农田风蚀量随风速的变化

采用长期野外观测和风洞模拟实验相结合的手段就农田风蚀量随风速的变化问题进行研究。结果表明:无论是野外观测的农田输沙强度,还是风洞模拟得到的风蚀强度随风速变化趋势均符合指数函数。这与前人通过实验得到的其他地区农田和草地风蚀量随风速变化的趋势一致,说明农田和草地上风蚀量随风速增加呈指数规律变化是一种普遍存在的现象。表土抗蚀性因子和地表粗糙因子不同导致的沙源供应能力的差异,可能是不同地类之间风蚀量随风速变化规律不同的主要原因。农田和草地沙源供应有限,风蚀量随风速增大呈指数规律变化;沙漠地区沙源充足,风蚀量随风速增加呈幂函数变化。本研究对于确定沙源供应条件对于风蚀量与风速关系的影响,构建基于有限沙源供应的风蚀模型具有重要意义。

沙丘形态动力学数值模拟：以真实空间元胞自动机模型（ReSCAL）为例

沙丘研究不再局限于现有沉积状态的描述，而是延伸到其形成发育机理的研究。本文通过ReSCAL沙丘模型的数值模拟分析，获得如下结论：1）ReSCAL沙丘模型实现了风况因素影响下复合型沙丘的形成发育过程，揭示了复合沙丘表面次生沙丘形成与星状沙丘翼角延伸的动力机制，提出了沙丘形态与近地表风况之间的互馈机制对近地表风沙流的影响是次生沙丘出现和星状沙丘翼角延伸的重要原因。2）示踪了沙粒的移动轨迹，发现了沙粒每次在沙丘背风坡的埋藏深度具有随机性，使得沙颗粒的平均埋藏时间不同于以往计算的更新时间，继而发现新月形沙丘沙平均埋藏时间等于纵向最大剖面面积与其对应单宽输沙率的比值。3）基于沙丘脊线走向数学方法的发展，并结合ReSCAL沙丘模型的数值模拟结果，发现双向风况模式下，沙源供应能力的变化不仅能塑造不同的沙丘形态，而且能改变沙丘的生长发育模式，甚至是沙丘臂膀的延伸方向（走向）。

等效沙厚度研究进展

风、沉积物和地表覆盖是控制沙丘地貌的三大要素。沉积物尤其是沙源供应对沙丘地貌的影响仍有待深入研究。沙丘体积的研究促使了等效沙厚度(equivalent sand thickness,EST)概念的提出。EST研究经历了多个沙丘和亚沙丘尺度2个研究阶段。多个沙丘EST研究发现,EST与沙丘高度之间具有较好的一致性,其与方向变率的组合可以很好地区分沙丘类型,且在宏观上可以表征沙源供应。亚沙丘尺度EST研究使得利用高分辨率遥感影像研究沙丘(山)地貌及其形成过程成为可能。未来的研究应在像元尺度上对沙丘(山)地貌进行滤波,不同滤波窗口所得到的不同图层可以用来探究沙丘(山)地貌的形成过程。