青藏高原爬坡沙丘地表沉积物特征分析——以柴达木盆地托拉海河为例

为了阐明青藏高原爬坡沙丘的物源及沉积学意义并揭示其形成机理,对托拉海河爬坡沙丘进行断面采样,分析爬坡沙丘不同地形部位的粒度与地球化学元素特征。结果表明,托拉海河爬坡沙丘地表沉积物的粒度组成总体以极细砂、细砂、中砂为主,粒度特征表现出明显的风成特点;不同地形部位,粒度特征呈现不同的递变规律,自河床到迎风坡顶粒径变粗,分选变好,迎风坡顶到背风坡,粒径粗细混杂,分选变差。沉积物地球化学元素组成以Si、Al、Ca为主,和上陆壳(UCC)相比,除Co、As、CaO、SiO2以外,其余元素都有一定的亏损,不同部位化学元素分布具有一定相似性,且常量氧化物之间有较好的相关性,表明其具有相似的沉积环境。A-CN-K图解及CIA值揭示了托拉海河爬坡沙丘地表沉积物化学风化处于较低程度,大部分化学元素没有显著的风化或迁移,整体属于早期去Na、Ca的阶段;A-CNK-FM图则表明整个断面Fe、Mg元素在空间分布上存在一定的差异,Fe、Mg流失主要是差异风力风选的结果。从化学风化指标来看,不同地形部位风化程度不同,河床风化程度最弱,山地迎风坡的风化程度最强;河床与河流阶地的物源呈现多样性,而迎风坡和背风坡物源较为单一,可能是古沙翻新和就地起沙。因此,初步认为托拉海河爬坡沙丘的形成经历了两个阶段:一是古沙丘形成阶段;二是现代爬坡沙丘形成阶段。在不同空间尺度上,托拉海河爬坡沙丘地表沉积物的理化特征差异与风动力和水动力的差异有关,反映出沉积物对风、水交互作用的响应。     

碳酸钙含量对土壤风蚀强度的影响

研究选取内蒙古东部的两种土壤,经过后期的培育使土壤中的CaCO_3含量分别达到0%,2%,5%,8%,10%,通过风洞试验分析了CaCO_3含量与起动风速、风蚀速率之间的关系。结果表明:(1)随着CaCO_3含量的增加,土壤的起动风速呈现先增加后减小的趋势,当土壤中的CaCO_3含量约为5%时,起动风速达到最大;(2)不论土壤中CaCO_3含量如何变化,风蚀速率都随着风速的增大而增大,但不同风速下,当CaCO_3含量约为5%时,风蚀强度最小,风蚀强度随风速的变化趋势较平缓;(3)风蚀速率与CaCO_3含量的关系符合二次函数。当碳酸钙含量约为5%时,风蚀速率较小,但由于土壤性质的差异,两种土壤累积风蚀强度不同;(4)将土壤中的CaCO_3含量控制在5%左右,风速降低到10m/s以下时,对防治草原地区土壤风蚀有显著的效果。     

TSI粉尘仪与集沙仪粉尘收集效率比较

通过在风洞进行4组土壤风蚀实验,利用TSI粉尘仪和集沙仪两种仪器,分别在距离样品表面不同高度、不同风速和时间下,同时测量PM_(10)和PM_(2. 5)的粉尘收集效率。结合样品粒度特征,尝试建立两种仪器粉尘收集效率之间的关系,并探讨其存在差异的原因。主要得出以下结论:1) TSI粉尘仪切割粒径分别选择PM_(10)和PM_(2. 5)时,所测质量浓度垂直分布特征明显,且变化趋势一致; 2)集沙仪输沙量不同风速下的垂线分布规律基本一致; 3)对比TSI粉尘仪和集沙仪的粉尘收集效率发现,两者呈显著的线性关系。综上,初步认为TSI粉尘仪可以代替集沙仪进行风沙监测方面的研究。