塔克拉玛干沙漠腹地高大复杂纵向沙垄区简单横向沙丘形态特征的空间变异

为了探讨小尺度风沙地貌形态的空间变异过程,对塔克拉玛干沙漠腹地高大复杂纵向沙垄横断面上简单横向沙丘形态特征进行了研究。沙丘形态野外测量采用RTK(real-tim e k inem atic)技术,并通过南方测绘软件(South Survey)量算形态特征参数。结果表明:简单横向沙丘形态特征参数及其相互关系具有空间变异性。在8个地貌部位之间,沙丘形态特征参数(不包括迎风坡度)存在显著性差异,主要体现在:垄顶、沙垄背风坡、其他地貌部位(包括垄间地和沙垄迎风坡)三者之间的差异。地貌部位、输沙风强度以及沙丘活动强度是驱动沙丘形态空间变异的因素。沙丘高度与翼展度余弦有负对数关系,发育指数与高度、迎风坡度成负线性相关,这些相关性的显著程度在垄顶、背风坡较高,在垄间和迎风坡较低。     

塔克拉玛干沙漠大气降尘粒度特征——以塔里木沙漠公路沿线为例

选择塔里木沙漠公路沿线典型下垫面,通过连续野外定点观测、室内粒度分析等手段,研究塔克拉玛干沙漠腹地与复合纵向沙垄区不同地貌部位近地表大气降尘的粒度特征及其空间分异规律.结果发现:沙漠公路沿线大气降尘的平均粒径在3.28Φ～3.47Φ之间,以细砂、极细砂为主,粒径分布呈双峰态,表明降尘来源的多样性.沿线不同下垫面降尘中粒径＜50μm的细粒物质组成差异明显,位于沙漠北部和中部开阔的垄间区是沙尘的潜在源地.复合纵向沙垄区不同地貌部位的降尘细粒物质组成(粒径＜50μm)差异明显,垄间区降尘中的细粒物质含量最高.非尘暴降尘较之尘暴降尘偏细,粉砂和黏土含量更多,分选性更差.大气沉降颗粒的粒度分形维数可以从整体上反映出颗粒物的粒度分布和级配特征,是描述大气沉降颗粒物粒度特征的重要指标.     

塔克拉玛干沙漠新月形沙丘不同部位的粒度特征

通过对塔克拉玛干沙漠东经84°沿线,北纬38°50′～40°50′之间复合型沙垄垄间平地新月形沙丘的粒度筛析资料分析表明:沙丘沙以极细沙和细沙为主,二者含量达80～90%以上。平均粒径3.34φ。落沙坡脚最细,往迎风坡脚越来越粗。分选程度以沙丘脊部最好,向两坡逐渐较差。沙丘上沙子搬运以跃移为主,该组分含量占90%左右。粗截点2～3φ、细截点4φ左右。地面滚动组分平均含量<6%,悬移组分平均含量<3%。丘间地平均粒径2.94φ,分选也较沙丘差。作为对照,文中还论述了纵向沙垄的粒度特征。     

塔克拉玛干沙漠腹地纵向沙龙表面沙物质粒度特征

本文对塔克拉玛干沙漠腹地纵向沙垅表面沙粒，丘间地沙粒进行了粒度分析。结果表明，沙垅以极细沙为主，平均粒径３．０６φ，沙粒从沙垅迎风侧到背风侧逐渐变细。沙丘沙比丘间地沙分选好，沙支背风侧比迎风侧分选好。沙粒属极负偏，偏度－０．２２，丘间地沙比沙丘沙更趋向负偏。峰度１．３８，属尖峰态。粒径与偏度和峰度成正相关，分选和偏度成良好负相良。沙丘沙以单峰态为主，累积频率曲线为２￣３段式，丘间地以双峰态为主，累     

毛乌素沙地南缘沙丘水分的时空分布特征

在2003年4～10月,通过对毛乌素沙地南缘沙丘0～100 cm沙层水分含量的定点观测,结果表明:不同季节水分含量为秋季＞春季＞夏季,春、秋季节为沙丘水分的积累期,夏季为水分亏缺期;沙丘水分垂直变化小,近地表水分含量低,普遍存在一层干沙层,厚度约为10～20 cm.沙丘各部位水分由高到低依次为丘间＞背风坡＞迎风坡＞丘顶,夏季由于地表出现干沙层,故迎风坡水分高于背风坡.     

