新疆艾勒逊乌拉沙漠沙丘表层沉积物粒径及分形特征

[目的]对新疆艾勒逊乌拉沙漠表层沉积物粒度特征进行研究,旨在了解其地表沉积物粒度特征及影响沉积物粒度分布的因素。[方法]对沙漠及沙丘表层沉积物粒度进行粒级划分,并对粒度参数、分形维数分析。[结果](1)研究区表层沉积物平均粒径为284.63μm,中砂为主,占48.93%;偏度为-0.18,呈负偏,距沙源近,搬运介质动力强;分选系数为1.10,分选性极好;峰度值为1.01,属常峰态,沉积物颗粒分布较均匀。(2)流动性沙丘和半固定沙丘表层沉积物偏度值分别为-0.13和-0.08,分别呈负偏、中等,两类沙丘粗砂砾较多;分选系数分别为1.66和1.76,均呈中等,沉积物粒度分布较均匀;峰度值分别为1.10和1.12,为常峰态和较窄峰,说明沙丘的粗颗粒沉积物在沙漠中相对集中。(3)流动性沙丘和半固定沙丘从迎风坡底到背风坡底表层沉积物的粒度平均粒径值依次分别为289.58,310.44,290.92,277.64,275.36μm和310.34,306.68,337.78,290.36,277.68μm,两类沙丘粗颗粒沉积物均集中在迎风坡。半固定沙丘迎风坡粗颗粒沉积物含量高于流动性沙丘迎风坡粗颗粒...     

柴达木盆地西南缘沙丘沉积物粒度特征及其沉积环境

[目的] 研究柴达木盆地西南缘沙丘沉积物粒度特征及其沉积环境,为格(尔木)库(尔勒)铁路防沙和安全运行提供基础数据支撑。[方法] 通过粒度分析方法对柴达木盆地西南缘沙丘区沙丘沉积物的粒度特征及沉积环境进行分析。[结果] 柴达木盆地柴西南沙区沙丘表层沉积物以细沙为主,中沙次之,平均粒径-0.14~3.49Φ,平均值为2.02Φ;分选系数为0.32～1.59,平均值为0.69,以分选较好和好的沙粒为主;偏度主要为近对称分布;峰度以中等峰态占优。自然频率分布曲线呈单峰和双峰分布模式,累积频率曲线图式为一段式、二段式、三段式。平均粒径与分选系数呈线性相关关系,即随平均粒径变细,分选逐渐变好。当峰度＜0.9时,平均粒径与峰度呈负相关;当峰度＞0.9时呈正相关。[结论] 柴达木盆地西南沙区西北部为风成环境,以风成沙为主;而东南部以湖相和河流冲—洪积环境为主,沙物质受到风力和流水的交互作用。     

额济纳盆地戈壁纵剖面沉积物粒度参数分析

以额济纳荒漠戈壁为研究对象,通过野外实地调查与室内实验相结合的方法,采用平均粒径、分选系数、偏度、峰度等粒度参数对戈壁纵剖面沉积物粒度特征进行了分析。研究表明:在纵剖面,除冲积扇上部外,其余采样点均沿垂直方向从上至下沉积物粒度组成由石块变为砂粒;除冲积扇上部外,颗粒平均粒径沿垂直方向呈细化趋势,平均粒径由粗变细;戈壁不同剖面层沉积物颗粒分选系数整体呈分选差或较差,仅东居延海岸边浅滩和东居延海湖岸分选较好或中等;偏度除冲积扇上部呈负偏、极负偏外,其他各点偏度沿垂直方向由上至下趋于近对称、正偏分布;在冲积扇上部和中部,峰态以宽平为主,在冲积扇下部到东居沿海湖岸沉积物沿垂直方向由下至上峰态由宽平、很宽平变成尖窄分布。总之,戈壁纵剖面沉积物的粒度特征整体呈平均粒径由粗变细,分选差或较差,偏度呈近对称、正偏分布,峰态宽平的特点,反映了不同层次颗粒的沉积环境、地貌特征、侵蚀与堆积方式,可为戈壁类型划分提供依据。     

察尔汗盐湖沙漠沙丘沉积物粒度特征分析

在对柴达木盆地沙漠地区两次野外实地调查的基础上,选取察尔汗盐湖沙漠盛行风向沿线的线形沙丘和新月形沙丘沉积物样品进行了粒度特征分析。结果表明,研究区沙区沙粒度组成以细沙和中沙占优,粉沙和黏土含量明显,粒度变化遵循沿盛行风向粒径变细的规律;粒度参数特征表现出沉积物平均粒径较国内其他沙漠偏粗,分选较差,呈正偏-近对称形分布,线形沙丘成熟度比新月形沙丘偏高;沉积物累计概率曲线特征指示研究区沙区沙的沉积环境以跃移搬运为主,存在明显的悬移搬运和微弱的滚动搬运。     

