乌兰布和沙漠腹地古湖存在的沙嘴证据及环境意义

通过大范围的系统野外考察发现,在乌兰布和沙漠腹地存在众多干盐湖,其周围存在不同高度的湖岸堤.其中,贺日木西尼沙嘴最为典型.该沙嘴呈NW-SE走向,海拔高度从1052 m下降至1035 m,长达11 km.是古湖泊发育和存在的重要证据和标志.通过对湖滨沉积物的OSL年代测定,该沙嘴形成于全新世的8.6-7 ka BP阶段,与中国西部许多沙漠出现的相对湿润环境状况相一致.其主要由强劲的风力作用和吉兰泰古湖沿岸流以及丰富的松散物质传输堆积而成.依据该沙嘴的海拔高程和形成年代来推测,在乌兰布和沙漠腹地曾经发育面积巨大的古湖,其范围西到吉兰泰盆地,东延河套盆地西部,形成早全新世的吉兰泰古湖.之后,受区域构造运动和干旱气候的影响,古湖水位下降,水域面积缩小,古大湖解体,导致该沙漠腹地的古湖部分水体逐渐向西退缩,形成了吉兰泰盐湖.在古湖退缩过程中,乌兰布和沙漠腹地残留众多湖泊,随着气候干旱化和蒸发作用的加剧,这些湖泊逐渐演变成盐湖.在强劲的风力驱动下,古湖周围的松散物质被侵蚀、搬运、扩散、堆积成现在的乌兰布和沙漠.     

吉兰泰盐湖地区沙漠环境变化的遥感研究

吉兰泰盐湖地区沙漠分布广泛。ＴＭ遥感影像显示该地区沙漠的分布主要受两条沙带的控制，一条沙带位于吉兰泰盐湖以西巴音乌拉山的西北部地区，该沙带向西与腾格里沙漠相连，移动速度很快；另一条沙带分布在吉兰泰盐湖的北部和东部，面积很大，沙体连成一片构成乌兰布和沙漠。吉兰泰盐厂于１９８８～１９９７年９年间，相继开展了“湖区补水、治沙一体化工程”等项目，对沙漠的治理工作已取得一定的效果。     

乌兰布和沙漠沿黄河段植物群落特征及空间分异北大核心CSCD

乌兰布和沙漠是黄河流域风沙最活跃的区域。本文以乌兰布和沙漠沿黄河段植物为研究对象,分析了植物群落特征的空间差异性及地上和地下植物含水率和生物量的分异规律。结果表明:乌兰布和沙漠沿黄河段典型植物物种组成单一,植物多样性低,Shannon-Wiener多样性指数最高为0.80。靠近黄河沿岸草本植物更具优势,平均植物含水率最高(最大值为80.6%);靠近沙漠腹地,灌木植物更具优势,灌木含水率高于黄河沿岸处。从黄河沿岸至沙漠腹地,草本生物量逐渐减少,但地上部分含水率增大。造成植物特征空间分异的关键影响因子是土壤含水量和含盐量,较高的土壤含水量对植物生长有促进作用,高盐分土壤环境对草本植物生长有抑制作用,对灌木植物影响较小。     

吉兰泰盐湖沙漠化及其治理的遥感监测研究

利用陆地卫星TM标准假彩色合成影像图 ,研究了吉兰泰盐湖地区沙漠的分布、形成和运移规律 ;探讨了进行吉兰泰盐湖治沙、防沙的重点地段。遥感监测了吉兰泰盐场 1988— 1997年 9年间对吉兰泰盐湖治理沙漠的效果     

河套盆地西山咀凸起区湖相地层的发现及其测年

在位于河套盆地内部的西山咀凸起区发现了典型的湖滩岩、湖蚀平台和一套较完整的湖相沉积地层。基于海拔高程的推断,地貌和地层沉积记录指示西山咀地区曾经存在过一个海拔达到1080 m上下的古湖面。完整的沉积地层反映西山咀凸起区经历了深湖相-滨湖相-冲洪积相-风成堆积的演变过程。光释光测年结果表明,在距今65 ka 前后,“吉兰泰-河套”古大湖在西山咀地区曾经连通;但在距今约50~30 ka 湖面再没有上涨。这一研究表明：在MIS 3 阶段某一时期,该地区的古湖面发生衰退。随后,再没有发育高于“吉兰泰-河套”古大湖最高湖面的湖泊。     

