:沙漠西北和北面为两组风向,而东南和南边为三组风向。(2)库姆塔格沙漠风沙活动强烈,沙漠绝大部分区域属于中风能环境外,南部部分地区都属于低风能环境。(3)该区域的风沙地貌类型和近地层风向特征与合成输沙势方向吻合,年合成输沙势方向在沙漠的西北和北面为西南方向,在多坝沟地区,输沙方向为西北方向,在沙漠南面为东北方向。风向变率在0.3~0.8之间,属于中比率,风况特征属于钝双峰风况或锐双峰风况。年输沙量在0.53~1.14 t/m2之间。     

新疆罗布泊西岸地区河湖地貌特征及其成因

罗布泊西岸地区的塔里木河谷地貌带的第一道天然堤形成时间应有数百年,第二道天然堤与一道之间间隔时间较长,但也至少在100-200年以上,三、四道天然堤的形成时间应属近代.小河古湖积平原在2 000 a BP前后,环境有所好转,1 700 a BP前后环境又恶化.罗布沙漠西缘风沙地貌带是近代罗布沙漠不断向西推移,使原先的河湖冲积平原地表被沙丘覆盖形成风沙地貌.罗布泊湖积台地以楼兰故城一带分布最广,地面切割深度一般在6 m左右.孔雀河三角洲前缘的孔雀河末端河道似具有由南向北迁移的特点,第一期古河道可形成于2 000 a BP,第二和第三期古河道应形成于2 000 a BP前后,第四期古河道形成于20世纪20-50年代.河湖地貌过程与罗布泊环境变迁密切相关.近代罗布泊可分东湖和西湖两部分,其间被高3～5 m由北向南延伸的半岛相隔.罗布泊东湖早在3 000 a BP前后就已干涸,罗布泊西湖干涸的时间可能也在20世纪60年代中后期.     

关于库姆塔格沙漠“羽毛状”风沙地貌的讨论

库姆塔格沙漠是我国最后一个完成综合科考的沙漠,以其北部的“羽毛状”沙丘著称。以往关于库姆塔格沙漠风沙地貌的认识主要基于遥感影像判读。最近深入沙漠腹地的实地考察引发了对该沙漠“羽毛状”沙丘的争论。本文从地质构造、遥感影像纹理特征、沙丘形态特征、风况特征、组成沙丘沉积物的粒度特征、矿物组成、光谱特征、颗粒形貌等多层次、多视角探讨库姆塔格沙漠的“羽毛状”风沙地貌。提出从三种空间尺度上区分“羽翼状”沙漠、“羽毛状”图案（伪羽毛状沙丘）和“羽毛状”沙丘的必要性。认为：①库姆塔格沙漠的 “羽翼状” 总体格局是受新构造运动控制的。②以往基于航片判读确认的“羽毛状”沙丘实际上是由线性（赛夫）沙丘、丘间走廊的亮色浮沙片和残余暗色粗沙地的反照率对比形成的“羽毛状”图案,并非真正的复合沙丘。③真正的“羽毛状”沙丘应该是指有明显新月形沙丘遗留翼角的赛夫沙丘（线性沙丘）的变型。④由赛夫沙丘到“羽毛状”沙丘,风况愈来愈复杂。     

