塔克拉玛干沙漠西北边缘的风沙环境与沙漠演变

在实地考察和遥感判读的基础上，本分析了塔克拉玛干沙漠西北边缘风沙地貌发育的自然地理条件，探讨了区域风沙地貌类型及其分布规律，以及风沙活动特征与沙丘移动规律、风沙地貌的发育与演变过程。本区主要发育新月形沙丘及复合新月形沙丘链、复合型纵向沙垄、鱼鳞状沙丘群，沙丘的形态组合与分布规律、发育过程和运动状态受区域风向变化和自然地理条件的综合影响。研究区风沙主要来源于各大河流搬运的沉积物，在干燥气候条件下由风力吹扬、搬运再堆积“就地起沙”形成现代风沙地貌。综合分析各种地质记录表明，本区域沙漠是中更新世以来形成的，历史时期土地沙漠化进一步发展。     

新月形沙丘表面粒度特征对沙丘发育规模及风向变化的响应

正新月形沙丘广泛分布于陆地表面,是形态最为简单、分布最为广泛的风沙地貌类型。微观上沙丘表面沉积物刻画了颗粒运动方式的差异,宏观上反映了气流、沙丘形态以及沉积物等耦合作用下的风沙输移、地表蚀积变化,以及随之而来的沙丘形态演化。新月形沙丘表面沉积物粒度特征,是沙丘形态、区域气流和风沙流相互作用的综合反映,是理解沙丘形态变化和动力学形成过程的重要视角,对于揭示沙丘形成演化及空间分异、沙物质来源和沉积环境具有重要指导意义。     

栅栏沙丘表面流场的二维数值模拟

数值模拟是研究风沙地貌形态动力学和风沙工程工作原理的有效途径.本文利用数值模拟方法,通过对比不同的迎风坡度以及迎风坡上部设置阻沙栅栏条件下的沙丘近地面流场特征,讨论了沙区道路防护体系前沿"栅栏沙丘"形成发育的流场条件.结果表明,随沙丘迎风坡坡度增大,背风坡回流区变高、变长,且坡度15°后背风坡回流区流场基本不再变化.沙丘迎风坡阻沙栅栏的影响主要体现在气流的提前分离及其背风侧小涡的形成,回流区范围因叠加而变得更高、更远.这种流场变化特征对沙丘表面风沙过程具有显著影响,是形态趋于高大、断面趋于对称的栅栏沙丘形成发展的原因所在.     

爬坡沙丘的研究进展

爬坡沙丘是一种重要的地形障碍沙丘,在海岸带和干旱内陆区均有分布,国内外学者已对爬坡沙丘做了相关研究,主要在爬坡沙丘的形态特征、形成条件、流场与粒度特征和研究方法方面总结了国内外的研究进展,并探讨了未来的研究趋势.常见的爬坡沙丘的形态有片状、新月形、线形、格状,其形成和发育是沙源、地形和动力条件三者耦合的结果.在已有的研究中存在对爬坡沙丘概念界定不完善、研究方法不成熟等问题,因此对爬坡沙丘流场特征、分布格局、形成机制及其形成演化将成为今后研究中的重点与难点.     

吴正:《风沙地貌学》

该书由我校地理系吴正教授编著,是目前国内外出版的第一本系统的风沙地貌学基础理论著作,全书基本上反映出当前国内外风沙地貌学研究的面貌和水平.全书共七章,按内容可分为三部分;第一部分详细论述了风沙运动的性质,各种风成地貌形态的形成发育和分布规律,以及风成沉积物的特征;第二部分分析了沙漠和沙漠化的成因,提出治理沙漠的原则与措施;第三部分扼要介绍了风沙地貌学研究的主要方法.书中附有100多幅插图和照片.该书的主要特点是:(1)内容全面系统,体系严谨.由微观(沙核形态及表面微结构、风沙运动)到宏观(沙丘群体分布、沙漠的形成与演化),由风蚀地貌(大中小型风蚀形态)到风积地貌(沙坡、沙丘),由沙丘形态到内部构造,即由小到大,由表及里,循序渐进,既有深入的理论探讨,又有扼要的研究方法介绍.全书从观察风成地貌形态入手,以风的动力作用为主线,探讨因果关系,揭示其物理本质,作为贯彻始终的阐明理论的逻辑体系.(2)重视当前已引起全世界关注的全球环境保护的严重问题沙漠化的研究.作者首次     

