青海湖东岸高大流动沙山移动特性及其危害研究

Desertification is one of the most serious eco-environmental problems around Qinghai Lake. It is Torishima at northwest, Sand Island at northeast, Ketu and Xiabatai at east of Qinghai Lake that desertification lands are distributed. There are barchan, Megadunes and semi-mobile dunes in the region. The height of megadunes distributed in the east and northeast of Qinghai Lake are betwwen 80 and 160 meters. The narrow ridge lines and minifying crests are the most significant characters for megadunes. It has a great effect on road and railway at the east of Qinghai Lake, meanwhile, the benefits of ecology, economy, transportation and tourism will be influnced. According to earth system science and basic principles of environmental evolution, based on field survey, located observations of wind and sediment discharge, taking profile samples and tests of samples indoor, we discuss formation and mobility mechanism of megadunes. Combining "3S" techonology of "Quick Bird" and other clear satellite images with located observation and the wind tunnel simulate experiment, we research on the mobility characteristics and dynamic change of megadunes. By studying on nature and human influence on distribution, driving characteristics, dynamic change and driving mechanism, we hope providing a scientific support for protection and rational utilization for megadunes in the east shore of Qinghai Lake.

土地沙漠化是青海湖周最严重的生态环境问题之一。该区沙漠化土地主要分布在湖西北的鸟岛、湖东北的沙岛以及湖东的克土、下巴台地区，主要以新月形流动沙丘、高大沙山和半固定沙丘为主。湖东及东北部连绵分布的高大流动沙山（高80m～160m），具有狭窄的脊线和尖削的丘顶，每年在不停移动，其对湖东公路和湖东北岸青藏铁路的影响甚大，也关系到青海湖周的生态、经济、交通和旅游效益。但高大沙山的分布、移动特性、动态变化、驱动机制与危害这些科学问题有待研究。根据地球系统科学和环境演变基本原理，通过野外调查、风场观测、输沙量观测、剖面取样、样品室内分析测试等手段，探讨沙山的移动机理；通过对"快鸟"等高清卫片影像资料应用"3S"技术，结合实地定点定位观测、风洞模拟实验研究沙山的移动特性和动态变化。本项目拟对沙山的分布、移动特性、动态变化及其危害进行研究，对防治和合理利用本区高大沙山具有重要理论和实践价值。

土地沙漠化是青海湖周最严重的生态环境问题之一。青海湖湖东沙区流动沙丘及沙山每年在不停移动，其对区域生态环境及人类设施的影响甚大。本研究受国家自然基金资助，自2015年起，团队开始在青海湖湖东沙区进行野外调查、风场观测、结合无人机进行沙丘形态监测等内容的研究，对研究区沙丘及沙山沙山的分布、移动特性、动态变化及其危害有了一定的认识，取得了一定的成果。主要包括：①流动沙丘及沙山脊线均以西向东运动为主，速度约2m/a。沙丘侵蚀区多出现在沙丘西侧，侵蚀速率为5829m3/a，堆积区主要集中于沙丘东侧，堆积速率为11959m3/a；沙山以堆积为主，约3567m3/a，以脊线为中心，堆积程度逐渐降低。青海湖湖东沙区内流动沙丘整体处于发育状态，沙山基本处于稳定，仅在脊线相对较低区域发生往复性发育；②流动沙丘脊线的发育，可以总结为，由稳定状态月牙型（脊线长度小于100m），向钩型（脊线长度小于285m）或S型（脊线长度大于285m，仅出现在沙山上）延伸发育的过程。只是这个发育过程，是交替往复的发展，会发生收缩，发生收缩的时期主要集中于11月至次年3月。这一时期，如果沙丘发育得到有效控制，则可以抑制其发育为沙山，反之，则其在砂物质充足，风况适宜的条件下，最终达到沙山这种脊线呈S型的稳定状态；③根据海晏县气象站数据，主风向以西南和东南方向为主，大于8m/s风主要为西南和西北方向。但由于海晏县气象站与研究区有日月山相隔，加之研究区靠近青海湖，形成了局地小气候。研究区域属于低能风能环境，全年的输沙势以西方向最大，风能集中。沙丘及沙山越高大，整体的粒径越偏细；沙丘及沙山规模形态越小，春季起沙风对沙丘不同部位粒径的变化影响越大；④综合沙地植被整体防风固沙效益机制，防风效益表现为沙蒿＞沙棘＞乌柳。沙棘、乌柳与沙蒿为优良的固沙树种。同时，沙棘良好的风沙适应能力，保障沙棘的稳定生长势态具有良好的生态修复效益。本研究对防治和合理利用本区高大沙山及流动沙丘具有重要理论和实践价值。也关系到青海湖周的生态、经济、交通和旅游效益。