毛乌素沙地西北部植被覆盖对沙丘移动的影响

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00020

中国沙漠

2020, Vol. 40

Issue (4): 71-80 DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00020

毛乌素沙地西北部植被覆盖对沙丘移动的影响

许明静¹(

),吕萍¹(

),肖南¹,杨军怀²,刘铮瑶¹,冯淼彦¹,梁准¹

^1.陕西师范大学地理科学与旅游学院, 陕西西安 710119
^2.兰州大学资源环境学院, 甘肃兰州 730000

Effect of vegetation cover on dune migration in northwest Mu Us Sandy Land

Mingjing Xu¹(

),Lü Ping¹(

),Nan Xiao¹,Junhuai Yang²,Zhengyao Liu¹,Miaoyan Feng¹,Zhun Liang¹

^1.School of Geography and Tourism, Shaanxi Normal University, Xi’an 710119, China
^2.College of Earth and Environmental Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China

全文: PDF(4395 KB) HTML

摘要：

毛乌素沙地生态环境脆弱，近年来沙漠化虽整体呈逆转状态，但西北部仍存在沙丘活化现象，风沙活动强烈，对下风向植被恢复和农牧生产造成了一定影响。利用Google Earth卫星影像对2002—2015年毛乌素沙地西北部裸露沙丘和植被覆盖沙丘进行监测，分析了植被覆盖与沙丘移动之间的内在联系。结果表明：（1）毛乌素沙地西北部存在较严重的风沙活动，沙丘移动速度为0.38~6.05 m·a^-1，其中植被覆盖沙丘平均移动速度为2.29 m·a^-1，裸露沙丘平均移动速度为4.59 m·a^-1，沙丘平均移动方向为122.5°，与当地合成输沙方向基本一致。（2）沙丘移动速度与高度呈负相关，但相关系数比前人报告的低，这与沙丘表面覆盖植被的时空变化密切相关。（3）植被覆盖对沙丘形态变化具有明显的影响，盖度增加使沙丘形态趋于饼状，从而逐渐被固定。（4）风况、地表盐渍化和公路两旁的固沙措施等也影响了沙丘的移动速度。

关键词： 沙丘移动; 形态演变; 植被; 毛乌素沙地

Abstract:

The ecological environment is fragile in the Mu Us Sandy Land. Although as a whole the desertification has been reversed in recent years, there is still sand dune activation in the northwest of the sandy land and the sandstorm activity is strong, which has impact on the downwind vegetation restoration and agricultural and pastoral production. Google Earth satellite images were used to monitor the migration characteristics of bare dunes and dunes with vegetation in the northwest of the Mu Us Sandy Land from 2002 to 2015, and the internal relationship between vegetation cover and dune migration was analyzed. The results showed that: (1) The sand transport activity in the northwest of Mu Us Sandy Land is more serious than any other regions. The dune migration rate is 0.38-6.05 m·a^-1, and dune migration direction is 122.5° which is similar to the local resultant drift direction. The average migration rate of dunes with vegetation is 2.29 m·a^-1, while that of bare sand dunes is 4.59 m·a^-1. (2) The dune migration rate is negatively correlated with dune height, but the correlation coefficient is lower than previous studies, which is closely related to spatio-temporal changes of vegetation cover. (3) Dune morphology is complex. Vegetation coverage has a significant impact on the dune morphology, which leads to the dune fixation and pie shaped dune morphology. (4) The dune migration rate is also affected by wind regime, surface salinization and sand-fixing measures on both sides of roads.

Key words: dune migration dune morphology vegetation Mu Us Sandy Land

收稿日期: 2019-12-31 出版日期: 2020-09-01

ZTFLH:

P931.3

基金资助: 国家自然科学基金项目(41871011);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2018TS071)

通讯作者: 吕萍 E-mail: xumingjing1029@163.com;lvping@lzb.ac.cn

作者简介: 许明静（1995—），女，河南焦作人，硕士研究生，研究方向为风沙地貌、区域开发与环境治理。E-mail: xumingjing1029@163.com

	服务
	把本文推荐给朋友
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	许明静
	吕萍
	肖南
	杨军怀
	刘铮瑶
	冯淼彦
	梁准

引用本文:

许明静,吕萍,肖南,杨军怀,刘铮瑶,冯淼彦,梁准. 毛乌素沙地西北部植被覆盖对沙丘移动的影响[J]. 中国沙漠, 2020, 40(4): 71-80.

Mingjing Xu,Lü Ping,Nan Xiao,Junhuai Yang,Zhengyao Liu,Miaoyan Feng,Zhun Liang. Effect of vegetation cover on dune migration in northwest Mu Us Sandy Land. Journal of Desert Research, 2020, 40(4): 71-80.