三江源区风沙沉积物的特性

三江源区广泛分布着高寒风沙沉积物。野外调查和测验分析了20处风沙沉积物及15处水力侵蚀沉积物的颗粒级配和矿物成分,并整理了21个国内外活动沙丘和63个水力侵蚀和重力侵蚀沉积物的颗粒级配。研究结果表明:风沙沉积物具有均匀的粒径分布和相对固定的粒径大小,完全区别于其他沉积物。活动沙丘演变为固定风沙土的过程中粘土矿物和腐殖质增加:固定风沙土的粘土矿物含量可达到活动沙丘的2倍,而半固定风沙土局于两者之间,固定风沙土的腐殖质含量可达到活动沙丘的3倍左右。粘土矿物和腐殖质的增加导致沙丘表层颗粒细化,固定风沙土的细颗粒含量可达到活动沙丘的2倍左右,分选系数增加近一倍。     

沙丘地貌形态监测与模拟研究进展

沙丘地貌形态监测与模拟是风沙地貌学重要的研究内容,对其研究有助于评估沙地景观对气候变化、人类活动的响应,以及沙漠化正逆发展程度.本文对国内外沙丘的形态监测发展历史进行了简要回顾,就沙丘形态监测与模拟研究做了扼要评述,并对目前研究中存在的问题及今后研究的方向进行了探讨.     

浑善达克沙地草地景观要素空间分布关系及其格局分析

采用以2×2联列表为基础的X2检验、Ochiai指数和孔隙度指数,对浑善达克沙地中的沙丘、草本植被、榆树(Ulmuspumila)和风蚀坑的空间分布关系及格局进行了分析.X2检验结果显示榆树、沙丘、风蚀坑三者在分布上相互之间存在极显著的正关联关系,草本植被的分布分别与榆树、沙丘、风蚀坑的分布之间存在极其显著的负关联关系.这表明榆树对当地沙丘的形成和固定起主要作用.孔隙度分析结果表明,四种景观要素具有偏离随机适度聚集的空间格局.     

基于差分GPS测量数据的抛物线沙丘形态特征研究

以新疆伊犁塔克尔莫乎尔沙漠沙丘为研究对象,运用差分GPS接收机Trimble5700及随机软件的数据分析功能,结合区域风况、植被等自然条件对所选样方沙丘的形态进行了测量和统计分析.结果表明:所研究沙丘的平面形态为U形、开口面向西侧来风方向,弧顶顺风向东凸出,沙丘长轴走向与当地合成风向一致;在纵剖面上,弧顶沙丘坡度呈现迎风坡较缓、背风坡较陡;风蚀洼地和迎风坡上部风蚀特征明显.沙丘形态特征显示,沙漠北部和中部抛物线沙丘发育时间较长,南部沙丘大多处于幼年期阶段.差分GPS测量及其后台数据处理技术是现代风沙地貌形态和动力过程研究的重要手段.     

风成沙波发育过程的计算机模拟

用元胞自动机方法,对风成地貌进行了计算机模拟,得到的床面形态同实际的沙漠景观很相似.结果显示:沙纹,沙丘及沙山相互嵌套的结构是风沙系统在不同尺度上同时表现出来的具有分形几何特征的自组织行为,这说明风沙运动是一个典型的非线性动力学过程.     