额济纳盆地戈壁沉积物粒度特征分析

通过野外实地调查取样与室内粒度测试,分析额济纳盆地戈壁地表及下层沉积物的粒度组成、平均粒径、分选系数、偏度、峰度等粒度参数特征。结果表明：1）除冲积一洪积扇上部外,戈壁表层沉积物粒度组成以石块为主,而下层粒度组成则以砂粒为主,颗粒平均粒径表层多数较粗,以石、砾为主,下层沉积物平均粒径较表层具明显的细化趋势,从低山残丘至洪积扇下部,平均粒径由粗变细;2）戈壁不同层次沉积物颗粒的分选性较差或差,仅在低山残丘与湖泊边岸浅滩分选属于中等;3）表层沉积物偏度以正偏、极正偏占主导,占总数的76．93％,而下层颗粒物的偏度以负偏、极负偏为主,占总体的84．62％;4）表层沉积物粒度频率曲线以尖窄、很尖窄为主,占69．23％,其次为中等,占15．38％,而下层则以宽平、很宽平和中等为主,三者共占76．93％;5）戈壁沉积物的粒度特征整体上表现为粒径较粗、分选较差、正偏态、峰态尖窄的特点,综合反映了颗粒的沉积环境、地貌特征、侵蚀与堆积方式。研究结果可为戈壁类型划分提供参考。     

渭河咸阳段近代洪水沉积物粒度分形特征研究

对渭河咸阳段高漫滩沉积物的粒度分形进行了研究。首先确定沉积物粒度分布具有分形特征的无标度区,然后计算出分维数。在无标度区范围内相关系数R2均大于0.95,沉积物粒度平均分维值为2.12,说明沉积物粒度分布具有很好的分形特征。将分维值作为一种新的沉积物粒度分析参数,与其传统粒度参数如平均粒径、标准偏差(σ)、偏度(SK)、峰度(KG)进行比较,利用SPSS软件分析Pearson相关系数,得出粒度分维值与其平均粒径的相关系数为0.807,与其标准偏差的相关系数为0.707,与其峰度的相关系数为0.675,与其偏度的相关系数为0.112。分析结果表明,沉积物粒度分维值与其平均粒径、标准偏差、峰度呈现明显的正相关关系,与其偏度呈现出并不明显的正相关关系。     

北京王虎沟泥石流堆积物粒度参数分析

通过野外实地调查与室内实验相结合的方法,对王虎沟泥石流堆积物的粒度组成进行研究分析,采用平均粒径、分选系数、偏度、峰度等粒度参数分析了北京王虎沟堆积物特征。研究表明:颗粒平均粒径在上、中和下游表现为大—小—大,整个流域颗粒的分选均较差,上游和中游堆积区颗粒粒径偏度比下游更趋于对称;上中下游峰度值表现为大—小—大。通过对当地泥石流堆积物颗粒参数的分析,得出:此流域如遇暴雨极易发生泥石流灾害,会对当地人民群众的生产生活带来重要影响。     

噶顺戈壁地表砾石粒度特征分析

对戈壁表面砾石粒径的研究,可帮助了解戈壁特征,分析戈壁造成自然灾害的原因,认识沙粒迁移、沙漠扩展以及指导防沙工程.本研究结合野外调查,分析噶顺戈壁洪积扇21个样点砾石的粒度组成、平均粒径、分选系数、偏度和峰度等粒度特征.结果表明:1)受洪水、重力与风蚀等作用的影响,戈壁地表砾石均以中砾为主(66.35％～95.04％).海拔最高处以石质为主(85.54％),平均粒径φ值为-9.09 (545.2 mm).砾石质量分数呈现出随海拔增加,中砾质量分数降低,而粗砾质量分数升高的趋势.2)粒度特征为:平均粒径φ值变化范围为-9.09(545.2mm)～-6.15 (153.9 mm);除样点12为分选中等外,其余样点的均处于分选较好以上水平(0.28 ～0.53);偏度以负偏为主导(80.95％),地表以细砾和中砾等细粒径砾石为主;峰度中,宽平和很宽平占整体的57.14％,中等占23.81％,尖窄和极尖窄占19.05％,显示砾石分布相对较均匀,在不同位置的砾石,具有微弱的地表过程差异性.3)分选系数与平均粒径之间,无明显的相关关系;而偏度与平均粒径间,存在正相关关系.研究结果对物源的岩性及戈壁发育环境具有重要的指示意义.     

