鄱阳湖北部沙山一处平行层理砂层的释光信号回零分析及年代学研究

鄱阳湖作为中国最大淡水湖,其周边发育若干沙山。虽然此前研究多认为这些沙山为风力堆积的产物,但是这些沙山中上部还普遍保存有水成沉积构造的沉积层。选取江西省湖口县沙洲村沙山一处代表性的平行层理砂层(吴淞高程约40.3 m)为研究对象,首先对目标砂层的石英和钾长石开展光释光信号回零分析。研究结果显示该砂层的石英光释光信号和钾长石光释光信号均呈现明显的晒退不均。这种现象与沉积构造解译一致,即目标沉积层为水成堆积过程的产物。之后,对目标砂层开展年代学研究,通过对比鄱阳湖湖岸一处现代平行层理砂层的光释光年代结果,将沙洲村沙山目标砂层的年代限定为全新世大暖期(石英单片和单颗粒光释光年龄分别为(6.9±1.6) ka和(6.4±2.2) ka)。

江西星子镇沙岭沙山顶部一处红色砂层的粒度分析及释光年代研究

鄱阳湖作为我国最大淡水湖,其周边分布若干沙山。此前研究多认为这些沙山为风成堆积的产物。选取星子镇沙岭沙山顶部(吴淞高程约58.3 m)一处红色砂层(含泥质团块)为研究对象,开展粒度分析和释光测年,以进一步揭示其形成环境和年代。粒度结果为:(1)以中粗砂为主;(2)粒度分选性差;(3)频率分布曲线显示该红色砂层包含多峰;(4)概率累积曲线显示该红色砂层包含1个推移组分、2个跃移组分和4个悬移组分;(5)萨胡判别公式值均>-2.74。之后,对红色砂层下伏泥层、红色砂层和红色砂层上覆黄色砂层开展石英单颗粒释光测年,其年代分别为:(24.7±2.1) ka、(24.0±2.4) ka和(22.4±3.9) ka。研究表明该红色砂层虽然形成于MIS2阶段,但其不是干旱环境下的风成沉积砂层。

拉沙山区域不同时空条件下的土壤线虫群落多样性分析

为了解土壤线虫群落结构在不同时空条件下的分布差异,于2021年春季(5月)和秋季(10月)对拉沙山区域13个综合监测样地采集的104个混合土壤样品,进行土壤线虫群落组成及多样性差异分析。利用宏基因技术共获取线虫扩增子序列变体(Amplicon Sequence Variant, ASV) 931个,隶属于2纲10目46科75属,其中2个优势类群、14个常见类群和59个稀有类群。在空间分布格局上利用方差分析及独立样本t检验方法发现,不同海拔、坡向及水陆的土壤线虫群落结构均不具有显著性差异(p>0.05);在时间分布格局上利用配对t检验方法发现,在秋季(10月)比春季(5月)的土壤线虫群落的多样性更高,且差异极显著(p<0.01)。

巴丹吉林沙漠高大沙山粒度成分与沙山形成

选取巴丹吉林沙漠东南部全球高差最大(约420 m)的诺尔图湖东大沙山和较高的苏木巴润吉林湖西大沙山(高差约400 m),对其迎风坡沉积物进行系统采样分析,讨论了高大沙山迎风坡沉积物粒度成分特点、变化规律、原因及其活动性。结果表明,全球高差最大的诺尔图东沙山和苏木巴润吉林湖西沙山迎风坡沉积物具有双层结构,表层沉积物的粒度组成较下层粗,表层沉积物的中砂含量高于细砂,而下层沉积物的细砂含量明显高于中砂;两层沉积物中的极粗砂、粗砂、极细砂和粗粉砂含量均很少,且不含粘粒。表层沉积物粒度成分比下层粗是表层沉积物受到了风蚀作用造成的。从沙山下部到上部,迎风坡沉积物粒度成分逐渐变细,分选变好,偏度趋于负偏。两个大沙山粒度组成与变化特点一致表明,大沙山表层粒度成分在发生粗化,物质组成还在发生移动,大沙山仍然处在活动阶段。大沙山地貌与风力作用可分为3个带,下部是以较平坦洼地为代表的侵蚀、搬运带,中部是新月形沙丘密集分布的物质堆积和运移并存带或风沙物质转运带,上部是风沙物质堆积的陡峭沙山主峰带。大沙山物质运移的基本模式是下部以侵蚀搬运为主,中、上部物质则是堆积与运移并存,风沙物质经过多次的运移传递而到达沙山顶部和背风坡。

