库姆塔格沙漠大尺度风场特征分析

利用美国NCEP/NCAR1979—2006年27 a地面10 m高度的日平均风场再分析-2资料以及46 a的地面常规气象站观测资料和1 a的沙漠中自动气象站观测资料,对库姆塔格沙漠地区风场进行了统计与诊断分析。结果表明：沙漠地区,一年四季北风和东北风为近地面主要存在的风向,春季风速最强,夏季次之,秋冬季最弱;在夏秋冬季节,由于北风的逐渐减弱,加上受到南侧阿尔金山和青藏高原风场的影响,南下的气流在沙漠南侧分为三支,分别流入新疆、青海和甘肃。春夏季节在沙漠北侧基本都是以东北风或者西北风吹向库姆塔格沙漠,秋冬季节,沙漠地区出现西南风。根据沙漠周围6个气象站风场风速显示,库姆塔格沙漠地区风速存在明显的周期变化,在过去的10多年中库姆塔格沙漠周围风场风速处于一个低谷期,但最近几年风速有不断加强的趋势。     

大型海底、海岸和沙漠沙丘的形态和迁移特征

海底、海岸和沙漠沙丘的迁移与其波高、波长等形态参数有关。对一些代表性大型沙丘的分析表明,海底、海岸和沙漠沙丘的形态特征存在着较大的差异,在相同波长条件下,海底沙丘波高最小,海岸沙丘波高次之,沙漠沙丘波高最大。其原因主要是流体厚度的差异,其次是物质供给条件的不同:浅海地区的水深限制了沙丘向上生长,而陆地气流厚度较大,给沙丘的向上生长提供了较大的空间;沙漠环境的沉积物供给远大于海岸环境,因而导致沙丘高度的差异。沙丘形态参数经常偏离统计的波长 波高曲线,数值实验结果显示,这与推移质输运率有关。推移质输运率的沿程变化可以使形态参数系统性地偏离波长 波高曲线;推移质输运率的沿程突变可使沙丘迁移受阻,造成沉积物的垂向堆积,形成超高的沙丘。由于大型沙丘的迁移特征受控于推移质输运率和沙丘高度,因此可以通过波高设计来计算迁移距离 历时曲线,进而控制沙丘迁移动态。文中给出了一个获取迁移距离 历时曲线的算例。设计波高可通过人工篱笆、隔挡墙、沟渠、表面护层等措施而实现。     

Development and setting of the Alcudia Bay beach–dune system (Mallorca, Spain)

The beach–dune system of Alcudia Bay is located in the north of the island of Mallorca. The system includes both simple and compound parabolic dunes formed by N to NNE winds and is made up of two dune areas with different dynamics: 1) the northern area, where, despite the fact that the source of beach sediment is from the south, dunes are formed by northerly winds and develop a narrow and linear barrier which separates a marsh from the bay; and 2) the southern area, where complex parabolic dunes formed by north-northeasterly winds, prograde south-southwest landward extending several kilometers inland. The broad pattern of the dunefield size is limited to the southeast by a mountain range and to the west by the effects of a topographic corridor, oriented north–south, which channels the prevailing northerly wind, causing a southward dune progression and limiting the westward extension of the dunefield.     

库姆塔格沙漠的“羽毛状沙丘”形态的观测

参照卫星照片和地形图,实地观测了库姆塔格沙漠“羽毛状沙丘”分布区域的地貌。新月型“沙垄”是该区域的主导性地貌类型,垄间地形波状起伏。如果将“沙垄”喻为“羽轴”,垄间的波状起伏地形为“羽枝”,则可构成卫星照片所显示的“羽毛状沙丘”。新月型“沙垄”的走向为NE-SW,由新月形沙丘前一沙丘的迎风坡与后一沙丘的东翼相连而成,高3~19m,宽约50m,长15~22km。“垄”间起伏地形的波长为100~300m,振幅为40~100cm,与“沙垄”成60~105°夹角。在波状起伏地形的波峰与波谷过渡区堆积颜色较浅的细沙,厚2~7cm,构成了“大沙波”。实地观测的“羽毛状沙丘”的形态与卫星照片显示的形态有一定差异。     

塔克拉玛干沙漠公路固沙植物立地条件分区评价

塔克拉玛干沙漠公路沿线气候恶劣、土壤和浅层地下水的含盐量高,沿线天然植被稀少,沙漠腹地仅发现12种能忍耐干旱和抗盐的植物种。经过科学试验,已经解决了沙漠腹地灌溉条件下固沙植物引种、选育和咸水灌溉等一系列人工绿地建设的技术难题,并且已经引种固沙植物50多种,建成沙漠公路固沙、基地绿化人工绿地43.3 hm2。沙漠人工植物栽培离不开灌溉。因此,主要从沿线土壤盐分状况,可利用水资源分布来评价植物固沙的立地条件。评价结果,在塔里木河近现代冲积平原有古河道淡水可以利用,昆仑山山前冲洪积扇普遍赋存可以利用的咸水。但全线可利用水资源的量不足以维持常规灌溉方式,必须采取节水灌溉,尽量节省资源,一些地方生物防沙要结合工程固沙,形成工程生物防沙体系,保证公路的畅通。     

普若岗日冰原毗邻地区风沙地貌及其环境演变

冰川作用形成的大面积的冰碛物沉积及寒冻风化是高寒区风沙沉积的主要物质来源.风沙地貌的发育与高寒区环境密切相关,冻结作用使沙丘发育以加积作用为主,形成了高大的新月形沙丘.沙丘的侵蚀与移动主要发生在暖季,新月形沙丘运动速度相当缓慢,年平均水平移动量约1.8～0.5cm·a^-1,加积速率约0.3～0.08cm·a^-1.普若岗日冰原毗邻地区的环境变化主要受温度条件制约,沙丘腐殖质层沉积年代与我国东部沙区古沙丘、敦德冰芯具有一定的相关性,可以认为西南季风的强度对本区具有重要的作用.高原下垫面的变化造成太阳辐射差异,是引起西南季风强弱,造成高原腹地温度与降水随之变化的重要原因.     

从冰前风沙地貌初看普若岗日冰原的形成演变

野外实地考察和室内样品分析表明,位于普若岗日冰原西侧冰川前缘带的大片风沙地貌,直接发育在冰碛之上,并以冰碛为主要物质来源,与冰川运动和冰原环境具有密切的联系,是相关冰川和冰原形成演化过程的良好反映与记录.结合沙丘沉积序列中的沉积构造测量、粒度分析及腐殖质夹层的¹⁴C测年等结果,初步得出:普若岗日冰原至少形成于18kaBP;冰原降水可能主要来自西风降水;18kaBP以来,冰原在总体上处于收缩过程,在约108kaBP来,冰原西缘的零平衡线的年均水平退缩速率约为088～102m·a^-1,铅直升高速率约为24～32mm·a^-1。     

利用探地雷达观测分析早春融雪前后沙丘表层土壤含水量的时空分布

积雪融水是古尔班通古特沙漠春季植物发育的重要水源, 快速获取早春沙丘的土壤水分变化具有十分重要的生态学意义. 2010年3、 4月分别使用探地雷达进行了多次测量实验, 结果显示: 1)融雪初期, 沙丘顶部土壤的自由水含量最大, 阳坡次之, 且融雪水在重力作用下沿坡面侧向缓慢流动, 在坡底汇集, 主导了融雪初期乃至整个春季沙丘表层土壤水分的分布格局; 2)融雪后期, 由于阴坡积雪和冻土消融相对滞后, 表层土壤含水量略高于阳坡, 而沙丘顶部由于融雪最早且融雪期间水分转移最多而表面最为干燥; 3)通过与时域反射仪的同步测量结果对比, 探地雷达的测量精度被有效控制在0.03范围内, 且探地雷达提供的连续数据更有利于从细节上把握土壤含水量的变化趋势, 为中小尺度土壤水分的动态研究提供了一种科学、 有效的技术手段.     

探地雷达(GPR)在海南岛东北部海岸带调查中的应用 *

对海南岛东北部海岸带调查采用了探地雷达(GPR)研究海岸带沙体的结构、展布和沉积序列,取得了很好的效果。文章通过和有限的露头资料对比以及对反射波形态、结构的研究,确定了海滩脊、海岸沙丘的反射特征以及潜水面的位置。雷达图像显示五龙港古海滩脊由亚水平、不连续、高振幅和透镜状反射波组成;木兰头海岸沙丘已受到人类活动的扰动,短的、陡倾斜反射可能代表未受扰动的海岸风成沙的前积层。研究表明探地雷达是一种可靠、快速和经济的地球物理方法,在砂砾质海岸可产生高质量、高分辨率和连续的反射剖面,值得加以推广。     

干旱沙区植被恢复过程中土壤颗粒分形特征

统计分析了干旱沙漠地区植被恢复过程中土壤颗粒分形特征及其与土壤沙粒(>0.05mm)、粉粒(0.05~0.002mm)和粘粒(<0.002mm)含量和土壤养分状况间的关系。结果表明:土壤颗粒分形维数随恢复时间延长有增大的趋势,土壤颗粒分形维数大小与土壤质地的细粒化有一致的变化趋势。0.05mm粒径成为土壤各粒径的分界值--即土壤分形维数的临界粒径,大于这一粒径颗粒含量越高,土壤分形维数越小;而小于这一粒径的颗粒含量越高,分形维数越大。土壤各养分状况均与土壤颗粒分形维数有极显著的线性正相关关系(p<0.0001),表明了土壤颗粒分形维数能客观地反映土壤肥力特征。在干旱沙漠地区,伴随着植被恢复和流沙固定,土壤颗粒分形维数可作为一个评价土壤演变程度的综合定量指标。