乌兰布和沙漠治理战略的探讨

乌兰布和沙漠的基本情况:乌兰布和沙漠位于黄河后河套平原西南,东临黄河、西至巴音乌拉山,吉兰太盐池,南界贺兰山北麓,总面积100万公顷、其主要特征是:各种类型沙丘的分布具有明显的区域差异,大致在楼口-敖龙布鲁格-吉兰太一线的东南即沙漠的东南部,主要以连绵起伏,缺乏广阔丘间土质平地的沙丘链为主;该线以西即沙漠西部为具有湖泊残余的半固定沙垄及白刺灌丛沙堆:磴口-敖龙布鲁格-沙拉井一线以北,下伏地面为古黄河冲积平原、地貌呈现出沙丘链,灌丛沙堆,古河床洼地与粘土质平地相间分布的特征。     

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。     

库姆塔格沙漠的形成时代与演化

库姆塔格沙漠腹地广泛出露含古风成砂的第四纪地层剖面。根据含古风成砂地层剖面的野外调查与地层年代的室内分析结果,并与已有的周边区域地质资料对比分析,库姆塔格沙漠形成至少始于早更新世初,到中更新世晚期285.9±42.9 ka BP沙漠已大面积扩展形成,奠定了现代沙漠环境格局。沙漠最初从西南部开始形成,之后向北和东北扩展。依据梭梭沟地层剖面,沙漠在第四纪演化过程中至少经历了19个沙漠正、逆过程旋回,平均周期约为110 ka。新构造运动对沙漠的形成演化和地貌的形成发育具有重要作用,构造了山间断陷盆地并使其逐渐向封闭的干旱盆地演化形成沙漠,受四周断裂控制沙漠整体形态呈"扫帚状"。分布在沙漠北部的独特砾石体地貌形成于晚更新世末(285.9±42.9)ka BP之后。     

乌兰布和沙漠晚第四纪以来环境演化研究进展

乌兰布和沙漠晚第四纪以来环境演化呈现湖泊与沙漠多次反复的更替模式,湖相层与松散风成砂层迭覆出现.湖泊发育时间段为120-90 ka、60-50 ka、40-20 ka和8-5.5 ka;沙漠扩展时间段为150-130 ka、90-60 ka、50-40 ka、20-10 ka和5.5 ka--近现代时期.由于时空尺度差...     

乌兰布和沙漠不同土地覆被类型粒度特征及空间分异

对中国沙尘暴源区之一的乌兰布和沙漠进行系统采样,分析不同土地覆被类型的地表沉积物粒度特征及其空间分异规律。结果表明：乌兰布和沙漠地表沉积物以中沙和细沙为主,平均粒径为2.84 φ。沙漠地表沉积物的粒度特征在不同土地覆被类型和不同空间存在明显的分异规律,表明该沙漠的地表沉积物粒度分布是由物源、地形和搬运营力共同作用的结果。乌兰布和沙漠内部最可能成为沙尘暴尘源的有沙漠中部的盐碱地、东北部的耕地和广泛存在于沙漠中的沙丘。根据不同区域的土地覆被类型因地制宜地选取先锋植物种群改善区域地表覆盖状况和地表沉积物粒度组分,是该区域尘源治理的主要手段。     

乌兰布和沙漠北部全新世地貌演化

根据对乌兰布和沙漠北部地区全新世风沙和湖泊沉积记录及其沉积时代进行分析,认为全新世以来,乌兰布和沙漠北部地区地貌演化经历了4个主要的发育时期:Q₃³~Q₄¹湖泊地貌发育时期,Q₄¹风沙地貌发育时期,Q₄²湖(河)(屠申泽)地貌发育时期和Q₄³风沙地貌发育时期。全新世中期屠申泽最为繁盛的时期,湖泊相互沟通,范围几乎占据了整个乌兰布和沙漠北部地区,之后经历了自南向北的萎缩、分化过程,而屠申泽的萎缩、分化过程正是乌兰布和沙漠晚全新世风沙地貌发育并不断扩张的过程,这是一个以自然环境变化为主因、以人为影响为辅因的变化过程。     

