干旱区沙漠与河流复合地貌过程研究进展

沙漠-河流过渡带是独特的地理单元,在世界主要沙漠中普遍存在,河岸沙丘地貌发育过程是其独特性的突出表现。一方面,河流通过提供物源和场所控制河岸沙丘地貌的发育过程与格局,另一方面,沙丘发育过程改变河道。本文回顾了沙漠与河流复合地貌过程研究取得的重要进展,包括沙漠与河流交互关系、沙漠和河流交互尺度以及河岸沙丘地貌形成与发育过程等。但水系变迁与沙漠演化、沙丘复杂性与河谷形态之间的关系,以及如何建构沙漠河岸风水复合地貌过程模型等问题,将是未来需要突破的难题,这有助于促进风沙地貌与流水地貌的高度融合,丰富沙漠科学和干旱区水文的理论体系。     

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。     

中国北方地区沙漠与河流景观格局

本文运用景观生态学原理,借助ArcGIS技术,选择中国北方10个流域及其12个沙漠/沙地,并以西部的和田河和东部的西辽河为典型研究区,在流域与沙区、河道与沙丘两个尺度上,选取景观破碎度指数、景观多样性指数等指标,探讨中国北方干旱、半干旱区沙漠/沙地景观与廊道景观(河流)的空间镶嵌格局特征。结果表明：在流域与沙区尺度上,内流区较外流区沙区景观类型复杂,景观破碎度较小,外流区沙区景观结构较为相似;内流区沙区景观指数自西向东呈现出“景观破碎度递增、景观结构复杂性递减”的规律。在河道与沙丘尺度上,在缓冲带范围内,和田河较西辽河沙丘景观类型复杂,景观破碎度较小;景观指数随河道距离的变化呈现出“景观破碎度随距河道距离的加大而逐渐递减,丰富度指数随距河道距离的加大而呈阶梯状递增”的规律;从沙丘斑块类型景观指数上看,西辽河以固定、半固定的简单型沙丘为主,和田河以流动的综合型沙丘为主。主导的沙丘类型景观距离河道越远,面积比例越小,不同沙丘类型的水平景观破碎度随河道距离递减。     

近50年黄河乌兰布和沙漠段辫状河道演变

依据水沙资料和断面资料,对黄河乌兰布和沙漠段辫状河道形态近50年演变特征及趋势进行探讨分析。结果表明：在大流量条件下（1966-1993年）,河流横向侵蚀、搬运堆积过程强烈,风沙入黄（河）量大,河道横向摆动频繁,辫状河道发育强烈。当黄河流量减小时（1993-2013年）,河流横向摆动能力减弱,黄河主河槽远离左岸乌兰布和沙漠沙丘,河流输沙能力减弱,汊道泥沙淤积导致心滩边滩相连,河流分汊数量明显减少,辫状河道萎缩,黄河乌兰布和沙漠段辫状河型有向弯曲型河道转变的趋势。     

粒度分析在塔克拉玛干沙漠研究中的应用

本文重点探讨了塔克拉玛干沙漠的风成沙粒度组成特征及其与物源的关系，同时对沙丘的下伏地层沙、现代河流沙及丘间地沙的粒度组成也进行了对比。通过对该沙漠第四纪沉积物的粒度分析，证实了风成沙的粒度分布以极细沙为主，不含粗沙，粉沙含量极小；粒度组合、分选主要受营力和源区物质制约，结果使粒度空间分布形成格局。总之，通过粒度分析得到一系列量化指征，可为研究风沙流运动，探讨沉积环境和改造沙漠、发展沙产业提供理论依据。     

柴达木盆地西南缘山前沙丘区沙丘地貌形态特征

沙丘形态特征是风沙地貌研究的重要内容。通过野外实地考察及Google Earth高分辨率影像,对柴达木盆地西南缘山前沙丘区风沙地貌的空间分布格局进行分析和描述,并探究主要沙丘的形态参数特征。结果表明：（1）基于沙丘的形态-动力学分类原则,研究区沙丘共划分为12类;从发育规模来看,简单型沙丘占比大,复合型、复杂型沙丘占比小;从形态特征来看,以横向沙丘为主。（2）基于沙丘类型的空间变化特征,研究区可划分为5个亚区,风况和河流是导致沙丘类型空间分布差异的主要因素。（3）研究区各类型沙丘发育规模小,这与沙丘发育时间短、沙源供应少密切相关。新月形沙丘的形态参数宽度（w）与高度（h）之间呈良好的线性相关关系,可表达为w=9.47h+14.89。沙丘高度（h）与间距（λ）呈幂函数关系,且幂指数n均小于1。本研究丰富了柴达木盆地风沙地貌的研究内容,为后续的沙丘发育演化模式研究奠定了基础,同时对格库铁路防沙治沙和安全运行具有重要的参考价值。     

