河套平原土壤风蚀风险评估

土壤风蚀是沙漠化的首要环节,评估其发生的可能性和潜在风险对区域风蚀防治具有重要意义。现有风险评估模型缺乏表征土壤可蚀性的力学参数。鉴于此,通过野外实测土壤硬度和抗剪强度,比较了河套平原不同土地利用类型的土壤可蚀性,采用抗剪强度、气候条件、地形地貌和植被特征等影响因子,建立了土壤风蚀风险评估模型。结果表明：(1)沙地土壤硬度和抗剪强度的中值分别为2.05 kg·cm^-2和10.00 kPa,远小于其他土地利用类型,土壤可蚀性极高。(2)土壤风蚀风险具有明显的空间分异性,在空间上大致呈“西部、南缘高,中、东部较低”的特征,风蚀风险以轻险型和危险型为主,土壤可蚀性和植被盖度是影响土壤风蚀风险的重要因素。(3)风蚀极险型和强险型约占研究区总面积的27.51%,主要分布在磴口县大部、黄河两岸、托克托县以及乌拉特前旗境内的乌梁素海东部,该区沙源物质丰富、风沙危害剧烈,是土壤风蚀的重点防护区域。     

车辆碾压作用下戈壁地表起尘浓度

通过野外观测车辆碾压作用下戈壁地表PM₁₀释放浓度，探讨其主要影响因素。针对戈壁区砾石、砂砾、砂质和砂土4种路面类型，应用TSI粉尘仪多次重复观测车辆碾压产生的PM₁₀浓度，进而阐明碾压次数、车速和地表水分等因素对起尘浓度的影响。结果表明：4种路面的平均起尘浓度依次为5.339、9.089、16.944、50.251 mg·m^-3，是自然状态下的5~50倍；起尘浓度随碾压次数增多而增大，其中砂土路情况下的增长最显著；随土层厚度的增大呈现出幂函数的增长趋势；降雨后路面起尘浓度显著减小，且降雨量会影响降雨后起尘浓度的变化趋势。最后提出了针对性的建议和措施以减弱车辆碾压导致的戈壁地表起尘。     

草方格沙障尺寸分析的简单模型

针对草方格沙障防护区域内流场的特点,提出一个单排理想涡列模型,用以模拟实际风沙流场。在此基础上,利用流体力学的分析方法,给出了与目前工程实际所建议的尺寸比较吻合的草方格沙障间距(或草方格边长)与出露草头高度的对应关系。     

巴丹吉林沙漠横向沙山沉积GPR雷达探测研究

应用GPR雷达探测技术对巴丹吉林沙漠东南部呼都格吉林和诺日图两个典型横向沙山迎风坡剖面探测结果表明： GPR雷达探测可以清晰地揭示沙山距地面 20～30m 深度内的沉积构造信息,并可模糊地揭示其下的湿砂层部分信息; 该横向沙山迎风坡地貌与沉积自坡底至坡顶可依次划分为底部湖滨草－灌丛沙堆相、下部单一横向沙丘相、中部复合横向沙丘相、顶部星状沙丘相等类型; 横向沙山迎风坡现代沙丘下伏有相当连续且厚度巨大的沉积序列; 沙山内部存在巨厚持水湿砂层,干、湿砂界面大致平行于沙山表面,其深度在沙山中、上部在 20～30m 深度处变化,在沙山下部接近地表; 沙山内部湿沙水分很可能来自降水,并对沙山发育起着重要支持作用; 湖泊水可能主要来自沙山内部水分下渗迁移; 沙山间湖泊可能是沙山或沙漠发育到一定阶段的必然产物。     

新月形沙丘脊线处的风沙流结构

分析流动沙丘脊线处的风沙流结构对认识其形态-动力学过程至关重要，进而为干旱区绿洲保护和生态重建提供基础数据支撑和理论依据。利用传统的被动式集沙仪，分别对正风向与反风向情况下新月形沙丘脊线附近0~60 cm高度内的风沙运动进行观测，通过函数拟合方法分析风沙流结构。结果表明：正风向时，输沙量随高度增加符合幂函数递减的规律，气流对沙物质的输运集中在近地表30 cm高度内；反风向时，输沙量随着高度的增加先增加后减少，变化趋势近似符合双高斯函数，气流含沙量在30~50 cm高度内最多。     

库姆塔格沙漠地表物质组成、来源和风化过程

通过对库姆塔格沙漠地表沉积物样品进行重矿物和主量元素分析,获得了其矿物和元素组成特征:矿物种类多,绿帘石和角闪石含量为主;化学组成上以Si、Al为主,和上陆壳平均化学组成相比,除Si、Ca外都有一定的亏损,Fe、Mg、Ca、P、Ti、Mn等元素的变异系数较高。库姆塔格沙漠地表沙物质组成特征与阿尔金山北麓出露的岩石和冲、洪积扇物质组成基本一致,与塔克拉玛干沙漠也有很大的共性,反映了库姆塔格沙漠地表沙物质主要来源于阿尔金山。沙漠北区强烈的东北风将阿奇克谷地和疏勒河下游的河湖相沉积物搬运至沙漠腹地,构成另一个重要的沙物质来源。A-CN-K图解揭示了库姆塔格沙漠地表物质化学风化程度很低,处于较弱的去Na、Ca阶段,其他元素未发生明显的化学风化或迁移;A-CNK-FM图解表明,库姆塔格沙漠地表物质在搬运、沉积过程中Fe、Mg等元素发生显著分异,其原因主要是铁镁质矿物由于磨损、分选作用遭破碎和风化,使粒度较粗的沙漠沙Fe、Mg等元素相对亏损。     