库姆塔格沙漠研究：进展与成果

库姆塔格沙漠,地跨新疆、甘肃2省区;东起敦煌鸣沙山、西临罗布泊、南依阿尔金山、北抵阿奇克谷地;面积超过2万km^2。境内气候极端干旱,地貌类型复杂、沙丘类型多样,是＂羽毛状沙丘＂在我国的唯一分布区。受自然条件和技术装备等制约,一直是我国八大沙漠中综合科考的最后空白。2006年,＂库姆塔格沙漠综合科学考察＂被列为首批国家科技基础性工作专项重点项目,历时4年,取得了丰硕成果,填补了多项沙漠科考和研究空白。主要包括：（1）首次发现、命名并定义了＂沙砾碛＂这一库姆塔格独特的地貌类型;初步探明了该沙漠独有的＂羽毛状＂沙丘的形态学特征及形成过程;（2）基本探明了库姆塔格沙漠地表沉积物的矿物组成及2个主要物源端元,揭示了晚新生代沉积物特征和地层序列;（3）初步确定了库姆塔格沙漠地区古风成砂的形成时代,并阐明了该沙漠的成因和演化过程;（4）初步查清了库姆塔格沙漠地区现代水系分布及水文特征,绘制完成中更新世晚期、汉、唐、清、民国、现代6个时期的水系演变图;（5）首次确认了库姆塔格沙漠土壤类型及其发育过程和区域分布特征;（6）首次建立了全方位、全天候、全覆盖的库姆塔格沙漠气象观测场,实现了基于卫星传输的气象数据实时采集,初步摸清了羽毛状沙丘形成的动力条件及周边气候演变趋势;（7）基本查清了库姆塔格沙漠野生动植物种群、数量和分布区域,特别是发现了沙生柽柳、白花柽柳、侧花沙蓬等6种植物的分布新区;（8）系统调查了国家一级保护动物双峰野骆驼种群及其生境,对野骆驼的行为生态学进行定位观测研究;（9）完成了沙漠及其周边地区的生态经济功能分区,提出了＂大敦煌＂区域可持续发展的战略对策,为拯救敦煌绿洲、保护敦煌文化遗产提供了重要科学依据。     

1∶35万《库姆塔格沙漠地貌图》的编制

沙漠地貌图是认识和研究沙漠的基础图件,编制《库姆塔格沙漠地貌图》是国家科技基础性工作专项“库姆塔格沙漠综合科学考察”内容之一。本文全面总结了《库姆塔格沙漠地貌图》编制的思路和技术。考虑到库姆塔格沙漠地貌类型、分布规律及其形成和演变的需要,以及印刷纸张规格的限定,《库姆塔格沙漠地貌图》比例尺确定为1∶35万。选用的地理基础底图为20世纪70年代的1∶25万地形图,并以1∶10万地形图上作等高线和其他重要地理内容的补充。专题内容以2000—2007年的TM卫星数据为主,部分细节内容以Google Earth影像资料作补充。地貌图专题内容包含地貌类型、高度以及活动性等3层信息。地貌类型包括风成地貌、流水地貌、干燥剥蚀地貌、冰川冰缘地貌以及其他地貌等5大类,其中风成地貌是《库姆塔格沙漠地貌图》重点展示的内容。风沙地貌共分为13种类型,以符号表示,沙丘高度通过分层设色表示,用箭头符号表示沙丘移动方向。为了真实反映沙丘类型及其排列规律,本图对主要沙丘（高度一般大于10 m）都是准确定位描绘,而由于制图比例尺的限制,对一些次要沙丘（高度一般小于10 m）未作定位描绘,仅作示意。由于库姆塔格沙漠发育于阿尔金山北麓的倾斜洪积平原上,所以,洪积扇和干河道也是本图重点反映的内容。《库姆塔格沙漠地貌图》尽量应用现代计算机制图和数字化技术,对可以数字化的信息全部数字化。本图为研究库姆塔格沙漠提供了丰富信息。     

库姆塔格沙漠古水系变迁与沙漠地貌的形成

通过库姆塔格沙漠现场考察, 借助卫星遥感影像并结合地形图和相关研究文献, 对库姆塔格沙漠古水系变迁及其与沙漠地貌形态的形成和变化关系进行了研究, 初步认为: 阿尔金山北麓洪积扇发育和古水系变迁奠定了库姆塔格沙漠形成和演化的基础。第四纪初期阿尔金山强烈抬升之后, 大量剥蚀物质通过洪水搬运, 在阿尔金山北麓堆积, 形成巨厚的第四纪洪积扇层。洪积物不断堆积过程抬高了洪积扇前缘海拔高度, 导致洪积扇和古水系逐渐向海拔较低的右侧(东) 偏转发育和变迁。受卡拉塔什塔格-多坝沟一线的低山阻挡, 洪水携带剥蚀物在低山北侧堆积少而导致低山北侧的洪积扇海拔比其西部海拔低是洪积扇和古水系向右侧(东) 偏转发育和变迁主要原因。当阿尔金山隆升稳定后, 古水系的功能由对剥蚀物搬运转变为对洪积扇的冲蚀, 在洪积扇上形成冲蚀浅沟。流水进一步冲蚀洪积扇层和底部基岩, 形成了恰什坎萨依、厄格孜萨依、梭梭沟、八龙沟、多坝沟等冲蚀沟谷。同时, 流水不断改造 洪积扇, 形成了沙漠地貌的基本框架。库姆塔格沙漠是在流水地貌的基础上, 经过强烈的风蚀风积作用塑造, 形成了“帚状”形态和“羽毛状沙丘”独特的沙漠地貌景观; 广布于沙漠中的砾石体是洪积扇发育完成及沙漠形成后在较短时间里发生的大规模洪水事件的产物, 是古水系对剥蚀物的又一次搬运和堆积所致。     

