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...     

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...     

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。     

新疆策勒绿洲-沙漠过渡带不同植被下的沙丘形态特征及沉积物粒度分析

新疆策勒绿洲—沙漠过渡带为典型的极端干旱区,风是最主要的搬运动力,风蚀和沙尘暴对土壤沙粒的搬运和堆积造成了土地沙化和荒漠化。运用回归分析和相关分析方法,探讨不同灌丛沙堆风沙沉积物的沉积规律和沙丘发育的影响因素,对不同植被下的沙丘形态特征及沉积物粒度进行分析。结果表明:(1)在不同植被覆盖度下,柽柳比骆驼刺灌丛沙堆的沙物质粒径分布均匀,柽柳和骆驼刺分选的沙物质粒径最粗分别为高覆盖度下和中覆盖度下,最细均为低覆盖度下。(2)沙丘和障碍物演化过程中,高度、长度、宽度三者之间协同变化,相互影响、相互反馈。障碍物的高度和宽度与沙丘长度、宽度和高度之间均存在显著关系,植株的大小影响沙丘形态的发育。(3)风影和灌丛沙丘的沙物质主要由极粗粉砂、极细砂和细砂组成,回涡沙丘的沙物质主要由极细砂和细砂组成,其余粒级沙粒含量很少,均不足5%。从植被类型解析,沙物质粗细为柽柳>骆驼刺>花花柴;从沙丘类型分析,沙物质粗细为回涡沙丘>灌丛沙丘>风影沙丘。(4)沙丘沙物质平均分选系数介于1.42~1.60,属于中等偏上—中等分选性,沙物质偏度平均值介于0.01~0.20,属于对称,沙物质峰态平均值介于0.96~1.07,属于常峰态。(5)沙丘沙物质分选系数与偏度值均呈极显著相关(R²＞0.70,p＜0.01),沙物质平均粒径与分选系数和偏度值均呈极显著相关(p＜0.01)。研究结果对深入理解不同植被下的灌丛沙堆表面沉积物粒度特征和沙丘形态的发育具有重要的意义。     

乌兰布和沙漠乌海段新月形沙丘表层沉积物粒度与重金属分布特征

以乌兰布和沙漠乌海段下风向新月形沙丘为研究对象,运用样方调查与室内实验相结合的方法,对比分析新月形沙丘表层土壤及降尘中沉积物粒度特征,Mn、Cu、Zn、Cr、Fe等重金属元素及其与粒径的相关性及重金属来源,并对其潜在生态风险进行评价。结果表明:(1)沙丘不同部位粒径主要以极细砂和细砂为主,降尘主要以极细砂、粉粒为主,但上风向沙丘粒度主要以细砂和中砂为主,工业化使沙丘表面粒径细化。(2)沙丘表层及降尘中重金属含量表现为FeMnCrZnCu,Mn、Cu、Zn、Cr含量均高于背景值,且降尘中重金属含量与沙丘具有明显差异性。重金属变异系数表现为CuFeZnMnCr,Mn、Zn中等变异(15%~36%),Fe、Cu高度变异(36%);Mn、Zn、Cu、Cr发生富集,富集系数均大于1。(3)Mn、Zn、Cu与细颗粒物质含量呈明显正相关,Zn、Cu在中砂范围呈负相关,Fe均呈负相关。(4)Cu、Zn、Cr主要来源于工业污染,部分Cu、Zn来源于人们日常生活;部分Fe、Mn来源于工业污染,其余来自于地球风化。乌海段下风向新月形沙丘属于低生态风险和轻度生态危害状态,但需控制Mn、Cu、Zn、Cr含量的增加与富集。     

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。     

测定沙丘前移量计算沙区风蚀模数的方法

沙区的主要土壤侵蚀是风蚀。在大范围的沙区内，风蚀主要是近地面沙粒的搬运而使沙粒在起沙风年合成方向上的前移，可用测定沙丘前移量的方法计算其风蚀模数。据此，推导了新月形沙丘和新月形沙丘链的沙丘前移量公式，并用以计算了毛乌素沙地几个沙漠块的风蚀模数。     

