1957-2014年库布齐沙漠地面风场特征

风对沙漠化过程具有重要影响,起沙风是塑造沙漠地貌格局的主要动力。根据1957-2014年库布齐沙漠周边4个基准气象站的地面风资料,从风速、风向和输沙势等方面分析库布齐沙漠的地面风场特征。结果显示：（1）库布齐沙漠的起沙风频率与平均风速有很高的相关性;（2）年平均风速为2.7 m·s^-1,全年盛行风向为WNW-NW,为中等变率锐双峰风况,合成输沙风向约为310°。4月风速最大,为中等变率环境;8月风速较小,为高变率环境;1月风速最小,为低变率环境。3-6月风速最大,风向集中度一般;11月至翌年2月风速较大,风向集中度高;7-10月风速最小,风向集中度差;（3）20世纪80年代中后期和2007年前后风速、起沙风频率和输沙势发生了较大变化,尤其是2007年前后由减小向增大发展;（4）大气环流和地表粗糙度的改变是库布齐沙漠地面风场变化的重要原因。     

库布齐沙漠3种沙产业模式的经济效益评价

库布齐沙漠是中国第七大沙漠,2000-2015年沙产业发展迅速,规模较大。库布齐模式在国内外影响力很大,实现了防沙治沙和生态经济的双赢。但库布齐模式在科学界也存在较大争议,主要表现在库布齐模式的水资源承载力和沙产业的效益评价方面。运用数据包络分析方法（DEA法）评价了库布齐模式中3种沙产业模式2015年的经济效益。结果表明：在3种沙产业模式中,光伏发电综合利用模式和生态旅游模式投入产出综合效率最高,达到1.000,高于生态饲料加工模式的综合效率且3种沙产业模式的纯技术效率均实现DEA有效;3种沙产业模式投入产出规模效率均较高,均值为0.978,最优为光伏发电综合利用模式和生态旅游模式。在此基础上,提出了库布齐模式存在的问题、沙产业今后发展的方向与对策建议。     

1986—2020年库布齐沙漠湖泊数量和面积

沙漠湖泊动态变化研究对于揭示区域水循环和了解沙漠生态环境具有重要意义。本文利用1986—2020年覆盖库布齐沙漠区域10期Landsat TM/OLI遥感影像提取沙漠湖泊,统计各时期沙漠湖泊数量和面积变化信息,分析库布齐沙漠湖泊数量和面积动态变化的空间特征。结果表明：库布齐沙漠湖泊数量与面积整体表现为减小趋势,现存湖泊22个,面积7.4678 km²;库布齐沙漠湖泊在1986—2020年共干涸26个,现存湖泊中众多小型湖泊呈现增长趋势,但面积较小,对整个库布齐沙漠湖泊的影响较小,>1 km²湖泊中的大青龙湖、天鹅湖以及大道图湖表现为萎缩状态,减少幅度较大,对整个库布齐沙漠湖泊影响较大;降水量、蒸发量和气温不是影响库布齐沙漠湖泊面积变化的主要因素,湖泊面积的空间特征可能由补给来源、补给方式及人为干扰造成。     

库布齐沙漠典型地区沙漠化动态分析

 以库布齐沙漠东部达拉特旗的农牧交错区为研究区域,以达拉特旗1987年、1995年、2000年和2003年四期遥感影像为信息源,在3S技术支持下,对遥感影像进行解译,获得1987—2003年来沙漠化动态变化数据,分析了该地区20世纪80年代中期到21世纪初的沙漠化变化情况,从土地流向角度探讨了沙漠化发展演变的动力机制。结果表明：该地区近20 a来,四个时期的沙漠化土地面积处于减少—增加—再增加的过程中,而沙漠化程度呈现减少—减少—增加的趋势,且2000—2003年间,是该地区沙漠化程度动态变化最大的时期。从土地流向看,各种土地类型向沙漠化土地之间的转化是导致沙漠化的一个重要原因之一,而土地利用类型之间的转化主要是由人类不合理的土地利用方式造成的。     

库布齐沙漠南缘沙丘固定与活化过程中的形态演变

以1998-2014年5期库布齐沙漠南缘的遥感影像为主要数据源,结合野外调查分析了沙丘固定与活化过程中的形态演变,探讨了区域风况和降水等气象要素对沙丘固定与活化及形态演变的影响。结果表明：研究区沙丘随降水量的年际波动经历了固定-活化-再固定3个阶段。监测初期的片状流动沙丘演变为大型抛物线形沙丘并得以固定,固定的抛物线形沙丘以发育风蚀坑形式活化,进而形成多个抛物线形沙丘,最后这些沙丘又被植被固定,沙丘形态趋于更加复杂。但在此过程中,风的作用并不显著.研究区抛物线形沙丘既可起源于新月形沙丘或片状流沙,也可由风蚀坑发育而成,其中植被作为沙丘的重要组成部分,起着重要作用。同时发现在抛物线形沙丘移动过程中,当背风坡发育滑落面时,沙丘的移动最快。     

