库布齐沙漠北部横向沙丘地貌格局的空间变异

以库布齐沙漠北部横向沙丘及其流经的3条孔兑为研究对象,在每个孔兑切割的沙丘区域划定样方,采用基于MATLAB平台的遥感影像沙脊线提取算法提取沙丘脊线,通过ArcGIS9.3量算每个样方的沙丘个数、脊线总长、脊线平均长度、沙丘间距、平均沙丘走向以及缺陷密度等参数,着重通过沙丘地貌格局参数的变化分析横向沙丘地貌格局的空间变异以及干旱区河流对其的影响.结果表明:1顺风向(由西至东)上沙丘脊线平均长度呈线性增长、缺陷密度降低,沙丘走向逐渐稳定在230°~50°方向,平均间距变大,沙丘地貌格局逐渐由分散向聚拢方式转变;垂直风向(由北至南)上沙丘地貌格局参数由中心向南北两侧略有降低,沙丘类型由复合横向沙丘向简单新月形沙丘过渡,复合横向沙丘占沙丘类型的80%;2流经沙漠的孔兑通过自身切割作用与风水交互作用使得横向沙丘分割为相互独立的区域,每个区域独立发育且互不影响,同时孔兑的存在改变了沿岸下风向3~5km区域的地貌格局,更新了下风向沙物质来源,但不会改变沙丘整体走向.     

古沙漠沙丘形态定量重建研究

古沙丘定量形态学研究可有效填补古沙漠内部沉积架构和时空演化模型定量数据约束的欠缺,为探究古沙漠沉积机制及对比标准提供新的研究思路,同时可对定量重建古风场等古气候、古地理研究提供重要支撑。本研究以古沙漠沙丘为研究对象,通过综述现代沙丘形态学参数体系及相互关系,"将今论古",在前人研究成果的基础上,结合古沙漠地层沉积特征,建立古沙丘形态参数体系。现代沙丘各形态参数函数换算关系存在一定的个例性和差异性,综合考虑区域沙丘砂粒性质、地表形态、风力性质和植被覆盖等内外部因素的影响,提出古沙丘形态参数野外实测、计算、重建及对比方法,为全球典型古沙漠沙丘形态学定量研究提供有效的方法学支撑。     

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.     

羽毛状沙丘辨析

近年来,随着库姆塔格沙漠研究的深入,中国学者对羽毛状沙丘的争论愈来愈多。本文综合分析了国内外沙丘分类学中关于羽毛状沙丘的论述,确认羽毛状沙丘是复合线形沙垄的变型,其中沙垄主脊构成"羽柄",而叠加其上的次级沙丘脊歧出主沙丘脊,构成"羽毛"。对比分析世界其他沙漠与中国库姆塔格沙漠所谓羽毛状沙丘的形态学特征发现,库姆塔格沙漠所谓的羽毛状沙丘实际上是典型的赛夫沙丘,不应视为羽毛状沙丘。以往根据遥感影像确定的羽毛状沙丘的"羽毛"部分是由地表沉积物反照率对比形成的羽毛状图案,与垄间地的沙埂没有很好的对应关系。羽毛状沙丘是在比较复杂的风况和沙源供应不够充分的条件下形成的。因此本文认为以往关于库姆塔格沙漠羽毛状沙丘的不确切认识概念应予以纠正。     

长乐东部沿海海岸风沙区域分异探讨

根据长乐东部沿海不同岸段风沙的化学成份、矿物成份、沙色、粒度特征和风沙地貌特征等研究结果，阐明了由于沙源、向岸风与岸线夹角、原始地形和海滩坡度等因素在时空组合上的不同，使得海岸风沙的堆积特征、发育模式、地貌类型及其组合在不同岸段显示出明显的区域分异性。邻近河口的北段沙源充足，风沙地貌类型多，沙丘带规模大，堆积特征接近于河口沙。中段沙源枯竭，有效风能大，地貌类型单一，堆积物具有二次搬运和分选的特征。南段则介于上述两者之间。     

新疆古尔班通古特沙漠生物结皮在沙丘尺度的生态与环境解释

研究表明，古尔班通古特沙漠广泛发育着种类丰富的地衣、苔藓和藻类生物结皮，其形成、类型和分布状况与所处沙丘部位的环境条件密切相关，在沙丘顶部的流动或半流动沙面上，以微生物种类为主，沙丘两坡的上部至中部主要为藻类结皮，沙丘的中、下部为地衣结皮，苔藓结皮主要分布在沙丘下部及丘间地带．从沙丘上部、中部至沙丘下部及丘间，生物结皮的厚度及发育程度呈增强态势，并且与不同植物群落类型的分布形成显明对照．生物结皮在沙丘不同部位的发育特点和分异是不同类型生物结皮对区域环境条件综合适应的一种生态表现和自然选择，与沙丘不同地貌部位的土壤理化性状、地表基质稳定性等生态条件有着密切的关系．     

通气参数影响超空泡形态的研究

为获得低速段水下航行体形成通气超空泡的规律,设计了在可连续通气水洞中对航行体缩比模型的通气超空泡试验,研究了通气超空泡形态与通气参数之间的关系.通过改变水洞工作段的来流速度和压力、通气压力和通气流量等因素,获得了一系列不同形态的通气超空泡,分析了空泡的形态与通气系数之间的关系,研究表明通气空泡直径和长度均随通气系数的增大而增大,但是它们都是有一个极限值的.随着速度的增大,自然空化的影响逐渐增强,通气超空泡对通气的依赖性逐渐减弱.     

