地表风化作用对楼兰地区雅丹地貌发育的影响

风蚀是雅丹地貌发育的主要控制因素,但在特定环境中,其他环境因素也可能起重要作用。通过对楼兰地区雅丹地貌野外调查、测试及室内实验分析,探讨风化作用对雅丹发育的影响。结果发现：新疆罗布泊地区广泛发育雅丹地貌,其中楼兰地区雅丹相对较为矮小,主要发育于全新世沉积岩上,地表没有植被或松散沉积物等覆盖,地层裸露。楼兰雅丹体为黏土质粉砂岩,干燥条件下较为坚硬（硬度>20 kg·cm^-2）,抗风蚀能力较强,但是雅丹体表层岩性发生明显软化（硬度<10 kg·cm^-2）。这主要是由于罗布泊地区少量且集中的降水、显著的昼夜温差以及强烈太阳辐射等相互作用造成的。从这些广泛存在的松软层表明,雅丹体表层风化作用速度快于风蚀作用,而表层首先进行的风化作用,对雅丹风蚀作用起很大的促进作用,明显加速了楼兰地区雅丹地貌的发育。因此,受少量降水、昼夜温差和强烈的太阳辐射等影响的风化作用对楼兰地区雅丹地貌发育具有重要的影响。     

罗布泊地区雅丹形态特征及演化过程

雅丹地貌因其多样形态类型长期以来吸引人们的关注,对其形态特征描述也成为研究热点。作为雅丹地貌形态最早命名地,罗布泊地区雅丹因其形态的独特性和复杂性闻名,然而对该地区雅丹形态特征和发育演化过程的深入研究较为缺乏。本文结合野外实测数据和UAV（小型无人机）所摄地景影像,采用地形数字化方法提取地貌原始数据,选定形态参数后识别测量得到雅丹形态参数数据,基于以上数据和前人研究成果尝试描述罗布泊地区雅丹形态特征并对该地区雅丹演化过程进行讨论。主要结论有：① 罗布泊地区雅丹长度集中分布在20 m以下,少有长度> 160 m,宽度集中分布在8 m以下,高度多2 m以下,表明区内雅丹个体规模总体较小,低矮雅丹在数量上占绝对优势;雅丹长宽比值呈现连续增加的变化过程,伴随高度的增加长宽比值迅速增大,由2∶1逐步增大到4∶1,并持续升至10∶1以上,走向分布集中于22.5°~67.5°,与主风向相类似,雅丹个体平面形态呈现连续变化过程;雅丹的相邻雅丹数值集中分布在3~4个,平均顶间距分布在< 20 m和40~80 m区间,显示罗布泊地区雅丹空间特征的多样性。在个体雅丹形态以外,初成雅丹和雅丹共基座现象是罗布泊地区主要存在的2种复杂化雅丹形态表现。② 罗布泊地区雅丹理想演化模式经历初成期、青年期、成熟期和衰亡期4个阶段,由于存在地层岩性、风力剥蚀、流水作用等控制因素影响,造就了类型复杂、变化多样的罗布泊地区雅丹形态现状。③ 罗布泊地区雅丹发育具有多期性,第四纪以来主要存在晚更新世、早全新世、晚全新世和小冰期等4个发育期,结合形态特征和环境演化情况推测龙城和白龙堆雅丹形成于晚更新世,楼兰北部高大雅丹形成于早全新世,楼兰中北部雅丹多数形成于晚全新世,而楼兰地区的低矮雅丹形成于小冰期;依据地层年代和雅丹高度数据,计算得到0.5 ka B.P.后楼兰遗址附近平均风蚀速率为6.2 mm a^-1。精确描述罗布泊地区雅丹形态特征并探讨其演化过程,对于了解雅丹形态控制因素影响程度,深入分析区域风蚀过程具有重要意义。     

柴达木盆地西部湖相地层风力侵蚀对黄土高原物源贡献的研究进展

柴达木盆地是我国西北地区最干旱的盆地之一,常年盛行强劲的西北风,尤其在冬春季更甚。柴达木盆地西部地区自新生代以来沉积了巨厚的河湖相沉积。自上新世晚期以来,随着气候的逐步干化和盆地内部构造变形的加剧,该地区风力侵蚀地貌开始出现。早更新世出现的古盐壳和古雅丹地貌说明当时侵蚀已经相当剧烈。晚更新世以来,气候的极端干旱化和冰期的出现,更加促进了风蚀地貌的发育,在强劲的低空风力的雕刻下,形成了盆地西部几万平方千米的"百万雅丹"地貌,十分壮观。柴达木盆地不同地区地层的厚度和风蚀速率都不同,最大分别可达3 000 m和1.1 mm/yr,如此巨量的物质搬运必然为下风向的地区(都兰、青海湖地区、西宁盆地、黄土高原)的粉尘堆积提供可观的物源物质。研究表明,柴达木盆地西部被侵蚀的古湖相地层是上述地区,尤其是黄土高原重要的物源物质。随着研究的深入,其盆地内侵蚀物质输送到黄土高原的机制,已得到学界越来越清晰的认识。     