塔克拉玛干沙漠腹地纵向沙垅表面沙物质粒度特征

本文对塔克拉玛干沙漠腹地纵向沙垅表面沙粒、丘间地沙粒进行了粒度分析。结果表明,沙垅以极细沙为主,平均粒径３．０６Φ,沙粒从沙垅迎风侧到背风侧逐渐变细。沙丘沙比丘间地沙分选好,沙垅背风侧比迎风侧分选好。沙粒属极负偏,偏度－０．２２,丘间地沙比沙丘沙更趋向负偏。峰度１．３８,属尖峰态。粒径与偏度和峰度成正相关,分选和偏度成良好负相关。沙丘沙以单峰态为主,累积频率曲线为２～３段式,丘间地以双峰态为主,累积频率曲线为３～４段。大尺度地形对沙粒段式没有影响,对各段组分含量相对大小有影响。     

库姆塔格沙漠综合考察的主要进展

通过对库姆塔格沙漠的实地观测、样品分析和资料收集,获得了沙漠地区的基础数据。沙漠面积约2.29×104km2(2001年),沙漠存在向东南方向移动和周边扩大的趋势;库姆塔格沙漠沙丘形态以新月形沙丘链为主,羽毛状沙丘为特色,星状和其他复合型沙丘大量分布的特点;羽毛状沙丘的"羽轴"是一种较特殊的复合型沙垄,由单个新月形沙丘前后相连,在沙垄和沙垄之间的沙平地有地形起伏,形成较宽大的弧形沙埂,基本与沙垄走向垂直,由这些沙垄和沙埂组成了独特的羽毛状沙丘;沙漠内部羽毛状沙丘分布区全年盛行东北风,全年平均风速5.94m/s,年总输沙势944.46 VU;调查记录了沙漠区107种植物和79种脊椎动物,发现野骆驼在沙漠西部的水源地,3种稀有荒漠植物的新分布区;提出沙漠最早形成于70万年的中更新世。     

不同沙丘部位和不同结皮类型对土壤种子库的影响

采用萌发法对古尔班通古特沙漠沙垄不同部位生物结皮类型的种子库进行研究,发现不同沙丘部位和结皮类型种子分布特征有一定的规律性:藻类结皮的种子数量、丰富度和多样性均显著高于地衣和苔藓结皮。生物结皮从藻类到地衣和苔藓的演替,有降低种子数量和种子多样性的现象。在不同沙丘部位,沙丘顶部流沙的种子数量和多样性较低,与丘顶流沙相比沙丘底部的藻类结皮显示出较高的丰富度和多样性,但沙丘底部的地衣和苔藓结皮与丘顶流沙相比未表现出明显的差异。背风坡中部的藻类结皮种子多样性较高,显著高于迎风坡中部的藻类结皮。     

塔中一号公路防沙体系不同地貌部位风沙危害差异研究

塔中一号沙漠公路是塔里木盆地石油物资运输的主要干线之一 ,它深入沙漠腹地 ,走向与风向夹角很大 ,因此沙害严重且频繁。通过对公路防沙体系实地调查测量 ,得出以下结论 :垄间平沙地沙害较轻 ,以风沙流滞留积沙为主 ,固沙带平均全埋宽度 9.0 9m;沙垄迎风坡较严重 ,平均全埋宽度 0 .94m、压埋 1 .96m、风蚀 0 .43m;垄顶最严重 ,平均全埋宽度 1 5 .5 9m、压埋 6.68m、风蚀 3.1 5 m;沙垄背风坡较轻 ,平均全埋宽度 2 .85 m,压埋 0 .0 4 m。     

