浑善达克沙地固定沙丘风蚀坑形态变化及其动力学机制

风蚀坑是固定沙丘活化的重要标志,也是半干旱沙质草原地区沙漠化的首要环节.因此,准确理解风蚀坑形态变化及其动力学过程对区域荒漠化的治理具有重要意义.浑善达克沙地东南缘固定沙丘不同部位上发育了多种形态的风蚀坑,对其形态和气流结构的野外观测结果表明, 2010～2021年,各类型风蚀坑长度、宽度和面积均持续增加,整体形态有向椭圆形或槽形发展的趋势;风蚀坑坑体的扩张方向与坑内蚀积格局具有高度一致性;气流在固定沙丘迎风坡坡脚几乎未发生偏转,而在沙丘中部和丘顶发生明显偏转,且偏转角度与区域风向相关;风蚀坑形态和区域气流方向共同决定了风蚀坑内部的气流分布模式.此外,本研究认为,固定沙丘地形对区域气流的再改造作用可能是导致风蚀坑形态差异的根本原因;风蚀坑形态决定了坑内气流分布模式,而气流方向和风速变化影响着坑内蚀积格局,最终改变了风蚀坑形态演变方向.     

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.     

毛乌素沙地沙障固沙机制与效益评估

沙障是沙区广泛应用的一种固沙工程措施,准确理解沙障的固沙机制并优化其配置模式有助于防风固沙技术的完善.本文以毛乌素沙地腹地发育的4个新月形沙丘作为研究载体,通过对9类(3种材料×3种规格)沙障措施下的沙丘开展地形测量、风沙观测、沉积物采样、植被调查和室内分析等研究,揭示了沙障环境下沙丘的表面过程,评估了各类型沙障防风固沙效果及生态恢复效应.结果表明,沙障具有降低沙丘高度、重塑微地貌形态、降低近地表风速、拦阻沙物质输移以及促进植被恢复的作用,其作用强度大小受控于沙障材料、规格配置及铺设坡位;沙柳沙障是该区防风固沙和促进植被恢复的最佳选择,草绳沙障其次,聚乳酸(polylactic acid, PLA)纤维沙袋沙障最差;沙柳和草绳沙障在1 m×1 m规格下的固沙效益最佳,而PLA沙障在2 m×2 m规格下的固沙效益最佳.此外,本文认为,沙障的防风固沙效益受多个要素的共同影响,单以近地表风速大小或微地貌形态作为衡量标准是不充分的;沙障工程应依据区域固沙需求和实地环境,立足重点目标或需求,因地制宜选择出最适宜的沙障配置模式.