乌鲁木齐城市土壤粒度特征分析

土壤粒度组成是土壤重要的物理特性之一,对提高绿洲城市土壤抗风蚀能力、持水能力和土壤养分等有重要意义。研究选用乌鲁木齐城市不同区域的45个表土样品,利用激光衍射粒度仪和扫描电镜分析土壤粒度特征。结果表明:1)研究区表层土壤颗粒中砂粒含量偏低,粉粒含量最大,不同采样区同粒级间含量差异性不大。2)研究区土壤颗粒总体较细,分选性差,偏度为正偏态近对称型,峰度为中等窄峰态。粒度参数的空间分布规律为城南平均粒径高于城北,分选系数与平均粒径变化趋势类似,样品多为正偏,建设用地土样的偏度值从北部到南部呈下降趋势,多数样地峰态值偏高。3)研究区土壤粒度频率分布曲线由近似正态分布的单峰和非正态分布的多峰构成,其中农用地样品为单峰曲线,表明沉积物存在单成因组分,而建设用地和未利用地为多峰,说明存在多成因组分。同时发现典型样点的电镜图与粒级含量分布结果具有相似性和一致性。     

黔西南喀斯特洞穴沉积物粒度特征分析

通过采集贵州北盘江峡谷石漠化研究区内唐家大洞地下洞穴沉积物土壤和基岩样品,利用MASTERSIZER 2000激光粒度分析仪对土壤样品进行测定,按照乌顿-温德氏粒级标准,利用Folk-Ward公式计算出平均粒径、标准偏差、偏度和峰度等土壤粒径参数,对5个基岩样品进行浸泡溶蚀试验,计算出溶蚀率(R)及溶蚀速率(R_v)。结果表明,北盘江喀斯特地表侵蚀及溶蚀较严重,洞穴向地层裂隙方向以纵向发育为主;洞穴地下河道沉积物分选性较差,土壤样品粒径以黏粒、粉砂、细砂3个粒级为主;洞穴沉积物粒径变化范围不大且分选性较差,沉积物粒径相对较细且分布特征基本一致;根据沉积物表层HJ-01与下层HJ-02至HJ-05粒径分布特征,沉积过程中可能存在降雨量大小两种情况且二者相互交替具有循环性,主要受水文环境与碳酸盐岩溶蚀程度影响。     

荒漠草原沙漠化对土壤无机碳和有机碳的影响

以空间代替时间的方法,通过对宁夏荒漠草原不同沙漠化阶段土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)的研究,探讨荒漠草原沙漠化对土壤SIC、SOC及不同粒径组分土壤SIC、SOC分布特征的影响。结果表明:(1)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0—10cm土层各粒径组分土壤SIC和SOC含量呈下降趋势。半固定沙地和流动沙地各粒径组分土壤SIC含量均表现为黏粉粒无机碳(CSIC)>细砂粒无机碳(FIC)>粗砂粒无机碳(CIC),而SOC含量均表现为细砂粒有机碳(FOC)>粗砂粒有机碳(COC)>黏粉粒有机碳(CSOC)。(2)随着荒漠草原沙漠化程度的加剧,0—30cm土层土壤无机碳(SICD)、土壤有机碳(SOCD)和土壤总碳(STCD)密度均表现为荒漠草原>固定沙地>半固定沙地>流动沙地。固定沙地、半固定沙地和流动沙地土壤SOCD、SICD分别比荒漠草原降低了18.5%,57.7%,60.5%和6.7%,35.9%,47.0%。(3)0—10cm土层各粒径组分土壤SOC和SIC含量、全土SOC含量与0—30cm土层SOC和SIC均呈显著正相关关系,其中土壤粗砂粒有机碳和粗砂粒无机碳对SOC影响最大,而土壤黏粉粒有机碳和黏粉粒无机碳与全土SIC含量呈显著负相关关系。因此,沙漠化防治对于减少荒漠草原土壤碳损失极为重要。     

沙地固定过程不同阶段优势植物种生态特性的比较研究

流动沙地、半固定沙地、固定沙地是沙地固定过程几个明显的阶段，每一阶段发育着典型的群落类型，沙米(Agriophyllum squarrosum)、差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)、隐子草(Cleistogenes squarrosa)分别是流动沙地、半固定沙地、固定沙地上群落的优势种。沙米种子圆而扁平的形态．种子萌发后胚根的快速伸长。是其适应流动沙地风沙环境的主要特征。沙埋促进生长，生长对水分条件的快速反应以及全季生长型特征是差巴嘎蒿在半固定沙地繁茂生长的主要原因。而隐子草则以增加根系生物量投入比例、须根系形态及其分布的浅表化来适应固定沙地的旱化土壤水分条件。     