陕北毛乌素沙地土壤水分时空变异规律研究

对陕北毛乌素沙地流动、固定、半固定沙丘的土壤水分进行的长期动态观测结果表明,含水量排序为流动沙丘(8.47%)＞半固定沙丘(8.40%)＞固定沙丘(8.39%).沙地含水量随土壤深度的变化存在着分布上的差异,随着深度的增加呈现先增加再减少的趋势,在0～60 cm土层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.08%、8.00%和8.03%,差异不显著;在60～200 cm土层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.65%、8.57%和8.53%,差异显著(P>0.05),其中60～140 cm层,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘土壤水分含量分别为8.76%、8.62%和8.54%,差异极显著(P>0.01).固定沙丘、半固定沙丘大部分背风面的土壤含水量高于迎风面的含水量,但在流动沙丘上迎风面的土壤含水量却明显比背风面的高.在沙丘的不同部位含水量也存在差异,土壤含水量坡顶部＜坡中部＜坡底部,在沙丘下部的丘间土壤含水量明显高于丘顶部.另外,沙地水分还受季节变化的影响,具有明显的季节变异性.     

PLA沙障对沙丘迎风坡土壤水分的影响

选取风季和雨季两个典型时期,对铺设不同规格PLA沙障沙丘迎风坡不同坡位0-60cm土层的土壤含水量进行测定,并以裸沙丘为对照,探究PLA沙障对沙丘迎风坡土壤水分的影响.结果表明:1m×1m和2m × 2m沙障在不同时期对沙丘迎风坡整体和坡位间土壤水分影响明显,而菱形沙障作用效果差;1m×1m、2m×2m沙障使风季形成迎风坡浅层(5-20cm)土壤含水量低于裸沙丘的水分特征,雨季形成迎风坡表层(0-10cm)土壤含水量优于裸沙丘的水分特征,从而影响了植物的入侵与定居方式;不同时期1m×1m和2m×2m沙障对迎风坡中部和下部土壤水分的影响均较上部明显,迎风坡中部和下部应为重点关注区域,而在上部应采取相伴措施弥补不足.     

古尔班通古特沙漠南缘浅层风沙土含水量空间变异

2008年5月,在古尔班通古特沙漠南缘梧桐沟区段设置200 m×50 m样地,均匀选取180个样点进行样方的植被、地形和地貌调查,并且采取表层(0～10 cm)和次表层(10～30 cm)土壤样品进行土壤含水量分析。借助地统计软件GS~+和ArcGIS地统计模块分析研究区土壤含水量在沙垄不同地貌条件下的空间变异规律。结果显示:两层土壤水分的半方差函数值拟合为指数模型;表层和次表层土壤水分的变程分别为37.8 m和21.3 m,偏基台值与基台值的比值[C/(C_0+C)]分别为75.1%和75.6%,说明两层土壤水分具有强烈的空间自相关性,也表明土壤水分的变异主要由结构性差异所引起,客观地反映了研究区土壤水分的空间格局特征。克里格插值图显示,土壤水分随地势的升高而增大,平均数分析表明,0～10 cm土壤含水量由高至低的变化趋势是:垄顶>迎风坡>背风坡>垄间地,而10～30 cm则为:迎风坡>垄顶>垄间地>背风坡。     

沙丘部位对聚乳酸纤维沙袋沙障降解速度的影响

掌握聚乳酸纤维沙障的降解速度对于沙障防护效益的发挥具有重要意义。在毛乌素沙地的流动沙丘迎风坡设置聚乳酸沙障,采用测定力学性能、质量损失及观察表面形态等多种手段对毛乌素沙丘迎风坡底部、中部和沙丘顶部铺设5a的聚乳酸纤维沙障的降解速度进行了研究。结果表明:与原始聚乳酸纤维沙障相比,从沙丘迎风坡底、迎风坡中到坡顶,沙障的降解速度逐渐增大。障格内纬向障体(垂直于主风向)的整体降解速度较经向障体(平行于主风向)的严重。单根沙障暴露面障体的降解速度均较贴地面的大,且二者的差异随坡位的上升越来越大。表明沙丘不同部位的风沙活动、光照、土壤水分含量等环境因素分布的差异对于聚乳酸纤维沙障降解速度有着重要的影响,在设置沙障或后期维护时应当注意加强。     

