晚第四纪以来巴丹吉林沙漠不同地表过程的相互作用与沙漠演化

沙漠是地球表面主要的地貌景观之一。近二十年来，国际上对茫茫沙海的研究已从早期的自然地理特征描述，转向从地球表层系统科学的角度出发，对系统中的各要素及其相互作用进行定量、半定量的分析。目前在国际上，量化沙漠沉积系统要素备受关注。在此背景下，本项目拟从晚第四纪以来巴丹吉林沙漠不同地表过程的相互作用入手，运用第四纪地质学、地貌学、遥感、地球物理浅层勘探和地球化学的研究方法，研究不同时期冲积、洪积、湖泊和风力过程的作用范围、强度，探讨不同营力对沙丘发育的贡献，并重建巴丹吉林沙漠各时期的气候与环境特征。本项目的实施，将提高学术界对沙漠环境地貌过程的研究水平，为认识北半球西风带与东亚夏季风北缘交汇地区的古气候变化历史和机制提供佐证，也为深入理解沙漠对过去和未来气候变化的响应提供一个范例。

巴丹吉林沙漠位于北半球西风带和东亚季风区的过渡地带，面积约49,200 km2，是中国北方干旱区的重要组成部分。该沙漠具有世界上最高大的沙丘，其独特的地貌景观使其成为研究干旱区各种地表过程相互作用的理想区域。在国家自然科学基金本项目的资助下，我们对巴丹吉林沙漠的及周边地区开展了物质来源、古环境变化、沙丘发育模拟等方面的研究工作。沙漠物源研究结果表明，巴丹吉林沙漠的物质主要来自于青藏高原的东北部，黑河是这些物质的主要搬运载体；阿尔泰山和蒙古戈壁不仅是巴丹吉林沙漠东北部红色沙丘的主要物源，也是巴丹吉林沙漠的重要物源之一。民勤绿洲的存在对巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠的扩张起到了壁垒作用。对风沙沉积记录的研究显示，中国北方干旱区半干旱区的气候变化与全球冰期—间冰期尺度的气候变化一致，早中全新世气候整体比较温暖湿润，风沙活动减弱；晚全新世变干旱，风沙活动增强。我们利用数值模拟对新月形沙丘中的沙粒平均埋藏时间进行了研究，提出沙粒的平均埋藏时间与新月形沙丘最大纵向剖面面积呈线性关系。我们对巴丹吉林沙漠内部典型沉积剖面进行采样，但因沙漠地区难以找到连续的沉积记录，我们还在探讨这些记录的科学意义。