库姆塔格沙漠沙丘的粒度特征

通过两次野外实地调查取样和室内分析,结果表明:库姆塔格沙漠中沙丘形态丰富多样,金字塔(星形)沙丘、线形沙垄、格状沙丘、羽毛状沙丘在这里都有分布。组成金字塔沙丘、线形沙垄、格状沙丘、羽毛状沙丘羽轴的沙粒中0.25~0.063 mm颗粒占绝大多数,其次是0.5~0.25 mm和1~0.5 mm的颗粒,形成羽毛状沙丘羽枝的颗粒在暗带以2~0.5 mm的颗粒为主,在明带以0.5~0.063 mm的颗粒为主,各沙丘沙粒的分选性较好。由于各自形成地形、气候等条件的差异,各沙丘类型沙粒粒径在沙丘不同部位都有各自的特点。金字塔沙丘东北坡沙粒粒径从顶部到基部保持一致,南坡和西北坡从顶部到基部沙粒逐渐变粗;线形沙垄除西南坡基部较粗外,其它部位沙粒粒径分布一致;格状沙丘格子外部坡面沙粒相对格子内部坡面的同一部位沙粒要粗;新月形沙丘基部和顶部沙粒较粗,而中部颗粒较细;羽毛状沙丘“羽轴”沙粒分布与新月形沙丘相似,“羽枝”由较粗和较细沙粒含量高低间隔分布形成。     

策勒绿洲-沙漠过渡带不同沙丘的沉积物粒度特征及沉积环境

[目的]通过对策勒绿洲—沙漠过渡带不同沙丘类型下风沙沉积物粒度、磁化率分布特征及环境敏感粒级组分进行分析,探讨不同沙丘类型下风沙沉积物相关参数及分布规律。[方法]基于绿洲—沙漠过渡带4种沙丘各部位粒度数据及磁化率数据,采用数理统计方法进行相关性分析。[结果]4种沙丘在不同地貌部位表层的沙物质粒级含量有所差别,回涡、灌丛、新月形及风影沙丘表面沙物质主要由极粗粉砂、极细砂、细砂组成,百分含量总和由小到大依次为96.71%,97.54%,98.48%,98.65%。4种不同沙丘表面沙物质分选性均为分选中度好。不同沙丘的峰态平均值介于0.93～1.02,属于中等峰态,从总体上分析4种沙丘的峰态值从迎风坡底到顶部逐渐增大,顶部到背风坡底部逐渐减小。新月形沙丘偏度值最小,偏度值介于-0.03～0.01,主要表现为对称,风影、回涡及灌丛沙丘偏度值介于-0.04～0.44,为对称和正偏。风影、灌丛及新月形沙丘表面沙物质平均粒径与偏度值呈极显著正相关(p<0.01),表明沙粒平均粒径愈粗愈趋向正偏。风影、回涡及新月形沙丘表面沙物质偏度与峰态呈极显著正相关(p<0.01),沙物质分选性愈差,就...     

黄河乌兰布和沙漠段沿岸风沙流结构与沙丘移动规律

为明确黄河乌兰布和沙漠段沿岸的风沙活动及沙丘移动特征,该文以黄河乌兰布和沙漠段沿岸的流动沙丘为研究对象,采用野外观测与实验室分析相结合的方法对沿岸沙丘的起沙风况、沙物质组成、风沙流结构及沙丘移动规律进行初步的定量研究。结果表明:起沙风的主风为西南—西风,集中于3-5月份,且5～6m/s风占起沙风的50.26%;沙物质粒径以细砂(0.1～0.25mm)为主,沿黄段沙丘粒径极细砂以下(≤0.1mm)的沙物质粒径组成比沙漠腹地减少8.92%;距地60cm高度范围内,81.75%的沙物质在0～10cm高的气层中通过。在沙丘的不同部位上,相对输沙量与高程之间有着良好的幂函数关系;沙丘向前移动的距离为8.19m/a,主要发生在3-5月份。该研究结果可为合理计算入黄风积沙量及完善黄河沿岸综合防护体系提供科学依据。     

