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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
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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        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
沙丘类型移动参数北翼南翼背风坡底部迎风坡底部沙丘顶部
裸露沙丘距离/m52±1958±1867±870±1573±9
方向/(°)136±20113±10123±11120±19122±11
植被覆盖沙丘距离/m27±1734±1839±2132±1846±22
方向/(°)150±41117±67132±20134±80132±21
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
研究区沙丘数量移动速度/(m·a-1移动方向/(°)
西北部390.38~6.05/3.44100~210.3/122.5
东北部51.59~5.4/2.7996.4~120.8/109.3
西南部50.22~2.58/1.5422.6~174.5/117.2
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)
研究区沙丘数量移动速度/(m·a-1移动方向/(°)
上风向62.50~5.54/4.24109.3~143.5/122.8
下风向140.39~5.10/3.38109.8~210.3/126.7
交叉处41.02~3.95/2.15101.9~125.9/114.6
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)
沙丘分类沙丘 数量移动速度 /(m·a-1移动方向 /(°)
裸露沙丘212.96~6.05/4.59100.2~138.1/116.7
植被覆盖沙丘180.38~4.85/2.29100.7~210.3/128.2
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
项目相关方程R2项目相关方程R2
投影面积与高度S=1524.3H+81500.26*高度与迎风坡长度H=0.04LU+2.460.06
投影面积与宽度S=108.8W-816.30.63**投影面积与迎风坡长度S=285LU-4442.20.43**
投影面积与南翼长度S=133.2LS+8818.50.16投影面积与北翼长度S=95.3LN+8913.50.22*
南翼长度与迎风坡长度LS=0.56LU+12.100.19*北翼长度与迎风坡长度LN=0.6LU+27.30.09
北翼长度与南翼长度LN=0.7LS+34.30.19*宽度与迎风坡长度W=1.2LU+66.60.15
投影面积与背风坡长度S=926.7LD+4572.10.28*宽度与背风坡长度W=4.4LD+99.50.11
北翼长度和宽度LN=0.3W+25.90.20*南翼长度和宽度LS=0.26W+19.60.27*
表5  裸露沙丘形态参数间的相关关系
项目相关方程R2项目相关方程R2
投影面积与高度S=969.8H+14278.10.12高度与迎风坡长度H=0.013LU+6.9720.01
投影面积与宽度S=108.2W+6325.20.25*投影面积与迎风坡长度S=231.2LU+219.50.59**
投影面积与南翼长度S=128.5LS+161920.09投影面积与北翼长度S=38.1LN+199780.01
南翼长度与迎风坡长度LS=0.01LU+45.92.5×10-4北翼长度与迎风坡长度LN=-0.04LU+630.003
北翼长度与南翼长度LN=0.7LS+24.30.36**宽度与迎风坡长度W=0.3LU+121.80.04
投影面积与背风坡长度S=641LD+14278.10.12宽度与背风坡长度W=2.4LD+117.10.08
北翼长度和宽度LN=0.3W+15.50.24*南翼长度和宽度LS=0.2W+16.40.18
表6  植被覆盖沙丘形态参数间的相关关系
沙丘类型时间迎风坡长度 (Lu)/m背风坡长度 (Ld)/m高度 (H)/m南翼长度 (LS)/m北翼长度 (LN)/m宽度 (W)/m投影面积 (S)/m2
裸露沙丘2002年67±1315±410±258±1584±26158±3616433±4508
2015年75±109±36±246±1859±21147±3415072±4326
植被覆盖沙丘2002年81±2715±610±459±2668±29154±3621850±8367
2015年110±2910±46±235±1649±22140±4122597±8795
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
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