巴丹吉林沙漠高大沙山短穗柽柳分布区水分特征及其水文指示意义

巴丹吉林沙漠湖泊群及其补给来源是热点研究问题。沙山是联系大气降水和湖泊水的纽带,研究其水文特征可加深认识区域湖泊水循环,而植物分布对沙山水文特征具有重要的指示意义。本文以短穗柽柳(Tamarix laxa)所在的高大沙山背风坡土壤为研究对象,采用烘干法测定了短穗柽柳分布区土壤含水量,分析了其时空变化特征,探讨其对高大沙山水文特征的指示意义。结果显示:短穗柽柳分布区土壤剖面按其水分特征可划分为水分速变层(0~60 cm)、水分活跃层(60~120 cm)及水分相对稳定层(120~200 cm),含水量随深度增加呈减小趋势,速变层平均含水量为1.69%,显著高于其他2层;95.83%短穗柽柳分布区含水量处于0.50%~3.00%,且观测最大值为4.88%,均小于沙山田间持水量(5.00%),说明短穗柽柳分布区难以存在重力水,指示高大沙山背风坡降水难以形成重力水快速下渗补给湖泊水;短穗柽柳的“乔木化”生长特征及其特殊的分布位置,不仅有利于其根叶繁殖,还有利于对水分的储存和保持,维持着短穗柽柳的生存和发展。

鄱阳湖北部沙山一处具有条带状砂层的粒度特征及光释光年代分析

鄱阳湖中部及北部分布着若干沙山。目前,大部分研究认为这些沙山为风成堆积的产物。通过野外调研发现鄱阳湖湖滨沙山的中上部存在具有水成沉积构造的砂层或粉砂层。选取了鄱阳湖北部湖口县沙洲村一处条带状层理的砂层作为研究对象。整个条带状砂层厚度超过20 cm,其平均吴淞高程约为40 m。剖面中黄色与红色砂层交替发育,每个砂层单元厚约数厘米,总体上黄色砂层比红色砂层略厚。从黄色砂层(HGDS-Y)和红色砂层(HGDS-R)各采集了一个粒度分析样品,并在该条带状砂层中采集一个光释光样品(HGDS-OSL-1)进行测年分析。粒度分析结果显示:1)HGDS-Y的频率分布曲线表现为一个明显的主峰和一个不明显的次峰,而HGDS-R红砂的频率分布曲线表现明显的双峰曲线特征,该特征不符合典型风成沉积物的粒度分布;2)HGDS-Y和HGDS-R的概率累积曲线均呈现为八段式,而典型的风成沉积物一般为二段式或三段式;3)利用萨胡判别公式计算Y值,Y_(HGDS-Y)=0.22,Y_(HGDS-R)=15.44;2个样品的Y值显示此次研究的砂层为水成堆积的产物。在对光释光样品(HGDS-OSL-1)分析时,一方面对石英颗粒和钾长石颗粒光释光信号的回零情况进行分析,另一方面分析该样品的光释光年代。光释光测年结果显示:1)石英样品的光释光信号以快组分为主,但是石英等效剂量(De)分布较为离散,离散度值为~27.3%;采用多步升温红外激发法测试钾长石时,激发温度50℃~250℃区间未发现等效剂量坪区。以上结果显示石英和钾长石在搬运过程中,有部分颗粒晒退不完全,这与典型风成颗粒曝光时间长、晒退完全的特性不一致;2)石英最小年龄模型年代为36.2±4.8 ka,表明该条带状砂层为MIS 3个阶段的产物。该条带状砂层吴淞高程虽然高于建国以来鄱阳湖最高水位(22.63 m),但基于本研究的粒度和光释光分析结果,认为其可能并非风成堆积,而是水成沉积物。

云南拉沙山黑白仰鼻猴对种子传播潜力的评估

灵长类是森林生态系统中植物种子的主要传播者,有助于森林植被的更新,然而受研究方法的限制,灵长类种子传播潜力常被低估。为全面评估温带灵长类动物的种子传播潜力,采用直接观察法和粪便分析法评估珍稀濒危灵长类动物黑白仰鼻猴的种子传播潜力。于2018年11月—2019年10月采用直接观察法(瞬时扫描取样法)收集云岭省级自然保护区拉沙山黑白仰鼻猴的活动时间分配数据,获取每月取食果实的比例;同时每月收集黑白仰鼻猴的粪便,采用粪便分析法分拣猴粪中残留的植物种子,统计有完整种子残留的月份和粪便比例,应用这两种方法评估黑白仰鼻猴种子传播潜力及其差异。结果表明:直接观察法收集到黑白仰鼻猴取食果实的月份数为6个月(7—12月),月均取食果实的比例为(15.31±20.15)%,共取食13种果实;而粪便分析法发现黑白仰鼻猴粪粒内全年都有完整种子残留,粪便中月均完整种子残留比例(35.19±35.43)%,其中9月至第二年1月粪便中种子残留比例都大于50%,共取食18种果实;综合两种方法发现云南拉沙山黑白仰鼻猴共取食20种植物果实,具有较高的种子传播潜力。直接观察法可确定黑白仰鼻猴取食果实的物种数,而粪便分析法能反映其可传播的物种和数量,并发现黑白仰鼻猴全年都取食果实,增加了对黑白仰鼻猴果实性比例和种子传播月份的认识。因此,建议结合两种方法全面评估黑白仰鼻猴及其它灵长类物种的种子传播潜力,从而更好地评估其对植物种子传播的有效性及对森林生态系统更新的贡献,为认识灵长类通过种子传播提升森林生态系统更新能力提供新的视角。

