Discussion on wind factor influencing the distribution of biological soil crusts on surface of sand dunes

Biological soil crusts are widely distributed in arid and semi-arid regions, whose formation and development have an important impact on the restoration process of the desert ecosystem. In order to explore the relationship between surface airflow and development characteristics of biological soil crusts, we studied surface airflow pattern and development characteristics of biological soil crusts on the fixed dune profile through field observation. Results indicate that the speed of near-surface airflow is the lowest at the foot of windward slope and the highest at the crest, showing an increasing trend from the foot to the crest. At the leeward side, although near-surface airflow increases slightly at the lower part of the slope after an initial sudden decrease at upper part of the slope, its overall trend decreases from the crest. Wind velocity variation coefficient varied at different heights over each observation site. The thickness, shear strength of biological soil crusts and percentage of fine particles at crusts layer decreased from the slope foot to the upper part, showing that biological soil crusts are less developed in high wind speed areas and well developed in low wind speed areas. It can be seen that there is a close relationship between the distribution of biological soil crusts in different parts of the dunes and changes in airflow due to geomorphologic variation.     

库布齐沙漠南缘抛物线形沙丘表面风速与输沙率的变异

以库布齐沙漠南缘典型抛物线形沙丘为研究对象,选取3个沙丘前端活动区的纵断面和一个贯穿两翼及翼间平地的横断面,同步观测各个断面的风速与输沙率,讨论抛物线形沙丘表面形态-动力学过程。结果显示,沙丘前端活动区3个纵断面的风速和输沙率遵循一般变化规律,即沿迎风坡上升逐渐增加,至丘顶及附近达到最大,并在背风侧降低;二者在3个纵断面上的变化趋势一致,但具体变化形式不同,沙丘表面动力与输沙过程存在较大的空间异质性。沙丘两翼具有纵向沙丘的动力学性质,翼体两侧风速和输沙率具有对称性。该沙丘沙源匮缺,前端活动区主要依靠两翼内侧侵蚀提供沙源。受沙丘形状和植被等因素影响,坡脚及坡下部风速与输沙率之间没有相关性,因此简单的风速放大率和输沙率变化程度无法准确揭示该类型沙丘表面复杂的形态-动力学关系。     

腾格里沙漠东南缘格状沙丘表面气流及其地貌学意义

对腾格里沙漠东南缘沙丘形态与区域气流的分析表明,格状沙丘发育在双向低风能环境。沙丘表面气流及沉积过程的观测结果,主梁长期处在横向气流环境,其形态主要受背风坡分离气流控制,并以迎风坡侵蚀、背风坡净堆积形式顺主风向迁移。副梁处在双向-斜向气流环境,背风坡的附体偏向气流控制其形态和动力学过程,而且其强度是原始风入射角余弦的对数函数。在斜向风作用下,副梁迎风坡侵蚀的同时,背风坡中下部也发生沙粒的纵向输移且堆积于主梁背风坡,从而导致副梁沿年合成输沙方向延伸。由此认为,格状沙丘的主梁形成于主风-西北风的作用,而副梁是在主梁基础上并在主风和次风-东北风的交替作用下形成的;其形态动力学类型应属纵向沙丘置于横向沙丘之上一种复杂型沙丘。     

腾格里沙漠东南缘横向沙丘粒度变化及其与坡面形态的关系

腾格里沙漠东南缘的横向沙丘因断面形态不同可分为凸形和凹形两种类型。横向沙丘丘顶至落沙坡为风沙堆积区, 沙粒沿滑落面作重力下滑时, 较粗颗粒先到坡脚, 背风坡的沉积物下粗上细。沙丘迎风坡则因断面形态不同而影响沙丘表面过程。其中, 凸形沙丘迎风坡为高饱和风沙流环境, 下部有大量蚀余粗颗粒, 上部发生加积, 故下粗上细; 而凹形沙丘的迎风坡则为低饱和风沙流环境, 表面普遍风蚀, 前积纹层出露表面, 沉积物下粗上细, 实际上是背风坡沉积物重力分异结果的重现。沙丘高度与平均粒径和分选参数之间具有良好的一致性。风成床面作为一种地形, 对风沙地貌表面过程产生了重要影响, 这是风沙地貌尚须努力开拓的领域之一。     

中国沙产业研究评述

沙产业是沙漠地区生态保护、经济发展和人民脱贫致富等多重目标结合的产物。经过30余年的理论研究和生产实践，已初步形成了比较完整的理论框架，但对其未来发展的研究仍存在很大分歧。汇总研究了沙产业概念自诞生至今的理论演进过程，发现早期沙产业理论多强调大农业属性，而随着地区产业结构的优化和沙产业项目的综合化发展，现已拓展至工业生产和服务业领域。沙产业的概括特征为：（1）生产活动主要发生在沙漠干旱地区；（2）使用高新科学技术是首要标志；（3）除农产品外，相关的工业和服务业产品也属于沙产业的产品；（4）要实现生态建设产业化、产业发展生态化，最终达到经济效益、生态效益、社会效益的协调。沙产业是实现沙漠治理的根本方法，是传统农业的重要补充，也是全球干旱化趋势下的重要应对方案。促进沙产业发展，对于沙漠地区经济发展、生态文明建设、人民福祉提高都具有重要意义。     

蒙古高原东南缘现代灌丛沙丘的发育过程及其对沙漠化的指示意义

在蒙古高原东南缘,灌丛沙丘是主要的风沙地貌类型,也是与风蚀和沙漠化密切相关的风沙堆积,一般在土地开垦后大规模发育,因而记录了区域沙漠化的发展过程.本文对发育在这一地区的灌丛沙丘沉积物地球化学元素的变化进行了详细的解析,结果表明,沙丘沉积物的Zr/Rb比值良好地记录了区域风沙活动的演变情况:当沙丘高度发育至10 ～30cm,39 ～ 59cm,67 ～ 77cm,95～ 105cm,118～ 130cm和138 ～ 140cm时,区域处于风沙活动的活跃期;沙丘高度发育至78 ～ 94cm时,区域处于近80年以来风沙活动的低谷期.结合区域土地开垦史、现代器测气象资料、风沙活动与沙漠化等情况,可以确定,自20世纪30年代以来,蒙古高原东南缘经历了30年代末期至50年代初期沙漠化的初步发展时期,50年代后期至80年代中后期、90年代中后期和本世纪初的沙漠化快速发展时期,以及80年代末期至90年代中前期的沙漠化逆转期.鉴于无航测资料时期沙漠化正逆过程演变研究的缺失,这一区域所发育的灌丛沙丘是延长区域环境变化记录特别是沙漠化演变研究的良好载体.     

PROGRESS IN QUATERNARY AEOLIAN ENVIRONMENT RESEARCH

Quaternary aeolian environment (QAE for short) maybe one of the natural disasters that mankind have beenalways facingsince the beginningofthePleistocene. Inmodern times, especially in recent decades, sandydeser-tification and sand-dust storm have become m…