石羊河流域下游干涸湖底风蚀特征及盐尘运动规律研究

Qingtu lake was ever a natural barrier between Tengger Desert and Badan Jilin desert. Unfortunately,four hundred Square kilometre’s water area of Qingtu lake had already dried with human activity intensifies and water resources overdraft since the 50s of the 20th century , and now the water had been dried and the salt dust had raged for a long time. Resulting in lacustrine sediment bare what composed of lake sand and salts and salt dust forming, all these do great harm to human and the natural environment. Mastering movement and transport law of salt dust of dry lakebed is the foundation of the governance of salt dust. This project will utilize 50 meters height dust storms observation tower and other equipments which had built in Qingtu lake, to carry out observational studies on movement rule of salt dust, and combining the analysis on sand flow change of different vegetation types, soil factors contribution on dust and wind tunnel simulation validation, discuss the differences of salt dust and dust development movement, protection effect of vegetation on salt dust, and the influence of soil factors on wind erosion, reveal transport law of dust salt of dry lakebed. Our results will provide a scientific basis for the governance of salt dust and improvement of the atmospheric environment.

青土湖曾是腾格里与巴丹吉林两大沙漠之间的阻隔屏障，随着人为活动加剧，石羊河流域水资源超采，下游断流，青土湖约400平方公里的水域面积在上世纪50年代逐渐干涸，水干风起，盐尘肆虐，湖底大面积细沙和盐类组成的湖积沉积物裸露，在风力的作用下沙尘携细小的盐粒形成盐尘，对人类和自然环境造成极大的危害。掌握沙尘暴过程中湖底盐尘的运动变化及输移规律，是治理盐尘的基础。本项目利用在青土湖已建的50米高沙尘暴观测塔及配套的观测设备，开展湖底盐尘的运动规律观测研究，分析湖底不同植被类型的风沙流变化，植被、土壤因子对起尘的贡献率，并结合风洞模拟验证，探讨盐尘与沙尘的发生发展运动变化差异、植被对盐尘的防护作用、土壤因子对风蚀的影响，揭示干涸湖底盐尘的输移规律，为治理盐尘，改善大气环境提供科学依据。

位于石羊河流域下游的青土湖在1959年完全干涸，2010年随着石羊河流域综合治理工程的实施，目前人工湿地已逐步形成。由于上游来水量有限、蒸发强烈、入渗补给地下水等因素，仍有湖床处于裸露状态，区域盐碱风沙危害依然存在。本项目对湖底主要风沙区不同立地类型风蚀特征及盐尘的运动规律开展观测研究，得出以下结论：(1)青土湖干涸湖底主要风沙区灌木层植物4种，草本层植物11种，灌木层平均盖度为11.2%，草本层平均盖度6.5%，区域植被稀疏，物种建群种单一。(2)湖底主要风沙区9种立地类型地表风沙流输沙量及输沙颗粒物粒径存在差异性，湖底滩地、湖底盐爪爪群落和流动沙丘白刺灌丛地表输沙量较大，荒地盐爪爪群落、盐碱沙地梭梭林土壤表层输沙颗粒物平均粒径较小、粉粒含量较高。(3)0～30cm高度范围内，7种立地类型输沙率和输沙通量与高度呈负幂数函数关系，输沙通量主要集中在近地表0-20cm，占输沙总量的80%以上。(4)风沙流较大的3种立地类型风沙流结构随高度增加输沙颗粒物中粗砂粒含量均为先轻度增加后递减的趋势，而细砂粒含量则呈先轻度下降后增加的趋势，粉粒含量随高度的增加呈小幅递增趋势。(5)湖底风沙流输沙通量均随风速增加而增大，且符合指数函数关系，不同下垫面的输沙通量受风速影响不同；湖底灌木层植被盖度、土壤电导率对地表输沙量影响较为显著。(6)湖底风沙土起动风速大于沙漠沙，在相同盖度、相同风速条件下，湖底风沙土风沙流消减率低于沙漠沙，因此在湖底治理过程中，采取的措施与沙漠地区将不尽相同。(7)青土湖近地层0-50m范围内风速、沙尘水平通量空间分布随高度均遵循幂函数关系，且成明显的正相关关系。与民勤沙漠区0-50m沙尘水平通量分布、主要立地类型表层土壤颗粒物粒径特征均存在差异性。通过本项目执行掌握了青土湖湖底风蚀特征及盐尘运动规律，确定了湖底重要的起尘源，对盐尘运动研究起到了重要补充，为青土湖裸露湖床因地制宜、科学治理提供指导意义。