新疆策勒绿洲-沙漠过渡带灌丛沙堆与回涡沙丘的粒度分布特性

植被和地形会对地表风沙沉积物粒度特征产生重要影响,通过对策勒绿洲-沙漠过渡带灌丛沙堆及回涡沙丘不同地貌部位地表沙物质的粒度分析,探讨不同类型植被对灌丛沙堆及回涡沙丘不同地貌部位表面风沙粒度特征的影响,为采取合理的防沙固沙措施提供理论依据。结果表明:灌丛沙堆表面风沙物质平均粒径从迎风坡底经迎风坡中部到顶部逐渐变细,又从灌丛沙堆顶部至背风坡中部、背风坡底、侧翼逐渐变粗。从迎风坡底至顶部,表面沙分选性逐渐变差,从顶部到侧翼分选性逐渐变好。在灌丛沙堆与上风向回涡沙丘表面,自灌丛沙堆迎风坡坡底至灌丛沙堆侧翼,沙颗粒平均粒径呈现先变细后变粗的趋势,回涡沙丘表面沙颗粒平均粒径最粗,沙粒属于中等-较好分选性,灌丛沙堆顶部、灌丛沙堆背风坡、灌丛沙堆侧翼表面沙颗粒的分选性稍差于其余7个地貌部位。

别里库姆沙漠胡杨沙堆回涡沙丘形态特征与空间格局

以别里库姆沙漠为研究区域,应用无人机倾斜摄影对胡杨沙堆回涡沙丘进行航拍,采用Agisoft处理航拍影像并获取DOM,利用Arc GIS10.2和SPSS19.0软件分析提取6个样区共60个回涡沙丘的形态特征,并进行其空间格局研究。结果表明:胡杨沙堆回涡沙丘的整体形态与新月形沙丘相似,迎风坡长而缓、背风坡短而陡。形态参数间存在明显的空间差异,不对称特性明显。胡杨沙堆回涡沙丘及胡杨沙堆形态参数间相关性良好,部分形态参数间存在函数关系。胡杨沙堆回涡沙丘总体上呈片状稀疏分布。各样区沙丘服从聚集分布和随机分布,且聚集程度随距离尺度的增加而增强。分布密度南部大于北部、东部大于西部。聚集度北部高于南部、东部高于西部。

别里库姆沙漠胡杨回涡沙丘表层沉积物粒度特征

胡杨回涡沙丘是别里库姆沙漠常见的一种风积地貌类型,通过测试分析来自6个样区胡杨回涡沙丘的195个表层沉积物样品,结合粒级-标准偏差法、Sahu成因判别和相关统计分析法,对其粒度特征进行研究,以分析别里库姆沙漠表层沉积物类型、沉积环境的稳定性。结果表明:(1)胡杨回涡沙丘表层沉积物粒度组成以砂和粉砂为主,从北向南、从东向西沉积物粒级均呈现变细趋势。(2)6个样区平均粒径的均值属于极细砂或细砂范围,71.79%的物质样品分选较好,97.94%的沉积物样品属于近对称分布,100%的物质样品属于中等峰态。(3)6个样区的粒级-标准偏差曲线均呈现多峰分布,沉积环境不稳定。(4)6个样区胡杨回涡沙丘表层沉积物的Sahu成因判别值介于-7.277~-5.912,均属于风成沉积。

别里库姆沙漠胡杨与胡杨回涡沙丘形态特征间的关系

为了探究影响胡杨(Populus euphratica)回涡沙丘发育的主导树木因子和影响胡杨生长的沙丘因子,以别里库姆沙漠为研究区,采用无人机航拍与影像解译法获取胡杨与胡杨回涡沙丘的形态参数,并结合相关统计分析法从定量角度对胡杨与胡杨回涡沙丘的形态特征间的关系进行分析。结果表明:(1)胡杨回涡沙丘以胡杨为中心,整体形状类似"n"形。胡杨形态参数的大小与胡杨回涡沙丘形态参数的大小基本保持一致。(2)胡杨的形态特征与胡杨回涡沙丘的形态特征具有显著的相关关系,胡杨的生长和胡杨回涡沙丘的发育之间存在协同变化趋势。(3)胡杨株高和冠幅是影响胡杨回涡沙丘的主导树木因子,影响胡杨的主导沙丘因子分别是沙丘表面积、体积、周长、丘体长度。