链接本文:

http://www.desert.ac.cn/CN/10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00020 或 http://www.desert.ac.cn/CN/Y2020/V40/I4/71

图1 研究区地理位置（卫星影像来自Google Earth）

图2 沙丘形态参数示意图

图3 裸露沙丘和植被覆盖沙丘的移动速度和方向A：裸露沙丘（39°09′21″N、108°32′06″E）； B：植被覆盖沙丘（39°09′39″N、108°31′37″E）

图4 鄂托克旗、神木、靖边的输沙玫瑰图

图5 鄂托克旗2002—2015年风能环境变化

表1 裸露沙丘和植被覆盖沙丘5个特征点的移动距离和方向（平均值±标准差）

图6 裸露沙丘、植被覆盖沙丘的移动方向和合成输沙方向

表2 毛乌素沙地3个地区的沙丘移动速度和方向（范围/平均值）

表3 公路上风向、交叉处、下风向沙丘的移动速度和移动方向（范围/平均值）

表4 裸露沙丘和植被覆盖沙丘的移动速度和方向（范围/平均值）

图7 沙丘移动速度与沙丘高度的关系

图8 裸露沙丘高度与沙丘顶部和背风坡底部移动速度的关系

表5 裸露沙丘形态参数间的相关关系

表6 植被覆盖沙丘形态参数间的相关关系

表7 2002年和2015年沙丘的形态参数

图9 裸露沙丘和植被覆盖沙丘的形态参数变化

1	吴正.中国沙漠及其治理[M].北京:科学出版社,2009.
2	王立新,刘华民,杨劼,等.毛乌素沙地气候变化及其对植被覆盖的影响[J].自然资源学报,2010,25(12):2030-2039.
3	韩雪莹,杨光,秦富仓,等.毛乌素沙地近30年沙漠化土地时空动态演变格局[J].水土保持研究,2019,26(5):144-150.
4	李晓岚.毛乌素沙地沙漠化逆转过程及成因分析[D].西安:陕西师范大学,2017.
5	曹艳萍,庞营军,贾晓红.2001-2016年毛乌素沙地植被的生长状况[J].水土保持通报,2019,39(2):29-37.
6	闫峰,吴波,王艳姣.2000-2011年毛乌素沙地植被生长状况时空变化特征[J].地理科学,2013,33(5):602-608.
7	Hunter R E,Richmond B M,Alpha T R.Storm-controlled oblique dunes of the Oregon coast[J].Geological Society of America Bulletin,1983,94(12):1450-1465.
8	吴晓旭,邹学勇,王仁德,等.毛乌素沙地不同下垫面的风沙运动特征[J].中国沙漠,2011,31(4):828-835.
9	黄富祥,牛海山,王明星,等.毛乌素沙地植被覆盖率与风蚀输沙率定量关系[J].地理学报,2001(6):700-710.
10	Wolfe S A,Nickling W G.The protective role of sparse vegetation in wind erosion[J].Progress in Physical Geography,1993,17(1):50-68.
11	王静璞,刘连友,沈玲玲.基于Google Earth的毛乌素沙地新月形沙丘移动规律研究[J].遥感技术与应用,2013,28(6):1094-1100.
12	王静璞,王光镇,韩柳,等.毛乌素沙地不同固沙措施下沙丘的移动特征[J].甘肃农业大学学报,2017,52(2):54-60.
13	北京大学地理系.毛乌素沙地自然条件及其改良利用[M].北京:科学出版社,1983.
14	肖南,董治宝,南维鸽,等.1957—2014年库布齐沙漠地面风场特征[J].中国沙漠,2018,38(3):628-636.
15	Fryberger S G.Dunes forms and wind regime[M]//Mckee E D.A Study of Global Sand Seas.Washington,USA:US Government Printing Office,1979.
16	庞营军,吴波,贾晓红,等.毛乌素沙地风况及输沙势特征[J].中国沙漠,2019,39(1):62-67.
17	张正偲,董治宝.黑河流域中游沙漠风能环境与风沙地貌[J].中国沙漠,2014,34(2):332-341.
18	Yang J,Dong Z,Liu Z,et al.Migration of barchan dunes in the western Quruq Desert,northwestern China[J].Earth Surface Processes and Landforms,2019,44(10):2016-2029.
19	Zhang Z,Dong Z,Hu G,et al.Migration and morphology of asymmetric barchans in the central Hexi Corridor of Northwest China[J].Geosciences,2018,8(6):204.
20	杨军怀,董治宝,刘铮瑶,等.库鲁克沙漠风沙地貌与沙丘移动[J].中国沙漠,2019,39(4):1-8.
21	朱震达,郭恒文,吴功成.塔克拉玛干沙漠西南地区绿洲附近沙丘移动的研究[J].地理学报,1964(1):35-50.
22	Bagnold R A.The Physics of Blown Sand and Desert Dunes[M].London,UK:Methuen,1941.
23	Sharp L P,Long J T.Barchan-dune movement in Imperial Valley,California[J].Geological Society of America Bulletin,1964(2):149-156.
24	Gay S P.Observations regarding the movement of barchan sand dunes in the Nazca to Tanaca area of southern Peru[J].Geomorphology,1999,27(3):279-293.
25	董治宝,陈广庭,颜长珍,等.塔里木沙漠石油公路沿线沙丘移动规律[J].中国沙漠,1998,18(4):34-39.
26	Finkel,Herman J.The barchans of Southern Peru[J].Journal of Geology,1959,67(6):614-647.
27	Hesp P A,K.Width Hastings,height and slope relationships and aerodynamic maintenance of barchans[J].Geomorphology,1998(2):193-204.
28	Dong Z,Wang X,Chen G.Monitoring sand dune advance in the Taklimakan Desert[J].Geomorphology,2000,35(3):219-231.
29	Hack J T.Dunes of the western Navajo Country[J].Geographical Review,1941,31(2):240-263.
30	Lu P,Dong Z,Rozier O.The combined effect of sediment availability and wind regime on the morphology of aeolian sand dunes[J].Journal of Geophysical Research-Earth Surface,2018,123(11):2878-2886.
31	张晓燕,高永,王淮亮,等.毛乌素盐渍化沙地不同亚环境土壤差异性浅析[J].内蒙古林业科技,2010,36(4):5-7.
32	Zuo X,Zhao H,Zhao X,et al.Plant distribution at the mobile dune scale and its relevance to soil properties and topographic features[J].Environmental Geology,2008,54(5):1111-1120.
33	刘艳军,刘明义,修竹奇,等.新发流动沙丘治理措施研究及效益分析[J].中国水土保持,1995(8):10-11.
34	秦伟,段广东,裴志永.毛乌素沙地穿沙公路路域沙柳防护带平茬复壮技术[J].内蒙古大学学报(自然科学版),2019,50(3):294-301.

