若尔盖盆地沙丘形成分布影响因素探讨

应用遥感数据、DEM数据、野外采样数据和气象数据探讨若尔盖盆地沙丘形成分布的影响因素。气候变化与人类活动等多种因素导致的现代河相沉积物与活化出露的古河相湖相沉积物是重要沙源,风动力条件与沙源的时空结合在堆积床面形成沙丘,沙丘主要分布在河谷与丘陵山坡。沙丘分布随海拔高度增加面积减少,随坡度增大面积下降。河谷沙丘坡度小,主导坡向也不突出。丘陵沙丘坡度相对较大,以分布在斜坡和缓坡为主;主导坡向相对突出,主要分布在背风坡的东坡、东南坡。在沙源地下风方向随距离增大沙丘沉积物平均粒径变小,分选性变好。沙丘形成是沙源、风动力、堆积床面三者耦合作用的结果,这种耦合既表现在时间上,也表现在空间上。     

若尔盖盆地沙漠化及其景观格局变化研究

应用1975年的MSS数据、1990年和2005年的TM数据、以及2000年的ETM数据,通过遥感与地理信息系统技术,获得了若尔盖盆地在1975-2005年间的沙漠化发展特征,并采用景观指数运算软件FRAGSTATS3.3对该地区沙漠化土地的景观格局变化进行了分析。研究发现,在1975-1990年间,若尔盖盆地的沙漠化土地面积大幅增加;在1990-2000年间,沙漠化土地面积保持稳定;在2000-2005年间,沙漠化土地面积出现了小幅度的减小趋势。对若尔盖盆地沙漠化土地的景观格局变化进行研究发现,固定沙丘（地）和半固定沙丘（地）是若尔盖盆地主要的沙漠化土地景观类型。在1975-1990年间,沙漠化土地斑块数量和斑块平均面积均大幅增加,是该地区沙漠化快速发展时期;在1990-2000年间,沙漠化土地斑块数量下降,斑块平均面积增加,沙漠化景观破碎度有所降低;在2000-2005年间,沙漠化土地斑块数量增加,斑块平均面积减小,沙漠化景观破碎度增强。     

青藏高原东北部若尔盖盆地荒漠化

1991年中德联合考察了黄河上游和若尔盖盆地 .当地放牧过度 ,土地退化 ,形成了近代沙丘 .以 TM卫星图像对退化土地和沙丘进行了统计分析 ,证实 :944km2范围内 30 %的草场已受到荒漠化危害     

若尔盖盆地沙漠化驱动机制

作为世界上最大的高寒泥炭沼泽湿地,若尔盖盆地是黄河水源的重要补给区,素有黄河"蓄水池"之称.作为生态敏感区,在自然环境和不合理的人为活动的影响下,若尔盖盆地出现了湿地萎缩、草场退化、沙地增加等一系列严重的生态环境问题.本文通过分析若尔盖盆地沙漠化现状及其驱动因素,进而阐述和分析沙漠化驱动机制.结果表明:若尔盖盆地广泛分布的古风沙沉积物是现代沙漠化的沙物质来源,地表致密草皮层的机械破坏,使下伏松散的古风沙沉积物暴露,是形成沙漠化的关键一步;随后在风蚀、雨水冲刷及生物因素的共同作用下,松散的古风沙沉积物被侵蚀,引起草皮层坍塌,导致古沙丘活化,风沙活动加剧,形成风沙沉积;若尔盖沙漠化是人为因素与自然因素共同作用的结果,其中人为因素是其主导驱动因素,鼠类活动和热融沉陷、滑塌是沙漠化的诱发因素.     

若尔盖盆地黄河出口段一级阶地沉积序列及其环境变化研究

对若尔盖盆地进行实地考察,选取盆地西端黄河出口段典型的一级阶地沉积序列为研究对象。通过沉积物粒度和端元特征分析及OSL测年断代,对若尔盖盆地出口段的环境变化进行研究。研究结果表明：阶地底部的河床相砂卵石与河漫滩沙层构成了二元结构沉积层,其中河漫滩沙层夹有5.0—4.2 ka B.P.期间堆积形成的浅洼地泥沼土透镜状层,表明该河段黄河一级阶地从5.0 ka B.P.开始形成。河漫滩上为高原强劲风力改造成的风沙层,夹有古洪水滞流沉积层组,表明4.2—4.0 ka B.P.期间气候恶化,黄河源曾发生多期特大洪水事件。4.0—2.8 ka B.P.期间气候湿润,阶地面浅洼地有淤泥质沼泽形成。其后沙尘暴搬运堆积的粗粉沙覆盖阶地面,形成了风成黄土,其上部经生物风化成壤改造,发育成为具有团粒构造的现代亚高山草甸黑土土壤层。     