亚玛雷克沙漠猫头刺和小叶锦鸡儿灌丛结构与风影沙丘间的关系

以亚玛雷克沙漠丘间地猫头刺(Oxytropis aciphylla Ledeb.)及小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)2种典型灌丛及其风影沙丘为研究对象,采用摄影测量法获得了灌丛及其风影沙丘野外测量数据,分析了2种灌丛结构及其与风影沙丘间的关系。结果表明:在生境相同的情况下,猫头刺的平均积沙面积远小于小叶锦鸡儿,但平均积沙量却大于小叶锦鸡儿。植株高度、冠幅及植株迎风面剖面面积均为控制灌丛积沙效果的关键特征参数。在灌丛大小相近的情况下,猫头刺灌丛结构与风影沙丘特征参数间相关性更大些,积沙效果要优于小叶锦鸡儿。2种灌丛高度及灌丛迎风面剖面面积与其风影沙丘底面积、沙丘长度与沙丘体积总体上具有较高的拟合程度。2种灌丛的阻沙能力随着灌丛高度和灌丛迎风面剖面面积的增加呈不同增加趋势,且猫头刺阻沙能力大于小叶锦鸡儿。     

毛乌素沙地东南缘不同类型沙丘土壤水分分布特征

通过对横山县境内毛乌素沙地东南缘的实地考察,根据植被类型和植被覆盖度,将沙丘分为裸露流动沙丘、灌木覆盖沙丘、乔木覆盖沙丘,分别在各类沙丘不同地貌部位实施4 m深度钻孔取样,并进行含水量测试和粒度分析,研究沙地土壤含水量变化。结果表明:对于垂直方向0～4m深度的沙地、灌木和乔木覆盖沙丘平均含水量变化为:丘间洼地>迎风坡>背风坡,而裸露流动沙丘平均含水量变化为:丘间洼地>背风坡>迎风坡;不同类型沙丘在各地貌部位不同层段含水量变化差异明显,变化趋势不统一。沙丘的地貌部位相同,地表的植被类型和覆盖度差异是影响沙地土壤含水量的重要因素,测试结果显示,迎风坡含水量为:灌木覆盖沙丘>乔木覆盖沙丘>裸露流动沙丘;背风坡含水量为:灌木覆盖沙丘>裸露流动沙丘>乔木覆盖沙丘;丘间洼地含水量为:灌木覆盖沙丘>乔木覆盖沙丘>裸露流动沙丘。灌木覆盖沙丘土壤含水量变异系数最大,水分含量在不同层位波动较大,裸露流动沙丘和乔木覆盖沙丘含水量波动差异较小。沙丘上生长的灌木和乔木明显地改变了沙丘含水量的变化特征,灌木比乔木对沙丘含水量及其垂向变化的影响更显著。灌木对地表大气中的粉尘有较强的拦截能力,灌木沙丘平均的粉砂和黏土含量高,灌木的覆盖有利于沙地的土壤化进程和保持沙地水分,在沙地绿化过程中,应充分考虑灌木植物的作用。     

青海湖东沙地不同植被恢复措施下土壤水分变化特征

土壤水分是沙地植被格局和过程改变的主要驱动力,也是干旱半干旱区植物生长最大的限制因子。沙漠地区的土壤水分表现出明显的空间异质性。以高寒半干旱沙地青海湖东沙地为研究区,以栽植人工固沙植物(小叶杨、樟子松、沙棘和乌柳)的沙丘和自然固定沙丘(沙蒿为优势种)作为研究样地,探讨不同固沙植物影响下的沙丘不同地貌部位土壤水分变化特征。结果表明:(1)土壤水分的季节变化受降水、植被蒸腾作用和地表蒸发的共同影响,不同物种的分布模式具有差异性,但都表现为7月的土壤含水量最高。(2)同一植物在不同地貌部位的土壤含水量具有差异性,小叶杨在迎风坡最高,樟子松、沙棘和乌柳在背风坡最高,而沙蒿在丘顶最高,但只有乌柳的土壤含水量在沙丘地貌部位间的差异明显(P<0.05)。不同植物在同一地貌部位的土壤含水量也具有差异性,迎风坡樟子松的土壤含水量最小,只有1.81%,而沙蒿的土壤含水量能达到3.48%。丘顶处乌柳的土壤含水量仅为1.82%,而沙蒿可达3.58%。背风坡处的土壤含水量相差不大,乌柳最大为3.41%。(3)土壤水分随着土层深度的变化模式不同,土壤含水量整体表现为10~20 cm处最高。不同植物的土壤水分的垂直分布具有差异性,小叶杨和樟子松下方的土壤含水量随着土层深度的增加而降低,沙棘和沙蒿表现为120 cm土层深度内无明显变化,而乌柳下方的土壤含水量随着土层深度的变化在各地貌部位不同,具体表现为迎风坡无明显变化、丘顶降低和背风坡增加的趋势。土壤水分在高寒半干旱沙地不同植被恢复措施下的分布除受到降水、土壤分布、物种类型、植物根系分布的影响之外,还与沙丘微地貌形态具有一定的相关性。     