策勒绿洲-沙漠过渡带回涡沙丘形态动力特征

策勒绿洲-沙漠过渡带灌丛沙堆上风向普遍发育回涡沙丘,采用数理统计方法对策勒绿洲-沙漠过渡带回涡沙丘形态指标及回涡沙丘各地貌部位的输沙量、风速和沙物质的粒度特征进行相关分析,有助于揭示风沙流与植被对沙丘形态与物质组成的作用方式。结果表明:1)发育成熟的回涡沙丘形如新月,灌丛和灌丛沙堆的形态特征影响回涡沙丘的形态特征。回涡沙丘宽度随灌丛沙堆宽度的增大而逐渐增大,在沙丘形成初期回涡沙丘高度随灌丛沙堆高度增加的不明显,后期回涡沙丘高度随灌丛沙堆高度增大而逐渐增大。2)回涡沙丘涡槽气流反卷,风速最小,侧翼气流发生绕流,风速最大。3)五个地貌部位侧翼输沙量最大,涡槽输沙量最小,各地貌部位距水平地面越近输沙量越大。五个地貌部位的风沙流结构特征值λ均大于1,各地貌部位主要以风蚀和搬运过程为主,灌丛疏透度变大或枯死,会导致回涡沙丘发生消散。4)回涡沙丘表面沙物质主要由极细砂、细砂、极粗粉砂组成,风速越大风沙流携沙粒径越粗,回涡沙丘侧翼风沙流携沙物质粒径最粗,灌丛沙堆背风坡风沙流携沙物质粒径最细。回涡沙丘表面沙物质平均粒径粗于灌丛沙堆。回涡沙丘与灌丛沙堆的形态特征影响不同地貌部位流场变化及沙物质粒度特征空间分异。

回涡沙丘的形态特征与表面物质组成

在沙丘分类系统中,回涡沙丘是一种重要的有障沙丘形态,系运移风沙流在障碍物前遇阻堆积而成。野外测量表明,回涡沙丘具有与新月形沙丘相似的外观,其迎风坡坡度一般在2°～18°之间,背风坡坡度较陡为21°～31°。回涡沙丘高度及其与障碍物距离受障碍物高度的控制,障碍物越高则回涡沙丘也越高,沙丘离障碍物也越远,沙丘高度、沙丘与障碍物距离分别与障碍物高度线性相关。粒度特征反映了局地沙源特征,粗细颗粒均可在风力作用下形成障前堆积形态。同一地区回涡沙丘与新月形沙丘表面物质的粒度参数对比表明,由于障碍物前回旋涡流的影响,回涡沙丘表面物质经历了更为强烈的风力分选过程,物质组成更细,分选更好,更趋于正偏和窄峰态。

不同坡度障碍物前气流场特征及其对回涡沙丘形成的影响

针对布设在腾格里沙漠东南缘的5个不同迎风坡坡度的障碍物模型,采用超声风速仪,在野外实测了障碍物前的气流速度场.气流水平和垂直速度的变化规律表明,障前气流场特征受障碍物迎风坡坡度控制.当迎风坡坡度小于60°时,障前气流以减速和上升运动为主,而当迎风坡坡度大于60°时,障前出现了不同程度的反向气流.水平速度反向区的范围随迎风坡坡度的增大而增大,而垂直速度反向区的范围则随坡度的增大呈变高变窄趋势.受障碍物影响,障前气流表现出可影响沙粒跃移运动的低频高能速度脉动,气流逼近障碍物时,水平和垂直速度湍流强度均增大.距障碍物越近、坡度越大,湍流强度越强.障前气流减速和下沉运动导致风沙流局部过饱和从而发生堆积,这为回涡沙丘的形成提供了物质基础;气流反向不仅影响回涡沙丘的初始发育位置,还是塑造沙丘形态的动力因子.