沉积物理化特征对阿拉善苏宏图盆地粘土沙丘成因的影响

对苏宏图盆地红色粘土沙丘表沙、结壳、湖底沉积物粒度和水溶液电导率特征及沙丘走向进行研究。研究表明：(1)苏宏图盆地红色粘土沙丘表沙粒度组成以粉砂为主（51.52%）,粘土含量较高（16.64%）,粒度频率分布呈明显的多峰布特征,与典型的沙漠沙丘具有显著差异;(2)红色粘土沙丘表沙与湖底沉积物具有大致相似的粒度分布特征,反映了苏宏图盆地湖底沉积物是粘土沙丘的主要物质来源;(3)苏宏图盆地红色粘土沙丘是以砂粒大小的团聚体颗粒被风搬运、堆积形成;(4)粒度组成、沙源和气候条件的差异是造成不同地区粘土沙丘形态、可移动性及沉积构造显著差异的主要原因;(5)苏宏图盆地耙状红色粘土沙丘可被认为是东西走向遵循不稳定床型发育模式的新月形沙丘叠加上东南延伸遵循指状延伸模式的次生臂膀而成。     

毛乌素沙地南缘不同活性沙丘土壤水分时空变化

以毛乌素沙地南缘风沙活动区典型的不同活性沙丘(流动沙丘、半流动沙丘、固定沙丘)为研究对象,于2011、2012年4-10月,每月2次,利用烘干法对3种沙丘迎风坡、丘顶、背风坡底部的0~100 cm深度土壤水分进行定位监测,分析了3种沙丘土壤水分时空变化特征。结果表明:土壤水分含量总体表现为固定沙丘>半流动沙丘>流动沙丘。3种沙丘平均土壤水分含量大体上都表现为秋季 >春季 >夏季。3种沙丘背风坡底部土壤水分含量最高,其次是迎风坡,丘顶最低,且迎风坡和丘顶两年平均土壤水分含量差距不大。表层0~10 cm土壤水分含量季节之间差异最大,随深度增加,土壤水分季节变异系数减小。沙丘各部位土壤水分含量垂直变异系数总体变化趋势为从春季到夏季增加,从夏季到秋季减小。土壤水分含量在0~100 cm的垂直变异系数与土壤水分含量为负相关关系,水分含量越高,土壤水分在0~100 cm之间的变化幅度越小。研究区3种沙丘土壤含水量变化水分可分为4个时期:4-5月为春季缓慢积累期,6-8月为夏季消耗期,9-11月为秋季积累期,12月到次年3月为冬季稳定期。总体上,天然植被对水分的涵养效果大于其消耗,本区降水可以维持不同活性沙丘的天然植被生长。     

2008—2018年河北昌黎海岸输沙势时空变化与沙丘形态演变

输沙势的时空变化特征是研究风积沙丘形态类型及其时空变化规律的重要指标。以中国河北昌黎海岸沙丘分布区为研究对象,利用邻近区域3个气象站记录的2008—2018年风资料分析输沙势时空变化,借助高分辨率的Google卫星影像提取同期横向沙脊和新月形沙丘形态的变化信息,结合区域风速、降水量变化及人类活动等因素,综合分析海岸沙丘分布格局和形态变化的驱动机制。结果表明：（1）研究区输沙势（DP）以春、冬两季最高,潜在风沙作用最活跃;（2）3个气象站中,乐亭站向岸合成输沙方向（RDD）代表研究区主要输沙方向,昌黎站离岸合成输沙方向为次要输沙方向,这两个输沙过程控制了研究区海岸沙丘分布的基本格局;（3）研究区向岸的和离岸的输沙势、合成输沙势（RDP）总体呈现衰减趋势,合成输沙方向没有明显变化;（4）近10年来昌黎海岸沙丘整体呈明显的风蚀消减特征,但气候变化的影响十分有限,而人工植树造林、防风固沙活动导致上风向沙源的减少则是主要原因。     

若尔盖高原近30年沙地变化趋势分析

 以若尔盖高原为研究区域,利用遥感数据资料和GIS技术,对该地区1975年、1990年、2000年、2005年沙地面积变化进行了监测,结果显示1975年以来的这30 a间,沙地以0.76%的年平均增长率增长,尤其是1990年到2000年这10 a间,沙地面积的增长最为迅猛,同时研究发现沙地的分布具有地带性规律。分析沙地扩张的原因得出:过度超载放牧为主要原因,气温升高、降水减少以及大风因素为沙地的扩展提供了必要的气候条件。     