库布齐沙漠南缘抛物线形沙丘表面粒度特征

对库布齐沙漠南缘抛物线形沙丘特征断面上下层（0~5cm、5~10cm）沉积物采样分析结果表明,沙丘粒径与分选参数及其分布随沙丘形态、发育程度和植被生长状况发生变化。抛物线形沙丘丘体迎风坡下凹背风坡上凸,丘顶始终处于侵蚀亚环境。在顺风向断面,平均粒径从迎风坡脚到丘顶变粗,从丘顶到背风坡脚又变细,且这种变化在高大沙丘上更为明显;分选性在迎风坡为中等和较好,丘顶较差,顺风向到背风坡脚逐渐由中等变为较好;粒径频率曲线在丘顶双峰正偏,除迎风坡脚单峰正偏外,其余部位均单峰近对称。在垂直于风向的两翼断面,平均粒径在成熟沙丘由翼顶向两侧坡脚趋于变细,而在欠成熟沙丘无明显的变化趋势。翼间平地沉积物受植被等影响,平均粒径偏细但分选性差,偏度为正偏和极正偏,峰度为尖锐和非常尖锐。受不同时期风况的影响,成熟抛物线形沙丘上下层粒度参数在沙丘断面的分布较欠成熟沙丘一致。     

末次盛冰期以来库布齐沙漠环境变化

中国北方季风边缘区沙漠/沙地如何响应气候变化及其反馈研究对于理解干旱半干旱地区现代地表过程及其未来环境演变趋势有重要的科学意义。库布齐沙漠作为中国北方季风边缘区中东部唯一的以流动、半流动为主的沙漠,现代地表景观与周围沙地（如毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地等）明显不同。晚第四纪以来库布齐沙漠与季风边缘区中东部沙地环境演化过程到底是否一致,其湿润期究竟发生于何时,尚存颇多争议。区域风成沉积和湖泊沉积记录研究得出的结论明显不同,存在中晚全新世和早中全新世湿度最优期的分歧。对库布齐沙漠风成沉积年代-岩性的概率密度分布（Probability Density Function,PDF）进行处理,与周边沙地风成沉积和湖泊沉积古环境记录进行了对比分析。结果表明：末次盛冰期以来库布齐沙漠与季风边缘区中东部沙地环境演化过程总体一致,27.6—10 ka和晚全新世（2—0 ka）,风沙堆积强烈,气候相对干旱;早全新世（10—6 ka）古土壤渐次发育,沙丘逐渐被固定,湿度增加,环境状况有所改善;中全新世（6—2 ka）古土壤广泛发育,沙丘经历固定成壤,气候最为湿润。区域环境演变过程受控于低纬太阳辐射和高纬冰量变化的双重制约。     

库布齐沙漠HDPE网和植物纤维网沙障防沙试验效应

在库布齐沙漠流动沙丘区建立HDPE网和植物纤维网工程沙障试验区,采用MetOne 014A/024A型8通道风速仪、8方位集沙仪、风蚀插钎,观测试验沙障影响下的风速、输沙量和地表侵蚀堆积,对比分析不同规格HDPE网、植物纤维网方格沙障和HDPE网前沿高立式阻沙沙障的防风固沙效应。结果表明：（1）一定孔隙度（50%）的方格沙障中心风速垂直变化幅度与变化规律,仅与沙障平面规格和高度（h）密切相关,与试验材料基本无关。相同平面规格的方格沙障,高度（h）大者降风效应显著;相同高度的方格沙障,小规格降风效应较为显著;（2）试验沙障及其防沙体系对风沙流输沙产生明显影响,相近地貌部位,5.0m×5.0m（h=100cm）植物纤维网方格中心输沙量远小于1.0m×1.0m（h=20cm）HDPE网方格和流动沙丘区,大规格高立式沙障固沙效应优于小规格低立式沙障;（3）试验沙障的地表侵蚀堆积状态仅与沙障规格有关,沙障材料的影响不明显。     

库布齐沙漠颗粒物中磷的化学形态分析

采用7步连续浸提法对库布齐沙漠响沙湾沙粒中磷的各种存在形态进行了分析测定，并对沙粒样进行了分级形态研究。结果表明：在库布齐沙漠响沙湾沙粒中总磷（TP）的含量为137．21～362．09μg／g，其主要成分为无机磷（IP），平均占TP的比例为94．60％；而有机磷（Or—P）的含量为7．88～19．12μg／g，平均占TP的5．40％。在所有不同粒度的沙样中，自生钙结合磷（Ca—P）含量最高，占TP的58．95％～80．05％，其次是原生碎屑磷（De—P）。占TP的8．13％～30．22％，二者占IP的绝大部分；其他各形态磷含量的高低顺序为：有机磷（Or—P）〉吸附态磷（Ads—P）〉铁结合态磷（Fe—P）〉闭蓄态磷（Obs—P）〉铝结合态磷（AI—P）。在所取沙漠颗粒物样中TP、Ca—P、De—P、Or—P、AI—P各自的含量都是随颗粒物粒度的减小而增大，而Ads—P含量则相反；Fe—P、Obs—P的含量受颗粒物粒度变化的影响不大。