Long-term morphodynamic changes of a desert reach of the Yellow River following upstream large reservoirs' operation

China's Yellow River has experienced its dramatically decreasing trend for the flow discharge since the construction and operation of large reservoirs located upstream. This low flow regulation has triggered a severe aggradation of the Ulan Buh Desert channel of the Yellow River because the declining flow exhibits no capability to scour and carry away large amount input of desert sands from the Ulan Buh Desert. Twenty monitoring cross-sections documented the Ulan Buh Desert channel has experienced its increasing aggradational trend in conjunction with its lateral migration decreasing trend from 1966 to 2005, which is opposite to the normal pattern of aggradation with deepening or symmetrical infilling for a channel located downstream of a reservoir. The channel aggradation can also be identified two stages: slow aggradation and rapid aggradation. Slow aggradation is characterized by the channel bed elevation rising 9.5 cm on average between 1968 and 1985, which responded to the operation of the Liujiaxia reservoir. During this period, the flow discharge was similar to pre-dam flow conditions but the sediment transport reduced to half of its pre-dam value. Because of about 0.24 × 10⁸ t of desert sands entering the channel from the Ulan Buh Desert annually, this dilute flow indicated not to scour the channel as expected, but contrarily to cause the channel aggraded. Rapid aggradation followed completion of the Longyangxia reservoir with the channel bed elevation rising by 73 cm on average between 1986 and 2005. In this period, the combined regulation of Liujiaxia and Longyangxia reservoirs has caused the flow discharge decreasing dramatically, which is more beneficial for accumulation of the desert sands (0.19 × 10⁸ t yr^− 1 on average) in the desert channel, and led to the channel aggradation rate accelerated rapidly.     

近50年黄河乌兰布和沙漠段辫状河道演变

依据水沙资料和断面资料,对黄河乌兰布和沙漠段辫状河道形态近50年演变特征及趋势进行探讨分析。结果表明：在大流量条件下（1966-1993年）,河流横向侵蚀、搬运堆积过程强烈,风沙入黄（河）量大,河道横向摆动频繁,辫状河道发育强烈。当黄河流量减小时（1993-2013年）,河流横向摆动能力减弱,黄河主河槽远离左岸乌兰布和沙漠沙丘,河流输沙能力减弱,汊道泥沙淤积导致心滩边滩相连,河流分汊数量明显减少,辫状河道萎缩,黄河乌兰布和沙漠段辫状河型有向弯曲型河道转变的趋势。     

塔克拉玛干沙漠腹地沙粒胶结体的粒度特征

对塔克拉玛干沙漠腹地沙粒胶结体进行溶蚀分散获取组成沙粒,采用激光粒度仪分析粒度成分,并与区域内沙丘沙、垄间平地沙和风沙流输沙的粒度特征进行对比,分析沙粒胶结体的粒度特征。结果表明：（1）沙粒胶结体中沙粒粒径呈多峰态分布,垄间平地沙呈双峰态分布,而沙丘沙和风沙流输沙呈单峰态分布;（2）沙粒胶结体内沙粒分选性较差,偏度属正偏,平均粒径（3.17 Φ）介于沙丘沙（3.10 Φ）和垄间地沙（3.28 Φ）、风沙流输沙（3.67 Φ）之间;（3）沙粒胶结体中沙物质主要组分为细沙和极细沙,与沙丘沙、垄间平沙地沙一致,而与风沙流输沙（极细沙和粉沙）不一致。与沙丘沙、垄间平地沙以及风沙流输沙相比,沙粒胶结体中粉沙、黏土和中沙相对富集,是现代地表物质的混合物;（4）与沙丘沙、垄间平地沙和风沙流输沙相比,沙粒胶结体内沙粒的蠕移-跃移、跃移-悬移截点粒径均偏细,蠕移组分所占比重很高。从组成颗粒的粒度组成来看,沙粒胶结体的形成受局地沙源和风动力的共同影响,是特殊环境条件下现代地表过程的产物。     