旱獭（Marmota himalayana）掘洞对若尔盖盆地草地沙化的影响

若尔盖草原是中国高寒湿地发生大范围沙化的典型地区,喜马拉雅旱獭（Marmota himalayana）造成若尔盖草地主要鼠害,研究旱獭活动与若尔盖草地沙化之间的联系具有重要意义。通过划定研究区域,应用高分辨率无人机影像、数字高程数据、野外调查数据进行综合分析,探究了旱獭掘洞对若尔盖盆地草地沙化的影响。结果表明：沙斑的分布在海拔和坡度上具有明显的规律性,旱獭洞的分布与沙斑在海拔、坡度及坡向上具有高度的相似性。旱獭洞在沙斑内部及其周围和陡坎处呈现聚集现象,旱獭掘洞加剧了陡坎和凹坑边缘向未沙化草地一侧扩展。未沙化草地上的旱獭洞密度最小,随着草地沙化程度加深,并在极重度沙化之前,旱獭洞密度随之增加,当草地退化为流动沙地后,旱獭洞密度迅速减小。     

近50年四川盆地汛期极端降水事件的时空演变

利用四川盆地1961-2006年145个台站汛期的逐日降水资料,分析了该地区汛期极端降水事件的时空演变特征,结果表明:该地区汛期极端降水事件的发生频次分布与降水量分布差异较大,由西向东呈阶梯状递减趋势;川西高原与四川盆地之间以及盆地东西部之间的反位相变化是川渝地区汛期极端降水事件发生频次最主要的两个空间异常模态:该地区汛期极端降水事件发生频次的空间分布可以分为8个区;分别是四川盆地中部区、东部区、南部区、西部区、川西高原西部区、中部区、川西南山地区和重庆东部区;从长期变化趋势来看,汛期极端降水事件发生频次除在四川盆地西部区和重庆东部区分别呈较弱的减少和增长趋势以外,在其余各区的线性趋势都较为明显,其中四川盆地东部区、川西南山地区、川西高原西部和中部区表现为增长,四川盆地中部和南部区表现为减少;从气候因子分析看,汛期西太平洋副高位置的南北变化、东亚以及南亚季风的强弱变化分别对四川盆地东部区、中部区以及西部区的极端降水事件存在显著影响.     

窟野河流域河岸沙丘地貌格局及变化

风水交互作用是黄土高原北部风蚀水蚀交错带特殊的侵蚀营力,并致该区土壤侵蚀强度加重。以毛乌素沙地窟野河流域作为研究区,基于影像解译及数理统计方法,研究河道与沙丘交互地貌过程。结果表明：（1）窟野河“三河夹沙”区沙地以河流为中心呈现出对称条带状格局分布,距离河流,依次呈现出流动沙丘、固定半固定沙丘、丘陵沟壑区的空间格局;（2）典型河段河道与沙丘空间格局呈现出河道穿越流动沙丘、河道两侧斑块状沙丘镶嵌分布、两河交汇处流动沙丘分布等3种格局;（3）河道弯曲系数与河道两侧沙丘活动性的变化之间呈现出一定的对应关系。     

毛乌素沙地现代流动沙丘沙的矿物成分

对毛乌素沙地16个现代流动沙丘沙样品矿物分析结果进行归纳与研究.结果显示:(1)毛乌素沙地现代流动沙丘沙轻矿物占绝对优势,平均含量为94.8%,以石英、长石为主;重矿物所占比例很小,平均含量为1.6%,但种类较多,共含22种重矿物.(2)重矿物中2/3以上属硅酸盐类矿物,其含量前三的为角闪石、绿帘石、石榴子石;(3)重矿物以不稳定矿物和较稳定矿物占较高比例,绝大多数为硅酸盐类矿物,分别为100%和98.75%;(4)重矿物中硬矿物和极硬矿物含量高达80.17%,分别为61.57%和18.60%.结果还显示,轻矿物石英/长石含量比值(平均值为6.10)和重矿物矿物风化系数(平均值3.89)都较高,重矿物中造岩矿物(平均值26.7%)含量占近1/3.由此,并考虑到高含量的硬-极硬的重矿物的存在,表明其沉积时属于气候干冷、生物化学风化作用较弱的强风沙流环境.本文除证明了高含量的不稳定矿物和较稳定矿物与气候干旱具有本质上的联系外,还说明了干旱环境下沙丘沙中多种类、高含量的硬-极硬矿物的存在,极大地抑制了物理风化和生物化学两个方面的风化的难度,从而使其向土壤化根本逆转也很难.即使沙丘得以固定,由于其丘体的这种矿物组分,仍然难以消除潜在沙漠化的客观存在,故土地沙漠化引起生态环境的退化实际上也与沙丘沙碎屑矿物的物理性质具有本质上的联系.因此,干冷多风的气候条件及其导致的沙丘沙所具有的物质组成的特殊性应该是土地沙漠化的两个不可或缺的原因.     