戈壁砾石覆盖度与风蚀强度关系实验研究

戈壁表面的砾石覆盖度对风沙物质的运移有不可忽略的影响,在极端干旱区砾石覆盖是防沙治沙的重要手段。通过风洞实验模拟了阿拉善戈壁区砾石覆盖度与风蚀强度的关系。结果表明,当因地表风化作用等产生的松散颗粒物被吹蚀后,不同地点、不同样品之间风蚀强度有明显的差异,因而砾石覆盖度与风蚀强度之间的相关关系并不显著;但数据标准化后则表明,当砾石覆盖度在40%以下时,随砾石覆盖度的增加风蚀强度也有所增大。戈壁地区的风沙运动中,在砾石覆盖度小于40%条件下,不同风速下风蚀强度的变异系数是不同砾石覆盖度下的风蚀强度的变异系数的2倍左右。在极端干旱的戈壁区,影响风蚀强度的因素十分复杂,砾石覆盖度增大不仅不能控制风蚀现象的发生,反而增强气流对地表的风蚀能力,这一因素可能是阿拉善高原戈壁区成为中亚强沙尘暴主要源地的重要原因之一。     

巴丹吉林沙漠湖泊年轻沉积物14C测年初步研究

沙漠湖泊沉积物是研究气候环境变化的珍贵材料,湖泊岩芯年代学研究是重建古气候和古环境的基础和前提,然而其年代的测定存在诸多困难,尤其是年轻湖泊沉积物测年一直是当前地质年代学研究的难题。~(14)C测年作为一种传统的测年方法已被广泛应用于各类湖泊年轻沉积物的年代测定。巴丹吉林沙漠湖泊年轻沉积物能否利用~(14)C方法进行测年,其可靠性如何,需进行研究和验证。选择巴丹吉林沙漠腹地的两支岩芯(BR-1和YD-1),对其进行了~(14)C测年,并与已有的~(210)P_(buns)及其推算年代进行了对比。结果表明:1)沙漠湖泊中的植物残体来源存在较大的随机性,可能是原有的更老沉积层中的植物残体的再沉积,测年结果偏老约1000年。2)湖泊岩芯中有机沉积物样品的年代结果基本符合沉积规律,但受硬水效应的影响,其年代整体偏老400~900年。3)与~(210)P_(buns)年代对比,两种不同测年物质所测得的年代均存在不同程度的偏老现象,表明岩芯所在湖泊~(14)C年龄受多种因素影响,总体存在很大的不确定性。在测年材料极为稀缺的沙漠丘间湖区,利用岩芯中的植物残体、沉积物有机质进行~(14)C测年,可能受老沉积层中测年材料再沉积、湖水碳库效应等因素的影响,~(14)C年代存在诸多不确定性。因此,在对巴丹吉林沙漠丘间湖泊年轻沉积物测年研究过程中应谨慎运用。     

库姆塔格沙漠地表物质组成、来源和风化过程(英文)

Kumtagh Desert is one of the eight biggest deserts in China, but poorly investigated before our interdisciplinary study because of the difficulty of access. In this paper, 33 representative surface sediment samples were collected from the Kumtagh Desert and analyzed in the laboratory to obtain heavy mineral components and geochemical element contents. Results show that various kinds of heavy minerals are present in these samples, with high levels of epidote and hornblende. Si and Al take up a large part of chemical composition. Compared with the average composition of geochemical elements of the upper continental crust (UCC), except Si and Ca, all elements are depleted to a certain degree; Fe, Mg, Ca, P, Ti and Mn have high correlation coefficients in their contents. The mineral and geochemical composition of the Kumtagh Desert sediments have a similarity with that of rocks of Altyn Tagh Mountains, and the surface sediments of the alluvial/diluvial fans around the Altyn Tagh Mountains and that of the Taklamakan Desert, indicating that one major source of the Kumtagh Desert sediments is located in the Altyn Tagh Mountains. Alluvial deposits and lake sediments in Aqik valley and lower reaches of Shule River are prone to be eroded and transported by the strong northeasterly wind into the Kumtagh Desert, forming another source of the desert deposits. An A-CN-K ternary diagram shows that a weak degree chemical weathering by the loss of Na and K occurred in these sediments, whereas A-CNK-FM ternary diagram suggests that Fe and Mg have undergone a significant chemical differentiation. Physical weathering processes cause easy erosion and enrichment in fine particles for mafic minerals, thus coarse desert sand particles can be relatively depleted in Fe and Mg. The mineral and geochemical composition of sediments in arid regions experiencing less chemical weathering are mostly affected by physical weathering.     

疏勒河中下游土地荒漠化敏感性评估

土地荒漠化是疏勒河流域面临的关键环境问题,加强该区域的荒漠化敏感性评估对有效控制荒漠化至关重要。通过集成多源GIS与遥感数据,构建土壤、植被、气候和管理定量评估指标,利用地中海荒漠化与土地利用模型（MEDALUS）计算环境敏感性指数,识别荒漠化敏感区,在此基础上分析荒漠化敏感性的成因,并引入变异系数法确定荒漠化敏感性的主要影响因素。结果表明：目前疏勒河中下游荒漠化态势严峻,17.70%的区域属于极高敏感区,54.34%属于较高敏感区。荒漠化敏感性的空间格局是中部高、北部低,主要由与人类活动有关的管理质量指数决定。从绿洲内至绿洲外荒漠化敏感性逐渐升高,大致呈层状分布,表明人类活动对荒漠化影响显著,建议加强和巩固绿洲外围的防护体系建设。