库姆塔格沙漠风沙地貌区划

 近年来,中国沙漠科学工作者对库姆塔格沙漠进行了系统的考察与研究。作为风沙地貌研究工作的初步总结,笔者尝试该沙漠风沙地貌区划研究工作。在风沙地貌地域分异规律理论的指导下,提出综合分析与主导因素相结合、发生学以及多级序的区划原则,采用自上而下的顺序划分法,选择主导分异因素,提出了库姆塔格沙漠风沙地貌的两级区划系统。首先,根据下伏地貌的成因类型划出一级分区(风沙地貌区)。其次,根据沙丘形态特征划分出二级分区(风沙地貌亚区)。提出的区划方案将库姆塔格沙漠划分为7个风沙地貌区、23个风沙地貌亚区,并对各区和亚区的风沙地貌特征作了简要的介绍。     

基于DEM数据的巴丹吉林沙漠沙丘分布规律及其形态参数

沙丘形态特征是风沙地貌研究的重要内容。数字高程模型（DEM）因卓越的三维地形表达能力被广泛应用于沙丘形态研究中。长期以来,受交通条件和研究方法的制约以及高大沙山分布位置的限定,对巴丹吉林沙漠沙丘形态的研究主要集中在沙漠东南部,缺乏对整个沙漠沙丘分布规律及其形态参数特征的系统认知。而对整个沙漠沙丘形态特征的研究,是区域风沙地貌形成与演化研究的重要组成部分。以巴丹吉林沙漠内所有独立沙丘为研究对象,利用研究区DEM数据和一种新的算法,研究了沙漠内两种主要类型沙丘（横向沙丘、星状沙丘）的分布规律及其形态参数特征。结果表明：沙漠内独立沙丘大约有6 033座,高度9~433 m,高度超过350 m的巨型沙山共有53座,其中星状沙山7座,最大高度383 m;横向沙山46座,最大高度433 m。横向沙丘高度与等效沙丘厚度呈正相关的线性函数关系,星状沙丘高度与等效沙丘厚度呈正相关的对数函数关系,表明在现代气候和环境条件下,横向沙丘高度仍在增加,而星状沙丘高度增长已经趋缓。两类沙丘的主轴向大都垂直于研究区主风向NW-SE。横向沙丘起沙风风向单一,沙丘轴向集中在NE-SW和NNE-SSW方向;星状沙丘起沙风风向略为复杂,沙丘存在多个次级轴向。     

干旱区沙漠与河流复合地貌过程研究进展

沙漠-河流过渡带是独特的地理单元,在世界主要沙漠中普遍存在,河岸沙丘地貌发育过程是其独特性的突出表现。一方面,河流通过提供物源和场所控制河岸沙丘地貌的发育过程与格局,另一方面,沙丘发育过程改变河道。本文回顾了沙漠与河流复合地貌过程研究取得的重要进展,包括沙漠与河流交互关系、沙漠和河流交互尺度以及河岸沙丘地貌形成与发育过程等。但水系变迁与沙漠演化、沙丘复杂性与河谷形态之间的关系,以及如何建构沙漠河岸风水复合地貌过程模型等问题,将是未来需要突破的难题,这有助于促进风沙地貌与流水地貌的高度融合,丰富沙漠科学和干旱区水文的理论体系。     