河西沙区新月形沙丘形态参数观测

新月形沙丘广泛分布于世界各沙漠,是最基本的沙丘形态之一。国内外众多学者对沙丘形态参数间的关系研究表明沙丘高度和宽度间存在线性关系。通过对河西沙区巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠边缘典型新月形沙丘形态的高精度测量,并结合前人对民勤地区新月形沙丘的观测数据,用最小二乘法拟合发现高度和宽度呈正比例关系。并与库姆塔格沙漠5个新月形沙丘的比例系数比较,发现不同自然环境条件下发育的新月形沙丘的比例系数不一致,该系数可以作为描述新月形沙丘的一个特征参数。     

沙柳沙障对沙丘沙粒度组成与特征的影响

为揭示沙柳沙障对沙丘沙粒度组成与特征的影响,以库布齐沙漠流动沙丘为对照,以设障2a、7 a沙丘为研究对象,通过野外取样与室内激光粒度仪测试相结合的方法,研究流动沙丘与设障沙丘不同部位表层(0 ～5 cm)与下层(5 ～ 10cm)粒度特征的变化规律.结果表明:1)库布齐沙漠沙以细沙和中沙为主,3类沙丘各层次间的黏粒体积分数无差异,其他粒径体积分数均表现为流沙与设障2 a沙丘差异不显著,均与设障7 a沙丘差异显著.2)3类沙丘各层次的粒度参数差异性变化一致,平均粒径Mz和偏度SK表现为设障7a沙丘＞流动沙丘＞设障2a沙丘,分选系数σ和峰态Kg则为设障7a沙丘＞设障2a沙丘＞流动沙丘;3类沙丘各层次的分选性随设障年限延长而变差,偏度由近对称变为呈正偏分布,峰态Kg值逐渐增大.3)3类沙丘各粒度参数在不同部位的变化不尽一致.除设障2a沙丘外,流动沙丘、设障7a沙丘表层各部位的Mz差异显著,下层则相反;3类沙丘表层与下层各部位的σ和SK差异显著;除设障7a沙丘外,各部位的Kg差异明显;随设障年限的增加,粒径变细,分选系数逐渐变差,偏度和峰态增大.     

民勤县固定与半固定沙丘粒度特征分析

沉积物粒度特征可以反映沉积物形成的沉积环境、沉积过程和搬运营力、搬运过程等信息。以民勤县西北部半固定与固定沙丘为研究对象,运用粒度分析方法,对其表层沉积物进行了系统采样分析。结果表明,半固定、固定沙丘的粒度组成均以细沙为主,极细沙次之,二者粒级级配相似,含量却有不同。半固定沙丘平均粒径为2.69Φ,中等分选近对称中等峰度分布;固定沙丘平均粒径为2.66Φ,中等分选近对称尖窄峰度分布。半固定、固定沙丘平均粒径与偏度存在二次多项式关系（R2=0.404 1）;峰度与平均粒径、标准离差、偏度呈不显著线性正相关关系（0.550,0.496,0.356）;标准离差与平均粒径、偏度之间无相关性。     

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。     

青海湖沙地人工治理沙丘的风速廓线变化特征

对青海湖湖东沙地麦草方格沙障结合沙棘实生苗的人工治理沙丘进行风速廓线及其风沙防护效益研究,结果表明,人工治理措施明显降低了沙丘各部位的近地层风速,增强了高层风速。与流动沙丘相比,垂向风速增加率的差异使人工治理沙丘不同部位的超越高度值出现“坡脚 > 坡中 > 丘顶”的规律。风速垂向气流的变异导致不同高度层的防风固沙效果不同,低层风沙防护效益显著高于中、高层。同时结合坡度,植被盖度等因子,分析了影响风速廓线的变化原因,从而为青海湖沙地人工治理效果进行评估与初步指导。     