柴达木盆地西部地层的风力侵蚀对黄土高原物源贡献的研究进展

柴达木盆地是我国西北地区最干旱的盆地之一,常年盛行强劲的西北风,尤其在冬春季更甚。柴达木盆地西部地区自新生代以来沉积了巨厚的河湖相沉积。自上新世晚期以来,随着气候的逐步干化和盆地内部构造变形的加剧,该地区风力侵蚀地貌开始出现。早更新时出现的古盐壳和古雅丹地貌说明当时侵蚀已经相当剧烈。晚更新时以来,气候的极端干旱化和冰期的出现,更加促进了风蚀地貌的发育,在强劲的低空风力的雕刻下,形成了盆地西部几万平方千米的“百万雅丹”地貌,十分壮观。柴达木盆地不同地区风蚀地层的厚度和速率都不同,最大可达3 km和1.1 mm/yr,如此巨量的物质搬运必然为下风向的地区(都兰、青海湖地区、西宁盆地、黄土高原)的粉尘堆积提供可观的物源物质。研究表明,柴达木盆地西部被侵蚀的古湖相地层是上述地区,尤其是黄土高原重要的物源物质。随着研究的深入,其盆地内侵蚀物质输送到黄土高原的机制,已被学界越来越清晰的认识。     

敦煌雅丹地层易溶盐特征及其对沉积环境的指示意义

雅丹地层是雅丹地貌形成发育的物质基础,记录了沉积过程、环境演化、地貌格局等大量的地表过程信息,而沉积物理化分析则成为解读其关键信息的重要前提。易溶盐特征作为重要的环境代用指标对解读雅丹地层沉积演化过程具有重要指示意义。以敦煌雅丹地貌为研究对象,对其出露地层的易溶盐沉积特征、环境代用指标以及沉积环境演化等进行了深入探讨。结果表明：(1)敦煌雅丹地层沉积物优势离子以Mg²⁺-Na⁺-Ca²⁺-Cl^--SO₄^2-组合为特征,相应的离子类型主要包括Cl-Na型与SO₄-Ca-Mg;(2)主要离子与总含盐量纵向旋回变化特征显著,以硫酸盐和氯化物盐交替演化为主,二者对雅丹易溶盐沉积具有决定性控制作用;(3)环境代用指标Mg²⁺/Ca²⁺、Cl^-/SO₄^2-等在雅丹环境变化研究中具有一定的局限性,表明雅丹地层并非完全由稳定的湖泊沉积发育而来...     

敦煌雅丹地层沉积物粒度特征初步研究

雅丹地层是雅丹地貌发育前整个沉积体系的物质体现,记录了沉积过程中的大量信息,而沉积物分析则是解读其关键信息的基础.以敦煌雅丹地貌为研究对象,对其出露地层的沉积物粒度特征进行了初步研究.结果表明:(1)敦煌雅丹地层沉积物粒径组成以粉沙为主,平均含量分别为41.08％(YA)、36.82％(YB)和35.41％(YC),自...     

基于随机森林算法的土壤有机质含量高光谱检测

为了探讨既能保留光谱信息又能准确对土壤有机质含量进行快速检测。以新疆南部渭干河—库车绿洲内部73个土壤样点及其对应的高光谱数据为研究对象,采用小波变换与数学变换进行光谱数据预处理,分析各小波分解重构光谱在不同有机质含量与不同土壤类型下光谱曲线差异,通过相关分析确定最大小波分解层并筛选敏感波段,结合灰色关联分析与随机森林预测分类模型对各小波分解特征光谱进行重要性分析,最后基于最优特征光谱建立多元线性预测模型并进行分析。结果表明：（1） 耕作土壤与林地土壤光谱曲线波段相较盐渍土壤和荒漠土壤光谱曲线变化较为平缓,同时在水分吸收波段处,盐渍土壤光谱曲线吸收谷最深。（2） 小波变换分解光谱与土壤有机质含量的相关性随着分解层数增加呈现先减后增趋势,在第6层中,特征光谱曲线与敏感波段数量变化趋于稳定,确定为小波变换最大分解层。（3） 随机森林模型相比灰色关联分析对于各小波分解层因子的筛选符合预期,按照对土壤有机质含量影响从高到低排序为L3-(1/LgR)′、L4-(1/LgR)′、L6-(1/LgR)′、L5-(1/LgR)′、L2-(1/LgR)′、L0-1/LgR、L1-1/LgR。（4）在小波分解光谱中,中频范围特征光谱对干旱区土壤有机质含量的估测能力优于高频与低频范围特征光谱,同时基于L-MC建立的模型精度最高。研究表明：基于机器学习分类方法结合小波分解的土壤光谱有机质含量监测,可以有效的减少噪声波段干扰,并提高特征波段的分类预测精度。     