巴丹吉林沙漠高大沙山的形成发育研究

通过对巴丹吉林沙漠高大沙山的考察 ,以及沙丘形态和风况、沙山 TL测年、古沙丘层理产状等的研究表明 ,高大沙山的形成发育受沙源、风系、底基地形和灌草植被等因素的影响。第四纪以来弱水古水系的变迁为沙漠及沙山的发育提供了丰富的沙物质来源。沙山发育的受西风和西北风两大盛行风系的控制 ,末次冰期以前为西风环流主导时期 ,地表盛行风向为西风 ,次为西北风 ;末次冰期以来为季风环流主导时期 ,地表盛行风向为西北风 ,次为西风。沙山底基地形的起伏不仅诱发近地表气流产生波状运动 ,同时也是风沙流运行的障碍。气候湿润期发育的沙丘灌草植被通过抑制风蚀、扑捉风沙等作用加速沙山的发育。高大沙山是新月形沙丘和沙丘链、复合新月形沙丘或沙丘链演进而形成的大型稳定风积床面形态。

巴丹吉林高大沙山表层孔隙水现象的疑义

1997-2003年对巴丹吉林沙漠中不同位置共7个高大沙山和1个流动沙丘表层2m内的孔隙水情况用常规方法作了观测,每年均在相近日期进行。孔隙水量随深度而增大,历年观测期间2m附近的体积含水量约3%,达到相应实测最大持水量的约65%或更高,25cm至1m孔隙水δ18O的正值表明它经过了反复补给-蒸发过程。观测了雨后入渗深度及其在沙丘120m坡面上的分布,另由历年短期能量平衡测验获得沙山陆面蒸发和凝结概念。认为当地年降水量和凝结量不足以对沙山2m表层内的孔隙水现象作出解释,疑另有与大尺度地下水系统相关的补给源。

鄱阳湖湖滨沙山垄状地形的成因

江西星子县沙岭沙山位于鄱阳湖湖滨,临湖一侧发育顺盛行风方向延伸的垄状地形。研究从地貌学、沉积学和年代学的角度分析了垄状地形的成因。按照目前的风场计算出的沙丘走向与合成输沙方向近于垂直,说明这些垄状地形不是纵向沙丘。垄状地形内部发育平行层理,缺少滑动面,则进一步表明垄状地形并非沙丘。对垄状地形之间的沟谷形态观察后发现,这些沟谷与前丘上槽形风蚀坑形态颇为相似,且沙山的环境具备发育槽形风蚀坑的基本条件,所以我们将垄状地形之间的沟谷视为槽形风蚀坑。为确定风蚀坑的形成时代,我们在沙山上风区、下风区边缘选取了6个剖面,测得的28个光释光年龄显示,构成垄状地形的沙层堆积于约20kaBP以前的末次冰期。据此我们推测在冬季风最强的阶段(18-14kaBP),沙山由以前的风沙堆积转变为风沙侵蚀,产生了槽形风蚀坑。相邻槽形风蚀坑之间的条状突起就构成了垄状地形,因此星子县沙岭沙山临湖一侧的垄状地形属于风蚀地貌。

巴丹吉林沙漠高大沙山典型区风沙地貌的分形特性

以分维为工具,以分维数为中介参数刻画巴丹吉林沙漠高大沙山典型区风沙地貌的形态特征,研究发现,该区星状沙山多单独分布,其沙山高度较综合型星状沙山及复合型星状沙山小,一般多在100～200m之间,形态相对简单,因而其分维数较小(D=1 042462)。综合型星状沙山,为在巨大的沙山体上迭置有次一级的星状沙丘,其规模小于复合型星链状沙山,高度多达200～300m,该类型沙山形态结构较星状沙山复杂,因而其分维数高于星状沙山(D=1 119346)。复合型星链状沙山,是构成该区域高大沙山的主体,其相对高度大于300m,平均为309 43m,最高可达465m,沙山形态结构颇复杂,在其巨大的沙山体上迭加有许多相同类型的次一级沙丘及古沙丘,规模也较综合型星状沙山大,因而其分维数最大(D=1 148164)。