旱麻岗沙漠风沙地貌发育与演化

旱麻岗沙漠位于腾格里沙漠南部,是腾格里沙漠的重要组成部分。目前对该沙漠几乎没有研究。旱麻岗沙漠最主要的地貌是风沙地貌和流水地貌,且近似南北方向平行相间排列。该沙漠主要的沙丘类型有新月形沙丘链、反向沙丘和灌丛沙丘,其中新月形沙丘链和反向沙丘分布在海拔相对高的区域,且呈条带状分布,而灌丛沙丘主要分布在冲沟内。旱麻岗沙漠的起沙风主要为西北风,其次为东南风。风能环境属于低等风能环境,合成输沙方向为282°~331°,方向变率为中等变率。流动沙丘表面平均粒径最大,其次为结皮下层和结皮表层;分选性与平均粒径有相似的规律。石羊河流域、祁连山东端的冲积-洪积物和湖相沉积为旱麻岗沙漠的形成与演化提供了重要的沙源。根据野外考察,结合以往研究成果,该沙漠的形成与演化可以概括为以下几个阶段:大湖期;湖水干涸期,在退水过程形成近似平行排列的小冲沟;沙漠形成与扩张期,流动沙丘覆盖整个区域;沙漠萎缩期,降雨量增加,沙漠萎缩,平行排列的冲沟宽度和深度增加,冲沟内的流沙随流水冲向下游,而冲沟间的沙丘仍然保留在原来的位置,形成现代的地貌格局。     

敦煌-格尔木铁路高大沙丘区的风沙环境特征及风沙危害综合防护体系

新建敦煌-格尔木铁路途经库姆塔格沙漠东部的沙山沟,沟内沙源非常丰富,高大沙丘广布,其风沙危害对铁路造成了严重威胁。本研究选择党河上游流动沙丘和黑山嘴流动沙丘两个具有代表性的高大沙丘区域,系统调查与观测了该区域高大沙丘土壤水分、植被、风沙环境和风沙危害,在掌握和分析两试验区环境特征的基础上,在党河上游流动沙丘区建立以工程措施为主的风沙防治试验示范区,在黑山嘴流动沙丘区建立工程与生物相结合的风沙防治试验示范区。研究旨在取得敦煌-格尔木铁路途经高大沙丘区风沙防护的相关工程经验,合理确定风沙防治措施,为铁路通过该区的风沙防护提供了理论依据和实践参考,对保证敦煌-格尔木铁路安全畅通运营具有重要意义。     

塔里木沙漠公路风沙危害分异规律的研究

从塔里木沙漠公路风沙危害的影响因素入手,分析了公路沙害水平分异和垂直分异的原因,并给出相应的分异规律。公路沙害的水平分异是在不同风沙地貌背景上不同的风力及组合综合作用的结果,同时受人为因素对防沙体系设置的影响;公路沙害的垂直分异通过不同地貌部位体现出来,它是由地形地貌对风动力、有效沙物质量、公路断面形式和防沙体系防护作用等因素的分异作用来实现的。     

库姆塔格沙漠形成演化与区域新构造运动关系研究

库姆塔格沙漠位于塔里木板块东部的阿尔金山北麓地带,受青藏高原新构造运动强烈隆升和贯穿本区的阿尔金断裂系发生左旋走滑变动的影响,构筑了南高北低的地质构造变为盆山格局。通过现今的断裂左旋走滑、多风向吹扬及南侧高山洪水及泥石流侵蚀地形共同作用表现出帚状弧形展布。风沙地貌特征表现为由东北向西南分异明显、沙丘类型复杂、形态独特,主要以羽毛状沙丘、金字塔沙丘著称。     

乌兰布和沙漠风沙入黄影响因子变化特征

乌兰布和沙漠是黄河上游内蒙古河段风沙的主要来源区,风沙入黄影响因子的变化会直接改变入黄风沙量,并进而对黄河水沙输移以及河床演变产生一定影响。依据野外调查和遥感影像,对河道边界条件、土地利用状况、沙漠所在区域风力条件和沙尘暴特征等风沙入黄影响因子进行了研究,揭示了其变化特征和趋势。结果表明：乌兰布和沙漠沿黄边界已发生很大变化,沿黄区域已修建一定规模的大堤,重新界定了河道范围,流动沙丘临河段长度较20世纪80年代大大减少,半固定沙丘多分布在距河道较远的地方,中间已被农田、村庄和开发地阻隔;沙漠所在区域年均风速及年最大风速总体上呈下降趋势,其中年均风速自20世纪50年代至今降低了1~1.3 m·s^-1,年最大风速较20世纪90年代初期降低6~10 m·s^-1;风力条件的变化导致了沙尘暴发生频率的降低,进而使得入黄风沙量减少,其影响周期与气候变化的周期有关。     