雅丹共基座现象对雅丹形态测量的影响

雅丹形态特征吸引人们的长期关注,对其形态的定量描述至今仍讨论热烈且众说纷纭。通过对罗布泊地区风蚀地貌的野外调查和无人机测量,发现普遍存在雅丹共基座现象。分布在同一个基座体上的风蚀残丘称之为共基座雅丹,属于雅丹与基座体的复合。对共基座雅丹和基座体开展雅丹形态参数的测量及分析,结果表明：共基座雅丹长宽比比值集中分布于3∶1~5∶1区间,与鲸背状等流线型雅丹形态表现相似,显示单一风向侵蚀残留特征;雅丹共基座现象是风蚀切穿深一层抗风蚀相对较强的地层形成的风蚀垄岗现象,厚度不等的不同抗风蚀强度地层在垂向上交替出现和受单一风向的风蚀作用是形成该现象的重要因素;通过对雅丹共基座现象的阐释和定量分析,对完善雅丹形态测量、深化雅丹形态变化的理解以及认识差异性风蚀过程具有重要意义。     

太行山中段山地坡面发育模式

受地质构造、地层产状和岩性的共同影响,太行山中段山地地貌演化过程中,坡面发育模式产生了明显的分异:以华北准地台的吕梁期不整合面为界,基底层坡面发育以Davis模式为主,沟谷发育为垂直下切,地貌体垂直尺度小于水平尺度,地貌营力以流水为主,坡面侵蚀占主导地位,地表侵蚀强度低山区大于丘陵区,丘陵区大于台地区;盖层坡面发育以Penck模式为主,沟谷发育方式为横向侧切,地貌体垂直尺度远大于水平尺度,地貌营力重力占主导地位,侵蚀方式以崩塌为主。在晚第三纪以来的地貌演化过程中,陡崖平均后退速率为1.35mm/a。     

柴达木盆地雅丹地貌区风况数据集

为了明确柴达木盆地雅丹地貌发育的风况特征,对盆地中南部鲸背状雅丹区和西北部长垄状雅丹区的风况分别进行了长期的野外实地观测。对实测的风速风向数据按照罗盘16方位分风速段统计分析,计算输沙势,得到柴达木盆地雅丹地貌区风况数据集。该数据集包括两个数据文件：（1）盆地中南部的鲸背状雅丹区风况数据（WinReg_WhaleBackYardang_QB）;（2）盆地西北部的长垄状雅丹区风况数据（WinReg_LongRidgeYardang_QB）。每个数据文件均包含3个工作表,分别为观测周期内的原始风速风向记录,各月份、季节、年度的风频和输沙势。本数据集存储为.xls格式,压缩后的数据量为2.73 MB。本数据集不仅可准确阐释柴达木盆地雅丹地貌发育的风况特征,也为进一步研究雅丹地貌的发育演化模式奠定了基础。本数据集的相关研究成果发表在《中国沙漠》2013年33卷第5期和《Journal of Arid Land》2019年11卷第5期。     

柴达木盆地雅丹形态特征及成因

雅丹是沟槽和垄脊相间排列的典型风蚀地貌,雅丹研究是风沙地貌学科的薄弱环节。结合遥感影像和气象数据,对柴达木盆地雅丹地貌的分布、形态特征和发育环境进行了研究。结果表明:柴达木盆地雅丹体形态参数长(l)与宽(w)之间具有良好的正相关关系,即l=3.8685w+7.7109;雅丹地貌的形态受地形、地层性质、气候条件和外力等因素影响;柴达木盆地主风向为WNW和NW,与该区域雅丹的长轴走向吻合,说明研究区雅丹的形成主要靠风蚀作用。     

基于RWEQ模型的内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀变化特征及归因分析

土壤风蚀是干旱半干旱地区面临的主要生态环境问题.基于修正风蚀方程模型(RWEQ)与GIS技术,分析了1980-2018年内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀变化并分析成因.结果 表明:(1)研究期间,巴彦淖尔市土壤风蚀模数总体呈下降趋势,多年均值为40.26 t·hm-2,10年倾向率为-8.02 t·hm-2.2000年前以中度...     