九江—澎泽一带沙山研究存在问题探讨

依据 TL和 1 4 C测年数据及各项环境指标分析 ,对九江—红光澎泽一带沙山剖面进行了研究和对比 ,讨论了 147ka B.P.至晚冰期的年代地层序列和古气候环境 ,同时对沙山成因、古湖沼形成机制进行了深入探讨。该区沙山地貌并非新构造运动所致 ,属差异侵蚀作用的结果 。

巴丹吉林沙漠沙山发育与环境演变研究

通过对巴丹吉林沙漠风沙地貌、沙山地层结构、古沙山层理构造、沙山TL测年和区域输沙率等的综合研究表明 ,巴丹吉林地区自西北而东南大致可划分为河湖为主的弱水冲洪积扇、以河湖与风沙交替作用过度区和以风沙作用为主沙丘区。弱水冲洪积扇的发育为沙漠、沙山的发育提供了丰富的沙物质来源。高大沙山是更新世期间起伏的沙质下垫面与西风环流和季风环流相互作用的结果。末次冰期以前为西风环流为主时期 ,地表主导风向为西风 ,次为西北风 ,河湖环境发育 ;末次冰期以来为东亚季风环流为主时期 ,地表盛行风向为西北风 ,次为西风 ,风沙活动盛行。期间 ,风积床面经历了新月形、新月形沙丘链、复合新月形、复合沙丘链到复合型高大沙山的一系列复合、演变与发展过程。

鄱阳湖沙山地区沙化土地特征及成因分析

鄱阳湖沙山地区土地沙化属于南方荒漠化的一种典型类型,是在湖滨沙质阶地的基础上形成的,它既有别于北方的土地沙漠化,又区别于南方其它类型的荒漠化。基于野外调查的基础上对该地区土地沙化特征进行描述,同时从历史背景、当代气候特征以及鄱阳湖水位变化等几个方面对沙化的成因进行了分析。分析结果表明:(1)目前该地区土地沙化趋于变好态势;(2)历史上的海平面变化及气候特征成为鄱阳湖沙山形成的主要因素,而沙山又为该地区当代土地沙化提供了丰富的物质来源。(3)当代气候特征下,流水及固定风向的长期侵蚀为土地沙化提供了动力因素,而鄱阳湖水位的周期性变化,为土地沙化的物质循环提供了有利的环境。总的来说,鄱阳湖沙山地区的土地沙化是在历史地质地貌变迁、当代气候条件、湖泊变化以及人为活动等因素的共同作用下形成的独具特色的亚热带土地荒漠化。

鄱阳湖湖滨十万年来沙山的演化

鄱阳湖湖滨及湖口-彭泽段长江南岸有成群沙垄、沙山分布。2005年调查发现，可分为4个风成沙山期及7类沉积物。4个风成沙山期分别为95kaB．P．的老红沙山期、46kaB．P．的红沙山期、27kaB．P．～15kaB．P．左右的黄沙山期、250年来的近代沙山期。此外还有温暖时期沟谷里水动力作用下的次生堆积，湖滩上的风蚀残余沙以及黄沙山表面现代松散沙。比较不同时期风沙沉积的粒度组成，4个时期的风力大小基本呈现黄沙山期〉近代沙山期〉红沙山期〉老红沙山期的状态，以上特点与末次间冰期以来多个亚冰期全球气候寒冷程度的变化具有可比性。

巴丹吉林沙漠典型高大沙山迎风坡粒度特征

风沙地貌形态与地表风动力的互馈机制研究是近年来风沙地貌学研究的热点问题。以巴丹吉林沙漠高大沙山为研究对象,选取巴丹吉林沙漠东南部苏木巴润吉林以西高度约400 m的高大沙山,对其迎风坡沉积物粒度特征进行系统采样分析,研究了高大沙山迎风坡沙物质粒度由坡脚至丘顶以及表层和下层的变化规律。结果表明,沙山迎风坡表层沉积物的粒度组分较下层粗。表层沉积物的中、细沙含量相差不大,分别为48.25%和47.91%,而下层沉积物的细沙含量(58.05%)明显高于中沙(40.14%)。两层沉积物的粗沙、极细沙和粗粉沙含量均很少,且不含极粗沙和粘粒。上下层的粒度组分差异主要是由于表层风蚀和细粒向下分选所致。随着沙山高度和坡度逐渐增加,沙面发生风蚀,沙山迎风坡沉积物粒径总体上由坡脚至丘顶变细,分选变好,偏度趋于负偏,峰态没有明显的变化趋势。但由于局部地形和气流的影响,在高大沙山迎风坡中部偏上,出现粒径变粗,分选变差的异常现象。这一结论表明巴丹吉林沙漠的复合型高大沙山相比简单沙丘经历更为复杂的风沙动力过程,其风沙沉积物的粒度分析更为复杂。因此,必须综合考虑多种因素来探讨其风沙动力学机制。