科尔沁沙地范围确定及风沙地貌特征研究

科尔沁沙地范围的界定,目前尚未达成共识.本文利用Landsat8OLI影像和ASTER GDEM数据,采用水系流域分割方法,划定科尔沁沙地的自然地理范围.并提取了各类沙丘分布信息,对沙丘格局特征和形态示量做了定量研究.结果表明,科尔沁沙地面积64 387.22km2,风沙覆盖面积37 381.00km2.风沙地貌分布及格局具有一定规律性,沙丘类型自西向东、自南向北趋于简单,并主要分布在西辽河干、支流沿岸的冲积平原上,不同河谷形态、走向其两侧沙丘发育呈现差异性,河流对沙地发育演化及维持其平衡态具有重要意义.     

通湖山以南至沙坡头一带沙丘粒度特征分析

通湖山以南至沙坡头一带沙丘表面沉积物的系统采样分析结果表明,不同类型沙丘表面粒度参数特征不同,不同地貌单元下沙丘粒度参数特征也存在较大的差异.首先对该区格状沙丘和新月形沙丘粒度参数间的关系进行探讨,其次对不同地貌单元下沙丘粒度参数间的相互关系进行系统的分析.研究结果表明,不同类沙丘和不同地貌单元下沙丘的粒度参数特征都具有相应的变化规律,格状沙丘基部较粗,而丘顶较细,新月状沙丘基部和顶部沙粒较粗,而沙丘中部颗粒较细.不同地貌单元下,沙丘地主体丘顶区域粒径细于两侧,黄河两岸丘顶区域粗于两侧,以上规律源于物源、风况及沙丘形态的共同作用.     

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。     

Field evidence for surface-wave-induced instability of sand dunes

Field studies of barchans--crescent-shaped dunes that propagate over solid ground under conditions of unidirectional wind--have long focused on the investigation of an equilibrium between sand transport by wind and the control of air flow by dune topography, which are thought to control dune morphology and kinematics. Because of the long timescale involved, however, the underlying dynamic processes responsible for the evolution of dune fields remain poorly understood. Here we combine data from a three-year field study in the Moroccan Sahara with a model study to show that barchans are fundamentally unstable and do not necessarily behave like stable solitary waves, as suggested previously. We find that dune collisions and changes in wind direction destabilize the dunes and generate surface waves on the barchans. Because the resulting surface waves propagate at a higher speed than the dunes themselves, they can produce a series of new barchans of elementary size by breaking the horns of large dunes. The creation of these new dunes provides a mechanism for sand loss that prevents dune fields from merging into a single giant dune and therefore plays a fundamental role in the control of size selection and the development of dune patterns.     

The sedimentary structure of linear sand dunes

Linear sand dunes--dunes that extend parallel to each other rather than in star-like or crescentic forms--are the most abundant type of desert sand dune. But because their development and their internal structure are poorly understood, they are rarely recognized in the rock record. Models of linear dune development have not been able to take into account the sub-surface structure of existing dunes, but have relied instead either on the extrapolation of short-term measurements of winds and sediment transport or on observations of near-surface internal sedimentary structures. From such studies, it has not been clear if linear dunes can migrate laterally. Here we present images produced by ground penetrating radar showing the three-dimensional sedimentary structure of a linear dune in the Namib sand sea, where some of the world's largest linear dunes are situated. These profiles show clear evidence for lateral migration in a linear dune. Moreover, the migration of a sinuous crest-line along the dune produces divergent sets of cross-stratification, which can become stacked as the dune height increases, and large linear dunes can support superimposed dunes that produce stacked sets of trough cross-stratification. These clear structural signatures of linear dunes should facilitate their recognition in geological records.     

塔里木石油公路沿线全新世风沙地貌形成演化的初步研究

本探讨了新疆塔里木石油公路沿线全新世风沙地貌类型、发育条件、动力特征和演化历史。研究表明，公路沿线发育多种典型风沙地貌类型。在新月形沙丘的迎风坡，风速和输沙率向上坡增加，背风坡存在涡旋，促使迎风坡风蚀背风坡加积，以至整个沙丘向前的动量得以维持。在线性沙丘表面，沙粒沿着合成输沙方向呈曲折摆动式纵向输移，而在背风坡以显的侧旁气流和沙物质的侧向输移为特征。全新世以来，由于近地面东北风系中偏N风力减弱，偏E风力加强，因此沙漠腹地叠置沙丘落沙坡方位向西偏转。沙漠边缘河流作用与风力作用的相互消长对风沙地貌的形成演化影响巨大，而沙漠腹地风信条件和自然环境表现出相对稳定性。     

Earth-like sand fluxes on Mars

Strong and sustained winds on Mars have been considered rare, on the basis of surface meteorology measurements and global circulation models, raising the question of whether the abundant dunes and evidence for wind erosion seen on the planet are a current process. Recent studies showed sand activity, but could not determine whether entire dunes were moving--implying large sand fluxes--or whether more localized and surficial changes had occurred. Here we present measurements of the migration rate of sand ripples and dune lee fronts at the Nili Patera dune field. We show that the dunes are near steady state, with their entire volumes composed of mobile sand. The dunes have unexpectedly high sand fluxes, similar, for example, to those in Victoria Valley, Antarctica, implying that rates of landscape modification on Mars and Earth are similar.     