Aesthetic evaluation of yardang landforms landscape: the Dunhuang Yardang National Geo-park example

Dunhuang Yardang National Geo-park,situated in the Gansu Province of northwestern China(40o25'36 "N–40o33'10" N,93o00'00 "E–93o13'30" E),was chosen as a research locality of aesthetics evaluation of yardang landforms landscape.The yardang landforms landscape is a composite structural system of patch-corridor-matrix,with four landscape unit elements as dense group,sparse group,single body and remnant.The study of the landscape aesthetics spatial pattern of Dunhuang Yardang National Geo-park shows that yardang dense group,sparse group and single body provide the greatest contribution to the aesthetic value of yardang landforms landscape.Yardang bodies are scarce,unique,irreplaceable,and priceless resources in yardang landforms areas.However,they are easily destroyed under the influence of the natural and artificial factors.Therefore,when the tourism potential of yardang landforms landscape is exploited,the protection should be fully improved.     

沙地冷蒿种群的耐牧机理研究初报

通过调查冷蒿的生物学特性,并以4种不同处理实验研究了耐牧性。处理方法分别为第1组模拟轻牧,剪去植株高度的一半(T₁);第2组模拟重牧,把植株地上部分全部剪掉(T₂);第3组埋土3~5cm(T₃),以模拟沙质草场疏松的地表易被牲畜践踏活化而掩埋植物;第4组做对照(T₄)。试验结果证明,春季对地上部分剪除不影响以后的营养生长和生殖枝的形成发育,但是7月以后做剪除处理则对其营养生长不利,对生殖枝的形成影响更大。生长季多次剪枝可获得更大生物量,不同处理组平均每株的地上部分收获生物量(干重)分别是25.2g(T₁),27.4g(T₂),24.7g(T₃)和22.0g(T₄)。冷蒿枝条密集,在无干扰条件下,平均每株有枝条近百枝。植株地上部被剪除后,不定芽萌发力强,1cm的残枝上可以萌芽2~4个。枝条的基部极易生不定根形成新植株。有性繁殖与无性繁殖并存保证了种群更新。     

等效沙厚度研究进展

风、沉积物和地表覆盖是控制沙丘地貌的三大要素.沉积物尤其是沙源供应对沙丘地貌的影响仍有待深入研究.沙丘体积的研究促使了等效沙厚度(equivalent sand thickness,EST)概念的提出.EST研究经历了多个沙丘和亚沙丘尺度2个研究阶段.多个沙丘EST研究发现,EST与沙丘高度之间具有较好的一致性,其与方...     

以孢粉学方法为例浅论黄土沉积物中微体炭屑的统计问题

作为火的代用指标—炭屑在过去生态环境变化及人类活动研究中具有重要意义,基于孢粉学方法开展的微体炭屑—火的研究得到了研究者的广泛关注,但关于炭屑统计的标准目前尚未统一。通过选取黄土高原灵台剖面顶部13 m共16个样品,采用孢粉流程法提取炭屑（外加石松孢子以计算炭屑浓度）,对样品进行随机分组统计。具体方法如下：统计时以50粒外加石松孢子为单组,每个样品累计统计20组,且每组中按形态（长宽比）分为长条形炭屑与近圆形炭屑,按大小划分为10~30 μm,30~50 μm,50~100 μm和>100 μm共4种粒级。结果表明20个单组中炭屑含量相近但有一定波动性（标准偏差0.06%~8.70%）;当石松孢子累计统计500粒（10组）以上时,炭屑浓度、各粒径炭屑所占百分比均趋于稳定（相关系数r=0.99）;当石松孢子累计统计300粒（6组）以上时,炭屑的长/圆比值趋于稳定（标准偏差0.01~0.24,r=0.87）。基于以上结果,建议在黄土高原微体炭屑研究中统计500±50粒的石松孢子,以确保数据稳定。以此为基础,初步发现灵台地区自165 ka以来,火事件较为频繁,草本较木本植被更占优势,此结果与该地区黄土—古土壤中元素碳含量等数据有较好对应关系,表明该地区的古火发生与环境变化具有较强联系。     

甘肃敦煌雅丹地质公园区风蚀气候侵蚀力特征

风蚀气候侵蚀力是潜在风力侵蚀强度的重要表征。基于2013年和2014年风速、降水和空气温度、湿度等气象要素的实地观测数据,对甘肃敦煌雅丹地质公园区的风蚀气候因子指数进行了逐月的计算和分析。结果表明：（1）研究区风蚀气候因子指数为151.98±0.13,是全国的三大极大值区之一;（2）研究区风蚀气候因子指数不同于全国干旱半干旱区基本季节变化特征,夏季最大,春夏季明显高于秋冬季,与新疆和田地区的季节变化特征相似;（3）研究区风蚀气候因子指数具有4—8月持续高值、9月至翌年3月持续低值的月变化特征;（4）风蚀气候因子指数的决定性气象因子是风速,而降水的减弱作用甚微;（5）一般来说,雅丹地貌分布区风蚀气候因子指数≥150。