基于遥感的中国北方风沙地貌类型分析

风沙地貌在我国有广泛的分布,特别在北方,对区域生态安全、社会经济发展有重大影响。为了了解我国风沙地貌最新状况,通过解译2000~2002年的Landsat7 ETM影像,建立了我国风沙地貌类型数据库。对北方风沙地貌的分析表明:1.我国北方风沙地貌主要分布在新疆、内蒙古、青海、宁夏、甘肃、陕西、吉林、黑龙江8省区,其中以新疆、内蒙古的面积最广、地貌类型最丰富;2.类型多样性上,干旱区沙漠的地貌类型远比半干旱区的沙地丰富,其中有些类型分布普遍,还有些类型仅仅局限于特定区域,是在特定的风力、风向、植被等作用下形成的;3.沙丘动态上,沙漠除古尔班通古特与乌兰布和沙漠以固定、半固定为主外其他都以流动为主,沙地沙丘则以固定、半固定状态占优势。本文从沙丘形态类型角度分析了我国风沙地貌的最新特征,具有定位、定量特点,所建数据库不仅能用于风沙地貌的定期遥感监测,还能对沙丘形态演化进行定位监测研究。     

旱麻岗沙漠风沙地貌发育与演化

旱麻岗沙漠位于腾格里沙漠南部,是腾格里沙漠的重要组成部分。目前对该沙漠几乎没有研究。旱麻岗沙漠最主要的地貌是风沙地貌和流水地貌,且近似南北方向平行相间排列。该沙漠主要的沙丘类型有新月形沙丘链、反向沙丘和灌丛沙丘,其中新月形沙丘链和反向沙丘分布在海拔相对高的区域,且呈条带状分布,而灌丛沙丘主要分布在冲沟内。旱麻岗沙漠的起沙风主要为西北风,其次为东南风。风能环境属于低等风能环境,合成输沙方向为282°~331°,方向变率为中等变率。流动沙丘表面平均粒径最大,其次为结皮下层和结皮表层;分选性与平均粒径有相似的规律。石羊河流域、祁连山东端的冲积-洪积物和湖相沉积为旱麻岗沙漠的形成与演化提供了重要的沙源。根据野外考察,结合以往研究成果,该沙漠的形成与演化可以概括为以下几个阶段:大湖期;湖水干涸期,在退水过程形成近似平行排列的小冲沟;沙漠形成与扩张期,流动沙丘覆盖整个区域;沙漠萎缩期,降雨量增加,沙漠萎缩,平行排列的冲沟宽度和深度增加,冲沟内的流沙随流水冲向下游,而冲沟间的沙丘仍然保留在原来的位置,形成现代的地貌格局。     

古尔班通古特沙漠风沙地貌研究进展评述

古尔班通古特沙漠是中国最大的固定、半固定沙漠,也是中国境内受西风环流影响最明显的沙漠之一.本文简介古尔班通古特沙漠风沙地貌的研究历史,综述区域风况和输沙势特征、主要沙丘类型分布格局、风沙物质来源、沙丘粒度特征、沙漠环境演变和纵向沙垄发育模式以及现代沙丘动态变化等方面的研究进展,指出研究中存在的问题并展望未来研究方向.     

库布齐沙漠南缘风水交互特征及其对抛物线形沙丘发育的影响

通过对内蒙古库布齐沙漠南缘气象水文数据的监测、多期高分辨率遥感影像的分析以及实地考察,探讨区域风水交互特征及其对抛物线形沙丘形成发育的影响。结果表明：从1970年到2014年,研究区水沙作用方式逐渐由水沙平衡交互转变为流水侵蚀主导,期间叭尔洞沟发生多次高输沙量的洪水,河流大幅度改道,流水对上风向西岸横向沙丘的切割作用使得一部分残余沙丘留在东岸,成为沿岸抛物线形沙丘的初始沙源。在西北风作用下,河床内积累的沙物质通过东岸的输沙沟槽为沿岸抛物线形沙丘提供外来沙源。1970-2014年该区域合成输沙势持续下降,河床积累沙物质逐渐减少,在流水侵蚀主导阶段,洪水对河床沙丘的搬运以及降雨对河道沿岸阶地的坡面侵蚀使得河流对西岸沙丘的截沙作用增强,流水逐渐阻断外来沙源供给,为东岸首先发育新月形沙丘创造条件。随着风沙作用减弱,降水增加,新月形沙丘在植被"翼角固定"的转换机制下逐渐演变为抛物线形沙丘。库布齐沙漠南缘的风水交互作用对叭尔洞沟沿岸抛物线形沙丘形成发育产生较大影响,是区域风沙地貌形成演化的重要因素。     