库布齐沙漠飞播成效的研究

通过长期的飞播造林实践证明：1）在库布齐沙漠西段半荒漠地带高大沙丘设置间距4m平铺行列式沙障和间距6m直立行列式沙障,飞播植物成苗率分别为45.6%和46.2%,比其它类型沙障区的成苗率高出8.9%～30.2%,比未设沙障的对照（CK）区高出36.5%～37.1%。2）种子包衣丸化处理后,沙丘迎风坡等不易落种地段的落种...     

库姆塔格沙漠南部的风积地貌特征

通过考察结果和TM影像解译,库姆塔格沙漠的东南分布高大的沙山,沙丘形态复杂;南部和西南缘分布有多条南北走向的荒漠沟谷,两岸分布沙垄,高18~65m,垄脊点(金字塔型)线交错,沙垄走向与沟的走向一致,阶地上覆盖一层深色矿物组成的砂砾(粒径3~1mm)。沙漠的中心区域,孤立的新月型沙丘、沙丘链占优势。下伏地形强烈影响着库姆塔格沙漠的风沙地貌形态。沙漠南部的低山、阿尔金山及其山前洪积沟谷形成的沟谷效应,塑造了沙漠南部复杂的地貌形态。沙漠沙丘砂的粒径由南向沙漠中心减小,0.25~0.05mm细砂占80%左右。     

毛乌素沙地樟子松人工林土壤微生物数量变化

对毛乌素沙地榆林沙区樟子松人工固沙林地土壤微生物进行测定和分析,结果表明:不同林龄樟子松林地细菌、放线菌和真菌数量差异显著,细菌和真菌数量随林龄增大不断增加;放线菌数量在流沙地(CK)、7～23a生林地这一时期内随着林龄增大显著增加,23a生林地达到最大值,31 a生林地出现明显回落.三大微生物均随土层深度加深而减少,在沙丘部位的分布表现为:丘间地＞背风坡＞迎风坡＞丘顶.在流沙地上栽植樟子松人工林后,土壤微生物数量增加,土壤肥力水平提高.     

简单横向沙丘表面物质组成、气流分布及其在动力学过程中的意义

对简单横向沙丘的形态特征、气流、表面以及被输移的沙物质组成的观测和分析表明 ,沙丘形态特征和表面物质组成的分异是导致沙物质在迎风坡坡脚不能沉积并向下风向输送的主要原因。对沙丘背风坡气流观测表明 ,在沙丘背风坡贴近地面的一定高度气流仍能保持一定的强度 ,其输沙方向与沙丘走向近似于垂直 ,并有相当强的输沙能力 ,但其作用被限制在背风坡范围内 ,这对保持沙丘形态有重要的作用。在野外风沙观测中气流的湍流和波动被忽略 ,平均风速并不能完全反映野外气流的性质。在低 -中强度风沙活动过程中 ,被输送的沙物质的粒度组成与下垫面物质有明显的差异 ,被输送沙物质的平均粒径小于下垫面沙平均粒径 ,输沙过程是一典型的随机过程。特定区域内 ,一定粒径范围内的沙物质不断被堆积而形成沙丘 ,经过一系列的动力学过程 ,最终形成处于动态平衡的区域沙丘地貌分布格局