乌兰布和沙漠沿黄河区域下垫面特征及风沙活动观测

为明确乌兰布和沙漠沿黄河区域下垫面特征与风沙活动特点,该文对该地区的沙丘形态、粒度特征、风速、输沙率与风沙流结构及其相互关系进行了野外调查与室内分析。结果表明:研究区横向沙丘平均宽-高比约为12.75。沙丘表面平均粒径与分选系数呈现出由丘间地至落沙坡逐渐减小的趋势,偏度则呈现出增大趋势。沙丘各部位粒度累计分布曲线均为正偏、单峰态分布。在净风与起沙风环境下,仅丘间地与沙丘顶部风速廓线呈对数形式分布;迎风坡坡脚处风速廓线多呈幂函数分布;落沙坡与背风坡坡脚处风速廓线分布形式不统一。无论在高风能环境下还是低风能环境下,从丘间地至背风坡坡脚,沙丘断面近地表风速呈减小(至迎风坡坡脚),增大(迎风坡坡脚至丘顶),再减小(丘顶至落沙坡),再增大(落沙坡至背风坡坡脚)趋势。沙丘顶部是风沙活动最为强烈的部位,沙丘各部位90%以上的输沙量集中到10cm高度以下;沙丘各部位的风沙流结构均服从三次函数分布。最后,该文针对该区域下垫面与风沙活动的特点和危害,提出相应的防治对策,以期对该区域风沙危害的防治提供参考。     

科尔沁沙地半固定沙丘不同坡位土壤C,N特征

[目的]研究沙丘不同坡位土壤碳氮的分布特征,旨在探索沙丘不同坡位植被演替机制。[方法]选取高于5m的半固定沙丘,沿主要风向于坡底、坡中、坡顶和背风坡设置样点,对土壤容重、土壤总有机碳含量和土壤总氮含量进行测定,并计算碳氮比、碳氮密度和碳氮储量。[结果](1)不同坡位土壤碳含量均随深度增加显著降低,主要变异层发生在0—40cm层。不同坡位土壤碳含量在30—40cm层和60—100cm层存在差异。(2)氮含量与容重在不同坡位和不同深度均不存在显著差异性,碳氮比在坡底和坡顶存在显著的垂直差异性,背风坡60—100cm层土壤碳氮比显著高于其它坡位。(3)各坡位土壤碳密度随深度增加显著下降。30—40cm层土壤碳密度存在显著的坡位差异,而土壤氮密度的垂直差异和坡位间差异均不显著。(4)半固定沙丘土壤碳氮储量分别为716.89和94.14kg/m2,不同坡位差异性不显著;碳储量的构成在4种坡位差异较大,而各坡位不同深度土壤氮储量对总储量的贡献差异较小。[结论]科尔沁沙地半固定沙丘土壤碳氮含量与密度不同坡位的差异较小,同时各坡位的碳氮均存在显著的垂直差异性,尤其在30—40cm层,变异程度较大,这可能与该层植物根系分布有关。     

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。     

1957-2014年翁牛特旗气候要素和沙丘活化指数的变化

[目的]研究位于科尔沁沙地的内蒙古自治区翁牛特旗沙丘活化指数变化,为该区的沙漠化防治提供依据.[方法]根据翁牛特旗1957-2014年的气候资料,分析近60 a来该旗影响沙丘活化和沙漠化发展的主要因子特征,计算多年沙丘活化指数的变化.[结果]该旗气候呈现降水减少,气温升高,风速降低的趋势,且1998年以来变化更为剧烈;多年沙丘活化指数M值持续减小,1998年以来相对1997年以前减小了34％,其中春、秋、冬季分别下降了28％,32％和38％,夏季M值上升了7％以上,但绝对值仅为13,影响不显著.[结论]沙丘活化指数的变化表明该区气候有利于沙丘在自然条件下的固定和沙漠化的逆转,但仍然远高于沙丘固定的阈值,满足沙丘完全活化的条件,气候暖干化也将进一步加剧水资源短缺的矛盾,需要人为的沙漠化防治工程的合理干预,才能实现沙区治理的目标.     

基于3S技术的库布齐沙漠抛物线形沙丘形态变化研究

以库布齐沙漠南缘典型抛物线形沙丘为研究对象,利用差分GPS实测数据,通过GIS空间插值生成DEM,提取地形因子和形态参数.利用多期高分辨率遥感影像,获取环境本底,同时结合气象数据,对抛物线沙丘形态变化进行分析.结果表明,沙丘平面形态呈U型,丘臂指向W;纵剖面上迎风坡较缓,背风坡较陡,横剖面不对称;沙丘平均移动速度为11.69 m/a;沙脊线所夹中轴线走向为WNW-ESE,与盛行风或合成输沙方向一致;油蒿灌丛分布在两翼及其间平坦地,植被盖度年均减少0.95％;在长期合成风的作用下,沙丘向前移动,两丘臂间的油蒿灌丛发生阶段性的自然恢复.