[1]	李得禄,马全林,张锦春,陈芳,李新荣,袁宏波,魏林源,杨昊天,张忠. 腾格里沙漠植被特征[J]. 中国沙漠, 2020, 40(4): 223-233.
[2]	王梓莎,苗运法,赵永涛,李芳,雷艳,向明星,邹亚国. 柴达木盆地北缘湖泊表层沉积物炭屑特征及其环境意义[J]. 中国沙漠, 2020, 40(4): 10-17.
[3]	陈芳,马全林,魏林源,张德魁,袁宏波,丁峰,胡小柯,张忠. 沙米（Agriophyllum squarrosum）种子库空间分布和影响因素[J]. 中国沙漠, 2020, 40(4): 190-196.
[4]	苏郎嘎, 田桂泉, 红霞. 浑善达克沙地苔藓物种多样性[J]. 中国沙漠, 2020, 40(3): 51-59.
[5]	李想, 苏志珠, 马义娟, 张彩霞, 柳苗苗. 毛乌素沙地东南缘全新世气候不稳定性[J]. 中国沙漠, 2020, 40(2): 109-117.
[6]	王国华, 任亦君, 缑倩倩. 河西走廊荒漠绿洲过渡带封育对土壤和植被的影响[J]. 中国沙漠, 2020, 40(2): 222-231.
[7]	杨利贞, 冯丽, 杨贵森, 黄磊. *柠条(Caragana korshinskii)、油蒿(Artemisia ordosica)、花棒(Hedysarum scoparium)叶片吸水潜力及影响因素*[J]. 中国沙漠, 2020, 40(2): 214-221.
[8]	徐丹蕾, 丁靖南, 伍永秋. 1989-2014年毛乌素沙地湖泊面积[J]. 中国沙漠, 2019, 39(6): 40-47.
[9]	马启民, 贾晓鹏, 王海兵, 李永山, 李劭宁. 气候和人为因素对植被变化影响的评价方法综述[J]. 中国沙漠, 2019, 39(6): 48-55.
[10]	詹瑾, 李玉霖, 韩丹, 杨红玲. 放牧对浑善达克沙地丘间低地植被群落及土壤的影响[J]. 中国沙漠, 2019, 39(6): 184-191.
[11]	马晓俊, 李云飞. 腾格里沙漠东南缘植被恢复过程中土壤微生物量及酶活性[J]. 中国沙漠, 2019, 39(6): 159-166.
[12]	余沛东, 陈银萍, 李玉强, 闫志强, 王旭洋, 牛亚毅, 龚相文. 植被盖度对沙丘风沙流结构及风蚀量的影响[J]. 中国沙漠, 2019, 39(5): 29-36.
[13]	王明明, 刘新平, 李玉霖, 车力木格, 罗永清, 孙珊珊, 魏静. 不同植被盖度沙质草地生长季土壤水分动态[J]. 中国沙漠, 2019, 39(5): 54-61.
[14]	赖炽敏, 赖日文, 薛娴, 李成阳, 尤全刚, 黄翠华, 彭飞. 基于植被盖度和高度的不同退化程度高寒草地地上生物量估算[J]. 中国沙漠, 2019, 39(5): 127-134.
[15]	吕星宇, 张志山. 固沙植被区土壤质地与土壤微生物数量的关系[J]. 中国沙漠, 2019, 39(5): 71-79.

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed