毛乌素沙地风沙沉积物磁学特征及其古环境意义

在沙漠沉积环境中,成土作用对磁化率的贡献较小,往往被原生磁信号掩盖,因此分离两种磁组分对气候和粉尘代用指标的提取至关重要. 本研究选取位于毛乌素沙地东缘的锦界风沙沉积剖面为研究对象,利用多变量一元线性回归中的"平均值概念"进行磁化率的原生碎屑组分X0和次生成土组分Xpedo的分离,并探讨磁学参数所承载的气候和环境意义. 结果显示,磁学比值参数(如Xpedo/X0、Xfd/HIRM、Xfd%和XARM/SIRM)彼此之间存在显著线性或指数/对数相关关系,它们对成土强度指示明确,可以在一定程度上减小或避免磁性矿物背景值差异所产生的误差,与磁化率相比更适宜用于该区的古降水量重建. HIRM主要由碎屑赤铁矿含量控制,HIRM与X0存在明显正相关关系,表明碎屑赤铁矿随原生磁性矿物总体含量的增加(减少)而增加(减少),在粉尘成因磁性矿物中所占比例大致稳定,从而HIRM可以指示源区粉尘通量的变化. 锦界剖面的原生和次生磁性矿物浓度均明显低于黄土高原黄土,不同地层X0和Xpedo在磁化率中所占的比例存在较大差异,因此磁化率的环境意义比较复杂,在使用其恢复古气候古环境时需慎重.     

毛乌素沙漠风积砂地层碎石桩载荷试验研究

在榆林地区典型风积砂地层中开展了碎石桩复合地基载荷试验,通过试验对碎石桩有效桩长及承载力等方面进行了探索性研究。通过试验得到天然地基临塑荷载为128kPa,极限荷载320kPa; 碎石桩单桩临塑荷载为1019.2kPa,极限荷载不小于3312.4kPa; 桩间土临塑荷载为318kPa,极限荷载1590kPa; 复合地基临塑荷载为535kPa,极限荷载不小于2072kPa; 除此之外,在本文试验条件下,碎石桩的有效桩长可达8m左右,但上部荷载则主要由4m以上桩体承担。本文的有关结论为该区振冲砂桩复合地基的设计和施工提供了十分重要的参考依据。     

从沉积重矿物与土壤养分特点看毛乌素沙地全新世环境变迁

根据全新世沉积重矿物组合与古土壤养分分析的结果，认为毛乌素沙地全新世沉积环境有过多次正逆变化：１１－１０ｋａＢ。Ｐ．、８５００－５０００ａＢ，Ｐ．、４０００－３５００ａＢ．Ｐ．、２７００－２０００ａＢ，Ｐ．以及１５００－１０００ａＢ．Ｐ．时期气候较为潮湿，土壤、植被发育较好，化学风化作用较强，风沙活动受到限制，为相对低能的沉积环境。介于其间的时期则分别为机械风化作用占优势的高能沉积环境，土壤风蚀严重，气候较为干燥。     

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。     

晚冰期以来毛乌素沙漠环境特征的湖沼相沉积记录

毛乌素沙漠南缘靖边海则滩湖沼相沉积剖面,真实地记录了晚冰期以来东亚季风气候和沙漠演化历史。在地层沉积相划分和测年基础上,据地球化学元素和孢粉等气候指标分析表明,该区古气候变迁序列为：１２ｋａＢＰ前干燥寒冷;１２～１０ｋａＢＰ气候转暖湿;１０～８．５ｋａＢＰ以温湿为主,在１０～９．５ｋａＢＰ出现ＹｏｕｎｇｅｒＤｒｙａｓ冷干事件;８．５～３．０ｋａＢＰ温暖湿润;３．０ｋａＢＰ后气候趋于半干旱与现代气候较接近。这种气候演化规律是受地球轨道因素影响,通过东亚冬夏季风的强弱变化来实现的     

毛乌素沙地中部风成沙的组成与微形态特征

分析了毛乌素沙地中部流动沙丘与固定-半固定沙丘沉积物粒度、元素和微形态特征。结果表明：流动沙丘沙和固定-半固定沙丘沙均以细沙和中沙为主,流动沙丘沙的分选性较好,而固定-半固定沙丘沙的分选性较差,沙丘在频繁强烈的风沙活动环境下跃移搬运,且搬运方式一定,搬运动力稳定。与上部陆壳平均化学组成（UCC）相比,常量元素SiO₂和Na₂O富集,其余均亏损,而微量元素中,Co富集明显。沙丘沙物质CIA值与上部陆壳平均值接近,表明沙丘经历了低等的化学风化。流动沙丘和固定-半固定沙丘颗粒磨圆度普遍较差,大多呈现棱角状或次棱角状外形,真正圆状外形较少。风成环境的典型标志碟形撞击坑占比很大,推断毛乌素沙地中部气候相对干燥,机械作用占主导地位,化学风化作用甚微。     

毛乌素沙地汉代古城遗址空间格局及驱动力分析

运用最近邻指数法、空间分析法和耦合分析方法,研究了毛乌素沙地31座汉代古城遗址的分布特征,探讨了古城遗址空间格局与地理环境要素之间的关系。通过对31处古城址进行点格局分析,得出古城遗址间平均最近邻直线距离为25.5 km,属于凝聚分布模式。汉代古城遗址主要集中在4个集聚区,即秦长城—秦直道强影响区（A）、秦长城—秦直道弱影响区（B）、西南集聚区（C）及西北集聚区（D）。其中,秦长城—秦直道强影响区（A）是最主要的遗址分布区,占古城址总量的48.4%。毛乌素沙地汉代古城遗址呈西疏东密的分布特征,形成明显的“空间组群”格局。在当时的气候背景下,地貌和水资源等自然因素主要制约城址的选择,而政治、军事和交通区位等人文因素则对古城遗址的数量和空间结构起主导作用。     

毛乌素沙地现代沙丘沙的粒度特征及其意义

对毛乌素沙地不同类型41个现代沙丘的沙粒度分析结果表明,流动沙丘沙主要由细沙和中沙组成,平均粒径为2.17 Φ;固定-半固定沙丘沙的主要粒级是细沙和极细沙,平均粒径为3.09 Φ。流动沙丘沙平均粒径整体自西北到东南减小,而分选性总体表现为中等-较好,无明显空间变化规律。概率累计曲线和粒度特征参数散点图表明,毛乌素沙地沙丘沙以跃移搬运方式为主,存在着就地起沙和就地堆积的可能。平均粒径和分选性空间变化规律的差异,是在频繁强烈的风沙活动环境下物源和大气环流共同作用的结果。     

大夏国都统万城选址合理性辨析

位于毛乌素沙地南缘的统万城遗址,因其城宏伟的规模、历史上的重要地位,是学者研究历史时期生态背景、文化、政治经济的重要时空坐标。作为大夏国都,其存续时间从公元419年至公元427年,区区9年时间,可谓"兴也勃焉,亡也忽焉"。从自然环境背景、资源承载能力、军事战略地位3方面对该城的选址做了详细分析,认为该城作为大夏国都在一定程度上是不合理的。赫连勃勃勇则勇矣,将国都定在统万城却并不具有全局思维,其自然环境、资源承载能力以及军事防御能力均无法满足国都设置的条件,尤其将国都设置在战争前沿,无法达到长治久安的目的。因此,建城之后多次受到北魏军队的正面攻击,并很快被攻克,大夏国因之灭亡。统万城在历史上行政地位逐渐降低,并最终淹没在黄沙之中,是历史的必然结果。     

毛乌素沙地生物结皮层藓类植物培育试验研究

 通过对毛乌素沙地不同发育程度的藓结皮进行养分分析,根据其N、P、K含量,对Knop培养液进行修正,按照正交试验设计方法进行室内培育实验,研究最适合毛乌素沙地藓类植株茎叶碎段生长发育的温度、培养液浓度以及培养液使用量。结果表明,当温度为15 ℃,培养液为low Knop,加液体量为12 ml时,藓结皮的生长发育状况良好,其株密度为329株·皿-1,平均株高为4.5 mm; 25 ℃时处理间差异不显著,生长情况不及15 ℃,而35 ℃高温下没有茎叶碎段生长繁殖。根据所有处理株高随时间的变化,得出了藓类植株生长拟合曲线。本实验可为野外培育藓结皮尤其是毛乌素沙地生物结皮的人工修复提供了一定的参考。