历史时期乌兰布和沙漠北部的环境变迁

乌兰布和沙漠北部在先秦时期即已形成沙漠,由于黄河及屠申泽等水分条件的影响,当时尚存在着几处绿洲,西汉临戎等3座县城就建立在这些绿洲上。其后,由于黄河干流改道,屠申泽干涸,导致了绿洲的沙漠化。     

雅鲁藏布江河谷加查-米林段沙丘成因

加查-米林段位于雅鲁藏布江河谷中游下段,分布沙丘89片。通过实地考察、遥感卫星影像解译、DEM分析、粒度分析等方法对加查-米林段沙丘成因进行分析。结果表明：依据沙丘沙物质来源可将加查-米林段沙丘划分为河漫滩型沙丘、阶地型沙丘和谷坡型沙丘。河漫滩型沙丘形成与雅鲁藏布江水位关系密切。丰水期洪水淹没河漫滩,泥沙沉积;枯水期水位降低,泥沙出露,经风的吹蚀、搬运、堆积形成河漫滩型沙丘。阶地型沙丘和谷坡型沙丘形成与表层覆盖的黄土层（粉质砂土）破坏有关。雅鲁藏布江不断下切,在阶地及谷坡不同高度残留古河流冲积沙,遭受风蚀后风蚀堆积物形成古沙丘。因环境演变,古沙丘表面沉积黄土,形成致密坚硬的黄土层,不易被风吹蚀,成为古沙丘的保护层。黄土层受风蚀、水蚀及人类活动破坏,导致下伏古沙丘裸露,形成现代流动沙丘。     

克里雅河下游沉积物的光释光年龄与晚更新世末以来沙漠的形成

有关塔克拉玛干沙漠演化的年代学数据尚少,本文在地貌认知较少的克里雅河下游沙漠深处的圆沙和喀拉墩一带16处剖面获取了18件河流沉积光释光（OSL）年龄。新测得的年龄数据分布于3.4—44.1 ka。全新世样品多分布于圆沙与喀拉墩干三角洲及其之间的地区,年龄集中在11 ka、8—9 ka、5—6.5 ka、4.6 ka与3.4—3.7 ka。深海氧同位素3阶段（MIS3）样品位置在克里雅河与和田河之间,分布在约38—47 ka前后。末次冰期冰盛期（LGM）末样品分布在通往圆沙古河道的西侧,年龄在14.5 ka前后。根据沉积物样品及年代学数据认为：克里雅河下游曾在MIS3阶段末、LGM末与全新世多次发生洪泛;数次的洪泛事件对克里雅河下游地貌发育产生重要影响;克里雅河下游干三角洲及现代河流西侧的流动沙丘主要形成于全新世,与前人“发育于汉唐以来”的观点不完全一致。克里雅河下游河流沉积发生时间与塔里木盆地周缘山脉冰进冰消有一定对应,暗示气候变化可能间接影响着塔克拉玛干沙漠沙丘的发育。     

巴丹吉林沙漠高大沙山形成演化初步探讨

对巴丹吉林沙漠高大沙山形态特征和环境因素的研究表明:高大沙山形成发育受沙源、风况、基底和植被等因素的影响,尤其受环境演变的影响较大。受西风环流的控制,沙山下伏地形的起伏不仅能够改变近地表风的运行形式,而且是风沙流运行的障碍。气候湿润期(间冰期)沙丘主要通过钙胶结层固定沙丘表面,并增大沙山基底;气候干冷期(冰期)在钙胶结层又发育次一级的沙丘。经过钙胶结固定-加积-再钙胶结固定循环的演化模式,最终发育成高大的复合型沙山。     

库姆塔格沙漠粒度分布特征及环境意义

库姆塔格沙漠位于中国西北干旱区,被称为我国第六大沙漠。粒度分析在区分沉积环境、判定物质输运方式、判别水动力条件和分析粒径趋势等方面具有重要作用。对库姆塔格沙漠中北部、北缘、西部、中间及南部、东南缘5组20个沙样粒度分析结果表明：其粒度组成差异很大;粒度参数具有以下特征值：平均粒径Mz=1.55～2.92 Φ;标准偏差σ1=0.41～1.11;偏度SK1=-0.11～0.31;峰态KG=0.77～1.23。同时,粒度频率曲线呈单峰态和多峰态共存状态;大部分沙样的偏度近于对称。分析结果说明库姆塔格沙漠沉积物的沉积环境复杂多样,有风力沉积、河湖沉积、河流冲积(洪积)等。