不同植物灌丛沙丘表面沉积物粒度变化及其固沙能力

研究沙区不同类型植物灌丛沙丘地表沉积物环境敏感粒度组分体积百分含量变化及其影响因素有助于精确描述地表风沙运动过程,为快速比较不同植物种固沙能力和沙区植被恢复提供参考。采用激光衍射法对乌兰布和沙漠内部5种荒漠植物灌丛沙丘地表沉积物粒度差异进行测定,以粒级-标准偏差法对风沙环境敏感组分进行提取,根据敏感组分体积百分含量变化对植物固沙能力进行评价,并以多元线性回归方法拟合了敏感组分体积百分含量对植株形态指标变化的响应。结果表明:沙鞭、沙蓬、芦苇样地表层沙物质分布同裸沙丘均为单峰型,白刺和油蒿为双峰型。植被分布区沙丘表层沉积物中沙、细沙减少,极细沙和粉粒增加,沉积物颗粒分选性变差,频率曲线趋于正偏,峰度值降低。整体而言,颗粒组成由细到粗依次为:白刺油蒿芦苇沙蓬沙鞭裸沙丘。乌兰布和沙漠地表沉积物存在1.45~76和76~456μm 2个环境敏感粒度组分,中值分别为57.3和193.6μm,分别命名为细组分和粗组分,细组分对应风沙流中的悬移质,粗组分为跃移质。环境敏感组分在各植物覆盖下差异显著,细组分体积百分含量变化为:白刺油蒿沙蓬芦苇沙鞭裸沙丘,粗组分体积百分含量变化相反,植株对风动力的阻滞能力相应降低。多元线性回归显示,细组分体积百分含量与株高、冠幅、分枝数呈正相关关系,与疏透度呈负相关关系,表层沉积物中细组分体积百分含量越高的植物灌丛,影响其体积百分含量多少的因素越复杂。     

Estimation of Sand Transportation Rate for Fixed and Semi- Fixed Dunes Using Meteorological Wind Data

Taibus County, Inner Mongolia, China, lies in a farming-pastoral ecotone, where severe wind erosion and various aeolian sand hazards are prevalent and fixed and semi-fixed sand dunes occur frequently. This study was conducted to investigate the relationships between sand transportation rate and wind speed for the fixed and semi-fixed sand dunes based on field measurements. The annual quantity of soil erosion by wind was estimated using meteorological wind data. The results indicated that the sand transportation rate in Taibus County in 2000 was 57.38 kg cm-1 year-1 for the semi-fixed dunes and 4.56 kg cm-1 year-1 for the fixed dunes. The total duration of erosive winds covered 12.5% of the time of the year, and spring posed the highest potential of sand transportation. Wind with low speed (≤ 17 m s-1) and high frequency plays a dominant role in sand transportation, while strong wind (≥ 17 m s-1) with low frequency significantly enhanced the sand transportation. Erosive wind speed, directions, and frequency were three crucial dynamic factors influencing sand hazards in the farming-pastoral ecotone. The dominant factors intensifying sand and dust storms in Taibus County might be related to the favorable wind condition in combination with the durable drought, which led to land desertification and vegetation degradation.     

半固定与固定沙地油蒿枝条水势及气体交换特征

为揭示半固定沙地和固定沙地油蒿生长差异的原因,测定了毛乌素沙地自然生长在半固定与固定沙地油蒿的气体交换参数、枝条水势及土壤含水量,分析了油蒿气体交换参数、枝条水势日变化特征及土壤水分对其的影响。结果表明:半固定沙地与固定沙地油蒿枝条水势与气体交换参数日变化趋势相同,半固定沙地油蒿日均净净净光合速率是固定沙地的1.3倍,蒸腾速率是固定沙地的1.23倍,其枝条水势也高于固定沙地,两种立地条件下油蒿枝条水势和气体交换参数的不同主要是由于沙地中土壤水分含量不同所引起。     

用气象数据估算固定和半固定沙地的起沙速率

Taibus County, Inner Mongolia, China, lies in a farming-pastoral ecotone, where severe wind erosion and various aeolian sand hazards are prevalent and fixed and semi-fixed sand dunes occur frequently. This study was conducted to investigate the relationships between sand transportation rate and wind speed for the fixed and semi-fixed sand dunes based on field measurements. The annual quantity of soil erosion by wind was estimated using meteorological wind data. The results indicated that the sand transportation rate in Taibus County in 2000 was 57.38 kg cm-1 year-1 for the semi-fixed dunes and 4.56 kg cm-1 year-1 for the fixed dunes. The total duration of erosive winds covered 12.5% of the time of the year, and spring posed the highest potential of sand transportation. Wind with low speed (≤17 m s-1) and high frequency plays a dominant role in sand transportation, while strong wind (≥17 m s-1) with low frequency significantly enhanced the sand transportation. Erosive wind speed, directions, and frequency were three crucial dynamic factors influencing sand hazards in the farming-pastoral ecotone. The dominant factors intensifying sand and dust storms in Taibus County might be related to the favorable wind condition in combination with the durable drought, which led to land desertification and vegetation degradation.