Application of a new river classification scheme to Australia's tropical rivers

A revised typology of Australian tropical rivers was applied to the complete channel network (named and major rivers) shown on 1:250 000 topographic maps for three large drainage basins in northern Australia (Daly River, NT; Fitzroy River, WA; Flinders River, Qld). Reach mapping and classification were conducted using the revised typology. The 12 major river types proposed were: (1) bedrock rivers; (2) bedrock‐confined and ‐constrained rivers; (3) low sinuosity (straight) rivers; (4) meandering rivers; (5) wandering rivers; (6) anabranching rivers; (7) chains of ponds; (8) gullies; (9) floodouts; (10) lakes, swamps, billabongs and wetlands; (11) non‐channelized valley floors; and (12) estuarine rivers. The 12 major river types were developed based on river reach mapping for more than 264 000 km² of tropical Australian catchments. At scales larger than 1:250 000, subdivision of each major river type is recommended. In the Daly and Fitzroy catchments, confined and constrained rivers dominate, whereas in the Flinders and Fitzroy catchments, anabranching rivers dominate. The dominant river types need benchmarking with adequate numbers of control reaches so that channel changes induced by human and natural impacts can be measured by reference to the stability of these controls. Wandering rivers, floodouts and non‐channelized valley floors were rare for the 1:250 000 channel network in northern Australia but need inclusion in national parks.     

游荡性河流演变规律研究进展及其河型归属探讨

游荡性河道在中国广泛分布,其中以黄河下游上段最为典型,但关于游荡性河型的归属问题尚存在很大争议,国际上多将游荡性河流归属为辫状河型。本文以黄河下游游荡性河道为典型案例,系统总结了游荡性河流的演变特征、主要影响因素和形成机理,并从定义、成因、特征及河道形成过程方面,将游荡与辫状河型的异同点进行对比分析。得到以下启示：游荡性河型是一种重要的河道型态,与辫状河型在许多方面存在较明显差异。特别是游荡河型主要发育于能量小于输沙需求的环境,因而形态呈现不稳定特性,但辫状河型不仅出现在能量较多的环境,而且也常在能量较小的环境中出现,因而一部分具有稳定形态,另一部分则表现出不稳定的特性,因此,有必要对游荡性河道和辫状河道给予区分。最后对未来研究进行了展望,提出应重视河型形成的内在机理,对能量理论进行发展及深化,进一步系统性评价游荡性河道与辫状河道的异同性,以解决游荡性河道的河型归属问题。     

塔克拉玛干沙漠克里雅河下游地区风沙地貌的形成发育与环境变化趋势的初步研究

克里推河是塔里木盆地中深入到塔克拉玛干沙漠内部的主要河流之一。克里稚河出山口后形成的冲积扇, 上部为砾石平原, 中部为亚沙土, 沙壤土的细土平原, 当前农业绿洲所在, 下部为盐土平原, 在野营以下, 河流又分成东西两支, 各形成东西两个干三角洲。在东部干三角洲上, 水系扇状扩散, 沿河两岸呈现胡杨、红柳灌丛的天然绿色植被带, 复合型沙丘链被流水切割, 形成孤立复合型沙丘散布面积约210Km², 居民点零散分布其间。在西部干三角洲上, 扇状水系的干河床断续分布。河床内为密集新月形沙丘和沙丘链, 两侧为吹扬的灌丛沙堆和有枯死的胡杨林地。并有历史上城镇废墟分布, 反映着历史时期曾有过人类活动。克里雅河下游上段(大河沿——于田地段)河漫滩部分受间歇洪水影响, 芦苇丛生, 尚未有沙丘发育。高出河床1.5-3m第一阶地为红柳灌丛和胡杨分布地区, 疏林地段有新月形沙丘、沙丘链和灌丛沙堆。高出河床8-10m第二阶地主要为红柳灌丛分布地区。并受外围流沙入侵影响和固定沙丘"活比"形成新月形沙丘、沙丘链与吹扬灌丛沙堆相间的景观。第三阶地已全为裸露新月形沙丘及沙丘链覆盖。再往外则系高大的复合型沙丘。下游中段(大河沿以北)为克里雅河下游扇状平原干三角洲, 水分条件较好, 成为沙漠中一片绿洲。只有被淤高干河床地段就地起沙已发育有新月形沙丘及初期诸形态。发育时间短(约在1960年以后形成), 并且是演变再活跃的场所。下游下段(三角洲尾端以北)已全为流沙覆盖。仅从枯死胡抚和红柳稚丛分布反映过去柯床痕迹, 最远一支可延伸至古老的塔里木河。克里雅河下游现代沙漠化过程加剧的主要因素是中游人为活动。增大用水量。下游水量减少, 环境恶化, 而不是大沙漠前移所造成的。听以, 改善下游天蛛绿洲生态环境时, 中游应分配合理水量给下游, 以保持下游干三角洲中天然绿洲生态平衡。下游保存完整的天然绿洲建议作为国家级自然保护区。     

