艾比湖流域抛物线沙丘形成演化研究

抛物线沙丘是内陆荒漠区以及沙质海岸带常见的风沙地貌类型，在表征风沙地貌过程、区域环境演变、土地覆盖变化、绿洲生态安全方面具有重要作用。本项目以新疆艾比湖流域为主要研究区域，运用现代地貌学与第四纪地质学方法，结合风洞实验物理学、植物生态学原理，运用3S技术，研究艾比湖流域抛物线沙丘的地貌类型、形态特征、分布规律，研究抛物线沙丘的地层结构、物质组成和形成年代，研究影响抛物线沙丘地貌发育的风速、沙源、植被等主要因子之间的定量关系，研究抛物线沙丘的发育阶段、演化过程及其动力机制，并以此恢复重建艾比湖流域全新世晚期的环境演变过程，探讨抛物线沙丘地貌发育过程与土地沙漠化过程之间的内在联系。这对丰富我国风沙地貌学和环境演变研究内容，预测干旱区土地沙漠化发展趋势、确保绿洲生态安全具有重要意义。

本项目以内陆干旱区新疆艾比湖流域抛物线沙丘为研究对象，基于风沙地貌学、沉积学以及植物生态学理论和方法，通过野外观测采样、室内实验分析、“3S”等技术手段，对艾比湖流域抛物线沙丘的发育环境、类型、分布、形态特征、风动力特征、粒度组成、生物地貌学特征、发育模式及演变过程进行了深入研究。.阐明了艾比湖流域抛物线沙丘发育的风沙环境特征。艾比湖流域年均温和降水量分别为7.0℃和159mm，并以0.34℃/10a和20.64mm/10a的速率呈明显上升趋势，年合成输沙势介于679.88-1203.38VU，属于高风能环境，为单峰风况，合成输沙方向为126.15°。.阐明了艾比湖流域抛物线沙丘的分布、类型和形态特征。抛物线沙丘在艾比湖流域东南、312国道两侧及阿奇克苏河以南荒漠和沙地呈集中分布；依据形态特征将抛物线沙丘划分为半环形、V状、U状、钩形和复合型五类。沙丘形态呈迎风坡长而缓，背风坡短而陡，北翼长于南翼的不对称形状，相对高度介于2.1-15.48m，两翼角长度约45.7-290.5m不等，两翼之间宽度介于54-162m，中轴线长度介于56.59-330.35m，中轴线走向介于277°-315°之间。.阐明了抛物线沙丘表层沉积物粒度特征。抛物线沙丘表层沉积物粒径分布在0.339um-2116.54um之间，沙丘表层沉积物主要成分为砂，平均粒径为333.1um，比艾比湖流域柽柳灌丛沙堆的平均粒径（96.7um）粗，分选性整体较差，中等峰度占29.4%，宽、窄两种峰态各占26.7%。.阐明了植物在艾比湖流域抛物线沙丘发育过程所起的作用。抛物线沙丘上主要植物类型为梭梭。梭梭群落引发气流场结构的变化，干扰近地面风沙流的运行，对抛物线沙丘的发育起到关键作用。结合区域风沙动力条件、抛物线沙丘形态特征、表层沉积物粒度组成和植被条件阐明了艾比湖流域抛物线沙丘发育的形态动力学过程。.归纳总结了艾比湖流域抛物线沙丘的发育模式。按照抛物线沙丘长宽比，可将抛物线沙丘发育演化分为雏形期（0.4<L/W<0.8）、生长期（0.8<L/W<1）、成熟期（1<L/W<3）和衰退期（L/W>3）四个阶段。发育模式为：风蚀洼地—半环形沙丘—抛物线沙丘—纵向沙垄或钩形沙丘—线性沙丘。.本项研究丰富了我国干旱区风沙地貌的研究内容，对区域生态环境建设具有重要意义。