敦煌月牙泉景区沙丘粒度特征

对月牙泉外围沙山表面沉积物进行系统采样,结合区域风况,分析了沙山典型部位的粒度分布及其参数特征。月牙泉北侧金字塔沙丘沙粒较粗,分选性较差,正偏趋势显著;月牙泉南侧线形沙丘以细沙为主,分选性较好,分布属正偏态。北侧金字塔沙丘从西南和西北两个坡面到东侧坡面,粗颗粒减少、分选性变好,但趋势不明显,说明金字塔沙丘未发生明显移动;而南侧线形沙丘自南侧坡面向北侧坡面沙粒粒径变小、分选变好,较细的沙粒被搬运并沉积北侧坡面,搬运作用十分明显,即线形沙丘向月牙泉方向发生明显移动。通过粒度分析风沙动力环境表明,月牙泉风沙危害主要来自南侧沙山北移。     

沙丘不同部位土壤呼吸对人工降水的响应

 利用LI-8100土壤呼吸测量仪,对古尔班通古特沙漠南缘阜康北部地区沙丘不同部位（坡底、坡中、坡顶）的土壤呼吸速率进行了测量,探讨了沙丘不同部位土壤呼吸速率对降雨的响应,分析了土壤水分和土壤温度对土壤呼吸速率的影响。结果表明:①沙丘不同部位土壤呼吸速率的日变化呈“双峰曲线”,而增雨处理后,土壤呼吸速率的日变化曲线大部分转变为“单峰曲线”。②增雨处理增加了沙丘不同部位土壤呼吸速率的变化幅度、平均值和极差,推后了土壤呼吸速率最大值到来的时间。③土壤呼吸速率与土壤温度的相关性对降雨表现出积极的响应,降雨改变了土壤温度的日变化曲线类型,提高了土壤温度与土壤呼吸速率的相关系数。④非增雨处理时,沙丘坡底、坡中和坡顶的土壤呼吸速率与土壤水分的相关性系数均较高,而增雨处理后,土壤呼吸速率与土壤水分的相关系数有所下降,仅坡中的相关系数通过了α=0.01的显著性检验。     

基于GIS空间分析技术的新月形沙丘表面输沙率模型研究

 输沙率研究是风沙物理学与风沙工程学的重要内容。为了尝试GIS空间分析技术在新月形沙丘表面不同部位输沙率分布及模型建立中的应用,选取塔克拉玛干沙漠腹地典型孤立新月形沙丘,对其表面进行粒度采样和风速采样,并对沙丘表面的五个典型部位进行输沙率的采集。经过对风速数据归一化处理之后,根据粒度和风速采样特点,分别应用克里格方法和反距离方法对粒度和风速样点插值,得到新月形沙丘表面栅格形式的粒径分布和风速分布图。利用3种常用输沙率模型分别对沙丘表面5个典型部位进行输沙率计算,并与实测值进行对比。选取拟合优度最佳的Srensen模型,整合粒径和风速分布图,利用地图代数方法对沙丘表面输沙率分布进行计算,得到栅格形式的沙丘表面输沙率分布图。利用GIS的空间分析技术研究沙丘表面的输沙率分布,克服了传统定点观测的诸多不足。     

沙漠地区人工固沙植被对土壤温度与土壤导温率的影响

通过分析人工固沙植被区与流动沙丘区不同部位 (沙丘迎风坡、丘间低地、沙丘背风坡 )各层土壤温度梯度分布 ,及其月平均值变化与日变化特点 ,计算不同地表覆盖 (人工植被与裸沙区 )条件下的沙土导温率。结果表明 ,沙坡头地区 7～ 10月平均地温变化的振幅 ,在地面约为 16 2℃ ,振幅变化随深度的递增而迅速减小。在 0 0 5m深度处 ,地温年振幅为地面振幅的一半。 7～ 10月中地温最高最低出现的月份 ,随深度增加都呈滞后现象 ,但滞后的情况两者并不相同。另外 ,在 2 0cm以下深度内 ,7～ 10月月平均温度都高于 0℃。当观测深度按算术级数增加时 ,地温日振幅则以几何级数减小。尽管地温振幅日变化因天气情况不同大有差别 ,在相同的气象条件 (连续四日晴天 )下的研究发现 ,下垫面的影响作用不容忽视 ,尤其是由于植被覆盖度的差异而引起的地温日振幅与地温剖面分布变化。根据 1992年 8月观测记录 ,流沙区丘间地温日振幅最高达 2 6 2℃ (表层 ) ,最小值只有 1 8℃ (1m深 )。固沙植被区丘间低地最高日振幅为 2 5 9℃ (表层 ) ,最低值 4 3℃ (1m深 )。植被区地表层温度变幅小于流沙区 ,而深层温度波动显著。在 5cm深度处 ,植被区地温降至最低值的时间滞后于流沙区 2h以上 ,2 0cm处植被区地温达到最大值的时间比