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——以塔克拉玛干沙漠东南缘新月形沙丘为例

以塔克拉玛干沙漠东南缘新月形沙丘为研究对象,分析3个不同发育规模和相反风向作用后沙丘表面沉积物粒度参数,得出以下结论:1）新月形沙丘表面沉积物以砾石和极粗沙为主,二者总占比79.09%,与之对应的,沉积物概率累积曲线多以蠕移质为主,其次为跃移质．沙丘形态及其表面微地貌变化,使得沉积物粒度特征在沿风向的不同断面呈现3种模式:迎风坡脚最粗、沿迎风坡经丘顶/脊线至背风坡脚逐渐变细,分选丘顶/脊线最好、由此分别至迎/背风坡脚变差;迎风坡上/下部最粗、由此至迎/背风坡脚变细,分选丘顶/脊线最好、由此至迎/背风坡脚变差;迎风坡上/下部最粗、由此至迎/背风坡脚变细,分选迎风坡脚最好、沿迎风坡经丘顶/脊线至背风坡脚变差．2）随沙丘高度增加,迎风坡和背风坡沉积物先变细后变粗,丘顶/脊线逐渐变粗,但分选性均变好;两翼角沉积物粒径差值增大,粒径粗、分选好的短翼角变为长翼角．3）相对于区域主风向（NE）,反风向（SW）作用后,迎风坡沉积物变细、分选变差,丘顶变粗、分选变好,背风坡脚变细、分选无明显变化．迎风坡表面和背风坡脚细沙、极细沙和粉沙总占比增加,砾石和极粗沙总占比减少;丘顶正相反．      

人工植被固沙工程系统稳定性的土壤微生物数量的初步分析

对腾格里沙漠东南缘包兰线沙坡头地区的人工植被固沙工程系统稳定性进行土壤微生物类群数量的研究，结果表明：１．不同年龄的人工植被沙丘的土壤微生物各类群数量均超过自然流动沙丘。２．３６龄和２８龄人工植被沙丘的土壤微生物各类群数量的垂直分布与自然被国家沙丘相比基本相似，从微生物各类群数量看，到目前为止，最长年限３６龄人工植被沙丘与自然植被固定沙丘相比，还没有达到最稳定程度，人工植被固沙工程尚处在演变过程。     

Ecological and environmental explanation of microbiotic crusts on sand dune scales in the Gurbantonggut Desert, Xinjiang

Results obtained from the field investigation and the analysis in laboratory show that many species of microbiotic crusts of lichens, mosses and algae develop extensively in the Gurbantonggut Desert, Xinjiang. The formation, species and distribution are closely related to the environmental conditions at the different positions of sand dunes. The animalcule crusts develop mainly on the mobile or semi-mobile sand surface of dune tops, the alga crusts develop mainly at the upper to middle parts of dune slopes, the lichen crusts develop at middle and lower parts of dune slopes, and the moss crusts are mainly distributed at the lower part of dune slopes and the interdune lowlands. The species, thickness and developing degree of microbiotic crusts increase from the upper part to the middle and lower parts of dune slopes and the interdune lowlands, and an obvious contrast between the microbiotic crusts and the different species of plant communities forms. The development and differentiation of microbiotic crusts at the different positions of dunes are the ecological appearance and the natural selection of synthetic adaptability of the different microbiotic crust species to the local environmental conditions, and are closely related to the ecological conditions, such as the physiochemical properties of soils and stability of topsoil texture.     

半干旱区小城镇周边沙丘水分的时空变化——以乌审旗达布察克镇为例

水分是影响干旱区沙丘植被分布、生长和生存的关键因素.以内蒙古自治区乌审旗达布察克镇周边8km范围为研究区域,对不同类型沙丘的土壤水分进行连续观测,研究城镇周边沙丘土壤水分时空动态变化规律.结果表明:研究区沙丘土壤含水量时间变化分为春季积累期、水分消耗期、秋季积累期、稳定期4个阶段.在空间分布上,不同沙丘土壤含水量大小表现为:流动沙丘半固定沙丘固定沙丘(纯蒿)固定沙丘(柳蒿混生);沙丘土壤水分垂直变化可分为土壤水分速变层、土壤水分活跃层和土壤水分相对稳定层3个层次;从沙丘地形部位看,丘间低地地下水位高,而背风坡土壤含水量接近植物凋萎系数.