科尔沁沙地不同演替阶段植被特征及固沙作用

为了解不同措施对退化生态系统植被恢复的作用，采用空间代替时间的方法研究了科尔沁沙地不同演替阶段的植被变化特征，同时探讨了植被的抗风蚀及固沙作用。结果表明，人工植被恢复措施可有效提高沙丘的植被盖度和物种丰富度，多年生植物逐渐取代了一年生植物：沙丘与草场的植被相似性较差：植被的抗风蚀能力随植被盖度的增加而增加。根据目前植被的发展现状，对不同演替阶段的植被保护、管理和恢复提供了科学的指导意见。     

基于RWEQ模型的典型沙区风蚀治理成效研究

以通辽市科尔沁左翼后旗(科左后旗)为研究区, 通过修正的风蚀方程(revised wind erosion equation, RWEQ)计算科左后旗2010-2016年的风蚀强度时空变化, 评价通辽市开展科尔沁沙地“双千万亩”综合治理工程的风沙治理效果。研究结果表明: 1) 2010- 2016年, 科左后旗风蚀强度呈现明显下降的趋势, 总风蚀量从2010年的3893.87万t下降到2016年的1883.56万t, 降幅为51.63%; 2) 工程实施区内平均风蚀强度高于全旗平均风蚀强度, 且相对风蚀系数在2016年明显下降, 说明项目建设成效显著, 有效地削弱了风蚀较高的项目区内的侵蚀; 3) 项目区建设具有一定的域外效应, 范围在3 km左右, 项目实施后, 不同距离缓冲区的相对风蚀系数均明显下降, 且越靠近项目区下降越明显, 从而减小了缓冲区之间的差距。     

科尔泌地区流动沙地景观破碎化与沙漠化过程分析

借助RS和GIS技术提取了科尔泌沙地典型地区不同时期流动沙丘的空间分布信息,通过对景观数量和形状破碎化指数的计算分析,探讨了科尔泌沙地的主景观要素流动沙丘在时间尺度上的变化趋势和及其对沙漠化过程的响应．结果表明:流动沙丘景观数量破碎化在时间尺度上的变化趋势呈波动下降趋势,其中 1974年在破碎化程度最高,1958年和1998年相对最低,这一变化趋势与同期的沙漠化过程呈线性正相关．流动沙丘景观形状破碎化指数在时间尺度上的变化呈直线型逐渐增加的趋势,表明科尔泌沙地近40年来的各种土地利用过程的变化对流动沙丘斑块形状的影响都起促进作用．从形状破碎化与沙漠化的相互关系来看,随沙漠化程度的增加将导致形状破碎化指数的降低．总的来看,在科尔泌沙地景观中,干扰过程的交替使流动沙丘景观数量破碎化指数呈下降趋势,使形状破碎化的程度呈增加的趋势．     

不同固沙植物材料对土壤生物活性的影响

在科尔沁地区采集小叶锦鸡儿、樟子松、山竹岩黄芪和差巴嘎蒿这4种22年生固沙群落的土壤样品,对土壤有机C,全N,微生物生物量和主要酶的活性进行了对比研究.土壤按3层取样0~10,10~20,20~30cm.结果表明,4种固沙植物均能明显改善土壤C,N水平,提高微生物生物量,改善土壤酶的活性.尤其是对土壤表层0~10cm的改良效果更加明显.4种材料中,小叶锦鸡儿对土壤生物活性的影响最大,其群落土壤中微生物C,N含量、土壤脲酶、磷酸单酯酶、蛋白酶、脱氢酶的活性均明显高于其他几种植物群落,表现出强大的改善沙土环境的能力,可作为优良的固沙植物材料在当地大面积推广应用.     

Contributions of different land cover types in Otindag Sandy Land and Bashang area of Hebei Province to the material source of sand stormy weather in Beijing

Different land cover types in Otindag Sandy Land and Bashang area of Hebei Province are linked to a material source of sand stormy weather in Beijing based on results of field vegetation and soil survey and laboratory works. Results of grain size analysis show that dust release potential in per unit area of moving sandy land is small,while lowland meadow and meadow steppe in stony hills have high potential of releasing dusts in per unit area during sand stormy weather occurrence. Further considering the effects of vegetation, it is inferred that the moving sandy land served as a material source of past dust storm and the possibility of dust release in per unit area is low in current time.Typical steppe in stony hills is undergoing desertification and its dust release possibility in per unit area is high. Farmland has strong potential of release dusts when they are ploughed in spring, but a large amount of therophytes grow and thus prevent dusts from release when cultivation was terminated.Potentials of dust release in per unit area in fixed sand dunes,stony mountain meadow steppe and low land meadow are lowdue to high cover of perennials. Sand dune reactivation and desiccation of lakes and lowlands under estimated future climatic change will make them serve as a future material source of sand stormy weather.     