巴丹吉林典型高大沙山粒度分布规律研究

选巴丹吉林沙漠典型高大沙山(1605m)为研究对象,对沙山沉积物进行系统采样分析。结果表明,巴丹吉林沙漠典型高大沙山(1605m)粒度组成中细砂含量最高,中砂次之;粗砂、极细砂和粗粉砂含量均较少,胶粒、粘粒、细粉砂未出现。迎风坡沉积物粒度比背风坡细。迎风坡砂粒大小均匀、分选好,迎风坡沉积物颗粒较背风坡总体要均匀。沙山迎风坡和背风坡沉积物由坡脚至顶部粒径总体变细,砂粒大小趋于均匀,分选变好,偏度和峰态由波动趋于稳定。大沙山迎风坡下部侵蚀作用为主,背风坡中上部以风力堆积为主,下部以重力堆积为主。

巴丹吉林沙漠高大沙山区植被特征与地貌形态的关系

通过对巴丹吉林沙漠伊和吉格德湖高大沙山区野外植被考察,研究了该地区的生物多样性,并分析了该地区植被—沙山地貌形态之间的关系。结果表明,研究区植被种类较少,以旱生物种为主,植被群落分布的垂直特征及差异明显。该区植物种共计6科9属9种,沿沙山上部至底部依次为:草本群落—灌木群落—草本或半灌木群落。沙多分布在背风坡,碟果虫实及白莎蒿多分布在迎风坡。总体群落多样性测度结果,沙山两坡中部多样性指数高,背风坡上部及迎风坡中部均匀度指数高。分层次群落多样性测度结果,由于草本种类单一,草本群落多样性及均匀度指数差别不大,迎风坡中部灌木群落多样性指数最高。高大沙山植被群落特征受整体沙山地貌形态影响,迎风坡植被分布及多样性变化特征与沙山第1和第2序列地貌形态有良好的对应关系。在更为广泛的沙漠发育时期,沙山表面稀疏的植被通过影响输沙率进而拦截沙粒,在维持沙山高度方面具有更为重要作用。

巴丹吉林沙漠横向沙山的研究现状与问题

处于我国西北内陆干旱荒漠地带的世界最高大的沙丘系统———巴丹吉林沙漠横向沙山系统,具有重要的风沙地貌与沙漠第四纪地质及水文学研究价值。以往的研究主要取得了对该沙漠及其沙山的近130 ka来环境变化历史的框架性认识。沙漠的形成时代、沙源、沙山及其间湖泊的成因与演化过程等及其与区域及全球气候环境变化的关系需要进一步研究。在研究方法上,需要重视沉积学方法的应用。对这些问题的深入研究,不仅对认识其自身奥秘,促进风沙地貌学与沙漠第四纪地质学的进展,而且对认识区域气候、环流、水循环、大地构造等重大环境问题具有重要作用。

巴丹吉林沙漠横向沙山沉积GPR雷达探测研究

应用GPR雷达探测技术对巴丹吉林沙漠东南部呼都格吉林和诺日图两个典型横向沙山迎风坡剖面探测结果表明:GPR雷达探测可以清晰地揭示沙山距地面20～30m深度内的沉积构造信息,并可模糊地揭示其下的湿砂层部分信息;该横向沙山迎风坡地貌与沉积自坡底至坡顶可依次划分为底部湖滨草-灌丛沙堆相、下部单一横向沙丘相、中部复合横向沙丘相、顶部星状沙丘相等类型;横向沙山迎风坡现代沙丘下伏有相当连续且厚度巨大的沉积序列;沙山内部存在巨厚持水湿砂层,干、湿砂界面大致平行于沙山表面,其深度在沙山中、上部在20～30m深度处变化,在沙山下部接近地表;沙山内部湿沙水分很可能来自降水,并对沙山发育起着重要支持作用;湖泊水可能主要来自沙山内部水分下渗迁移;沙山间湖泊可能是沙山或沙漠发育到一定阶段的必然产物。