乌兰布和沙漠东海子湖全新世湖相沉积结构分析及其环境意义

根据乌兰布和沙漠北部东海子湖沉积纪录,对146 cm的连续沉积进行146个样品的沉积结构分析,并运用沉积结构直方图对比、平均粒径值(M_z值)、沉积物标准离差(σ₁值)、风力降尘作用指标(Kd值)等方法对沉积物代表的环境进行分析研究。依据东海子湖沉积剖面的沉积结构特征,可以将乌兰布和沙漠北部地区中全新世以来划分为4个环境变化阶段:①中全新世湖泊(河流湖泊)沉积阶段,沉积纪录年龄为6 550~2 550 aBP,是环境普遍温暖、湿润的阶段。②晚全新世风力作用渐强阶段,沉积纪录年龄为2 550~1 211 aBP,是一个风力作用不断加强的环境变化时期。③晚全新世强风力作用阶段,沉积纪录年龄为1 211~275 aBP,也是乌兰布和沙漠风成沙堆积最旺盛的阶段。④近代强风力作用阶段,沉积纪录年龄为275 aBP以来。这样的环境变化过程表明,乌兰布和沙漠的形成、演化与中国北方环境演变的总体规律是相一致的。     

青海湖东岸末次冰期冰盛期和早全新世沙漠范围重建

基于野外沉积物调查、已报道的风成沉积物年代和重建的湖泊水位波动曲线,初步绘制了末次冰期冰盛期和全新世早期青海湖东岸的沙漠范围。初步认为,末次冰期冰盛期时青海湖大幅度萎缩,湖底沉积物暴露并遭受风蚀,在偏西风的搬运下,近岸粗颗粒砂堆积在日月山西侧和倒淌河河谷,形成流动沙丘,细颗粒沉积物被向东搬运沉积至河湟谷地和黄土高原。倒淌河源头的沙丘最晚是在末次冰期盛冰期(23~16ka BP)沙漠扩张时形成并残留至今的;青海湖东部日月山西侧山麓地带和倒淌河河谷中、晚全新世黄土、古土壤下部普遍沉积的风成砂是末次冰期冰盛期和全新世早期(11~9 ka BP)青海湖东岸地区大范围沙化的证据。     

中国北方沙漠地区全新世气候变化的周期性探讨

随着高精度全新世气候变化研究的深入,千、百年尺度上气候波动、周期性变化和气候事件不断被发现。北大西洋深海沉积物中发现的IRD事件、千年尺度上的约1500年周期性气候振荡已经被许多研究者共识,并在陆地湖泊、冰心乃至沙地和沙漠的沉积物中均有发现。百年尺度上的512年、400年、200年等周期性气候振荡还有待深入研究。研究表明,全新世以来,中国北方地区沙漠的扩大与缩小与全球气候的周期性变化具有密切的相关性,尤其是与千年尺度上的1500年的周期性震荡有关;数年-数十年尺度上的周期性气候振荡对我国沙尘暴的发生起着明显的控制作用。     

基于CMB模型的巴丹吉林沙漠沙源区分析

沙漠因其高反照率、低比热容的下垫面以及粉尘高输出率的特征对全球和区域环境有重要的作用。作为具有高大沙山的第二大流动性沙漠,其物质来源一直是地球科学研究热点。通过对巴丹吉林沙漠及周边地区表层沉积物进行矿物分析,在此基础上对巴丹吉林沙漠的可能物源区进行分析,进一步利用化学质量平衡(CMB)模型探讨了各物源区对巴丹吉林沙漠的贡献率。结果表明:巴丹吉林沙漠的表层沉积物中主要矿物包括相对比较稳定钠长石、钙长石、歪长石、黑云母、斜顽辉石、透辉石、铁辉石、微斜长石、白云母、正长石、石英和榍石以及不具区域代表性的斜绿泥石、石膏、角闪石、方解石、岩盐;主要物源区包括沙漠湖积平原沙、洪积平原沙、现代湖泊沉积物、外源沙和岩石风化壳;其中岩石风化壳和现代湖泊沉积物属于就地起沙,基本只影响其周边区域,来自沙漠北部的冲洪积沙和来自沙漠西北的外源沙是沙漠的主要物源。这与中国东部沙漠以湖泊沉积就地起沙有明显不同,可能和沙漠的发育过程、地质历史时期湖泊退缩规模和气候环境状况有关。