拋物線形沙丘的動態變化研究

《拋物線形沙丘的動態變化研究》是依託北京師範大學，由哈斯額爾敦擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：拋物線形沙丘的動態變化研究
• 依託單位：北京師範大學
• 項目負責人：哈斯額爾敦
• 項目類別：面上項目

項目摘要

定量表達地表形態及其變化是當前地貌學研究的主要方向。拋物線形沙丘是我國東部沙地重要風沙堆積類型。本項目選擇鄂爾多斯、渾善達克和呼倫貝爾等地，利用地面測量與遙感監測相結合、實地觀測與數值模擬相結合等方法，持續開展拋物線形沙丘表面風沙輸移和沉積的野外觀測，以及對沙丘形態、植被的重複測量與監測，分析不同時段拋物線形沙丘形態變化和移動與環境要素之間的動態關係，闡明沙丘形態-氣流-植被和沙丘形態之間的相互作用，對拋物線沙丘的動態變化進行數值模擬，揭示其動態變化的規律與趨勢，為預測氣候變化和人類活動背景下沙地地貌系統的未來變化趨勢提供基礎參數。

結題摘要

風沙-植被相互作用導致的地貌景觀包括拋物線形沙丘、灌叢沙丘和風蝕坑沙丘，也是近10餘年來乾旱區地貌與環境研究的熱點。《拋物線形沙丘的動態變化研究》項目內容主要涉及拋物線形沙丘形態參數變化、移動規律，沙丘表面風沙輸移、蝕積格局及其時間變化，以及拋物線形沙丘與其相關地貌形態（灌叢沙丘、風蝕坑）之間的動態關係。項目按計畫完成了資料收集與整理、野外調查與觀測、室內實驗分析與總結工作。開展了沙丘動態遙感監測與分析，獲得了近16年來的典型沙丘二位形態參數及植被的動態演變序列；開展了典型沙丘的地面測量與分析，獲得了近6年來沙丘三維形態參數、蝕積格局的年、季動態序列；開展了沙丘表面的風沙輸移的觀測與採樣分析，研究了拋物線形沙丘及其相關的風蝕坑、灌叢沙堆的氣流結構及輸沙率變化，探討了拋物線形沙丘與風蝕坑、灌叢沙堆之間的動態關係。項目取得的主要進展包括：近16年來庫布齊沙漠南緣隨降水年際波動，經歷了固定-活化-再固定三個階段，隨之，沙丘形態由起初的片狀流沙或新月形沙丘演變為大型拋物線形沙丘，拋物線形沙丘又以風蝕坑形式活化，灌叢植物的生長和灌叢沙堆的發育導致形成多個拋物線形沙丘；近6年來拋物線形沙丘在順風向前移和側向擴展過程中，沙丘面積增加、體積減小、丘高降低，沙丘總體上趨於固定，沙丘移動速率逐年降低；近5年來拋物線形沙丘總體上內測侵蝕、外側堆積，蝕積指數在沙丘前端高、丘臂低，沙丘侵蝕主要表現在風蝕坑侵蝕和灌叢沙堆兩側掏蝕，而沙丘堆積主要以灌叢捕獲沙物質和背風側蔓延堆積為主，沙源供應短缺使沙丘出現沙物質損失，降水量增加使沙丘各部位的活性指數逐年降低；沙丘迎風坡下部風速與輸沙率之間的趨同性很低，而迎風坡中上部輸沙率與風速同步增加，進而沙丘迎風坡加長和丘高降低；風蝕坑氣流結構和灌叢沙堆周圍氣流的方向及強度等的變化使拋物線形沙丘形態趨於複雜。在呼倫貝爾沙地，近60年來風蝕坑數量和面積，以2009年為界，之前持續增加，之後因人為治理而持續減少；近6年來風蝕坑總體上順風向延伸和側向擴展，其中大型風蝕坑深度趨於穩定或開始減小，坑後沙丘遭受侵蝕而形成拋物線形沙丘的雛形，小型風蝕坑趨於加深且坑後沙丘仍然處在舌狀和裙狀蔓延階段。項目執行過程中參與了多次國內外的學術會議，培養了2名博士研究生和3名碩士研究生，目前已發表研究論文29篇（包括3篇接受待刊）。