策勒河流域荒漠类型特征研究

策勒河流域荒漠类型多样,在干旱区具有典型代表性。基于Landsat5的TM遥感影像数据、数字高程模型（DEM）数据,利用GIS技术,结合野外调查、样品采集及实验室粒度、有机质、盐分分析,对策勒河流域荒漠类型分类,并编制荒漠类型分布图。据地貌类型、物质组成、植被盖度等指标将流域内荒漠分为2个一级类,7个二级类,14个三级类,建立策勒河流域荒漠类型分类系统。流域荒漠自下游向上游具有依次是沙漠、砾漠、岩漠、土漠和寒漠空间分布的规律;荒漠总面积2 416.76 km²,占流域总面积的70.45%,砾漠占荒漠总面积的45.52%,为最大一类,泥漠所占比重最小。可为流域环境保护、荒漠化防治提供依据,为其他干旱区荒漠类型研究提供参考。     

江南的晚更新世风成砂丘

本文主要根据长江中下游南沿地带一些主要松散砂粒组成的岗岭与丘丛的分布、物质组分与沉积构造特征及其生成时代的分析,认为它们是冰期中南侵的干冷气流,把由于海面-江面-湖面下降而大片出露的江湖滩地上的砂粒,吹扬起来又沉落的风成砂丘.     

Testing links between river patterns and in-channel characteristics using MRPP and ANOVA

This study tests the assumption that the characteristics of channels within multiple channel rivers are different from those of single channel rivers. Some river restoration approaches propose radical transformation of river patterns, from multiple to single channels, based on the link between river patterns and their in-channel characteristics. Determining the links between river patterns and their in-channel characteristics is complicated by differences in geology, history, climate and discharge among rivers. Furthermore, multiple channel rivers are composed of a mosaic of channel types with a range of in-channel characteristics. This study minimizes these problems by analysing a single river containing neighbouring single and multiple channel patterns with little change in discharge downstream, and by analysing all channel types. The study addressed two objectives: to determine the hydraulic geometry, energy, and sediment mobility characteristics of neighbouring single and multiple channel river patterns, and to test for statistical differences in these characteristics between patterns. The Renous River shows a wandering pattern for 11.5 km, with multiple channels around semipermanent islands and abandoned channels in the flood plain. The river displays a single channel river pattern where channels are confined by their valley walls, upstream and downstream of wandering. The analysis was conducted at three scales. First, the confined single channel and wandering multiple channel patterns were compared (pattern scale). Second, the confined channel pattern was compared to single and multiple channel sections within the wandering pattern (section scale). Third, all channel types were compared (channel type scale). Multi response permutation procedure (MRPP) and analysis of variance (ANOVA) were used to analyze differences between channels. Difference tests found no simple discrimination between the single and multiple channel river patterns of the Renous River. Tests between the single confined and multiple wandering channel patterns found few differences in the in-channel variables. The tests did find differences between multiple channel sections within the wandering pattern and confined single channels; however, a greater number of differences were found between multiple channel and single channel sections within the wandering pattern, highlighting the variability within the wandering pattern. Two groups emerged when all channel types were tested for differences: perennial main-channels containing the thalweg, and ephemeral side-channels. Therefore, side-channels define the in-channel characteristics of wandering rivers because few differences were found among main-channels in either pattern. This analysis suggests that all channel types, not just main-channels, should be investigated to obtain a complete picture of a river pattern prior to any restoration efforts. Engineers must exercise caution when applying the link between river patterns and in-channel characteristics to river restoration efforts.