科尔沁地区沙漠化形成因子累加效应分析及对策——以奈曼旗为例

本文分别从地理位置、地势和植被等几个方面分析了科尔沁沙地的自然状况,通过大量的数据证明了该地区沙漠化的严重现状,用累加效应的方法分析了科尔沁沙地沙漠化的形成因子,以奈曼旗为例具体地进行了说明分析,并给出了一系列的沙漠化治理对策。     

飞播对不同沙地原生植被植物种类的影响

本研究通过对内蒙古典型草原区科尔沁沙地北缘的巴林左旗查干哈达苏木不同类型（流动、半流动）的沙地进行植物种类年度变化规律研究，阐明飞播对不同沙地原生植被植物种类的作用，并在飞播区和对照区比较研究的基础上，剖析了植物种类的动态变化、相关植物种的侵入和消减过程．     

青海共和盆地高寒流动沙丘快速治理技术

研究了共和盆地流动沙丘的快速治理技术,结果表明：流动沙丘快速固定需要机械措施和生物措施相结合,机械沙障可在短期内将流动沙丘完全固定,但是,如果不采取生物措施,沙丘有可能在2～3年内复活,而生物措施固定流沙,初期效果缓慢,有时甚至难以实现。采用机械沙障将沙丘先加以固定,然后实施生物措施。这种生物与机械相结合的流动沙丘治理技术是类似共和盆地立地条件下治理流动沙丘的最佳模式。     

表土粒度特征对风蚀荒漠化的响应

 为了阐明风蚀对表土粒度特征的影响,采用时空替代法选择毛乌素沙地5 种不同利用类型的土地（草地、新垦耕地、7~8 年耕地、>20 年耕地、沙丘）,以其表层土壤（0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 cm）为研究对象,通过野外实地采样和室内实验相结合的方法进行土壤机械组成与土壤颗粒分形分析。结果表明：1）5 个样地表层土壤机械组成均以细沙质量分数最高,为62.52%~80.40%,粗沙质量分数最低,仅为0.16%~0.43%,不同粒级土壤颗粒的质量分数高低排序为：细沙>中沙>极细沙+粉沙>粗沙,说明研究区土壤基质组成以细沙为主,沙物质分选好;2）5 个样地不同采样深度上的粗沙和中沙质量分数从大到小为0~1 cm>1~2 cm>2~3 cm>3~4 cm>4~5 cm;细沙质量分数各层次之间差异不显著（P=0.4558）,以0~1 cm 层的质量分数最低;极细沙+粉沙的质量分数0~1 cm和1~2 cm层显著低于其他3层（P=0.0126）,表明从草地到沙丘的演化是一个主要以极细沙+粉沙质量分数减少的风蚀荒漠化过程;3）土壤颗粒分形维数与极细沙+粉沙的质量分数呈极显著正相关关系,D=0.3661lnx+1.3409（P<0.0001）。5个样地的土壤颗粒分形维数存在极显著差异（P<0.0001）,从大到小依次为：草地（2.579）、新垦耕地（2.479）、7~8年耕地（2.361）、>20年耕地（2.100）、沙丘（1.716）。因此认为土壤颗粒分形维数可替代土壤机械组成来表征土地风蚀荒漠化的程度。     

油蒿(Artemisia ordosica)对半干旱区沙地生境的适应及其生态作用

我国温带半干旱区沙地生境的主要特征是干旱少雨、沙源丰富和大风频繁,这种特定条件进化出我国特有的优良固沙植物--油蒿.在长期的进化过程中,油蒿形成了独特的形态结构、生理特征和繁殖习性,能够很好地适应沙地环境.油蒿群落不仅能够防风固沙,影响沙地生态系统的水分运移与分配,还能促进土壤的发育.因此,油蒿在适应沙地生境的同时对沙地产生巨大的影响和改造作用.油蒿群落对沙地生境的不断改造,推动了植物群落的演替,最终使流动沙丘转变为丰茂的植被.