察汗淖尔干涸湖床风沙活动特征及其影响因素

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00170

摘要/Abstract

摘要：

近几十年来，气候变化及人类不合理的水资源开发利用打破了中国内陆河尾闾湖泊生态系统的自平衡，造成许多湖泊水面萎缩退化，裸露的干涸湖床极易发生风沙活动进而引发盐尘暴。盐尘暴比普通沙尘暴在环境风险上具有突出危害性。以地处京津冀上风上水区的坝上高原察汗淖尔干涸湖床为研究对象，采用野外风沙观测方法，结合地面调查与沉积物采样，初步分析了察汗淖尔干涸湖床春季风沙活动时空分布特征及其影响因素。结果表明：受春季风速随时间减弱、降水随时间增加及二者共同作用下的地表盐结皮形成-破碎过程影响，察汗淖尔春季风沙活动强度随时间减弱，早春的风沙活动强度远大于晚春；西南侧大湖湖心区及其西北风下风向面积约为0.72 km²的积沙区是察汗淖尔干涸湖床春季盐尘释放的高值区，总面积约10.27 km²，最高输沙强度达88 336.60 g·m^-1·d^-1。

关键词: 干涸湖床, 风沙活动, 盐尘暴, 野外观测, 察汗淖尔

Abstract:

In recent decades， climate change and unsustainable water resource exploitation have disrupted the natural balance of inland lake ecosystems in China， leading to the shrinkage of lakes and the exposure of dry beds prone to wind erosion and salt-dust storms， which pose greater environmental risks than typical sandstorms. This study investigates the dry lakebed of Chahan Lake on the Bashang Plateau， a critical upwind area for Beijing-Tianjin-Hebei. Through field observations， ground surveys， and sediment sampling， the spatial-temporal patterns of springtime aeolian activity and influencing factors were analyzed. Results show that aeolian activity decreases over spring due to weakening winds， increasing precipitation， and the formation and fragmentation of surface salt crusts. Early spring sees much stronger activity than late spring. A high-risk zone for salt-dust release， covering 10.27 km²， was identified in the southwestern lake center and a 0.72 km² sand accumulation area downwind， with maximum sand transport intensity reaching 88 336.60 g·m⁻¹·d⁻¹.

Key words: dry lakebed, aeolian activity, salt-dust storm, field observation, Chahan Lake

中图分类号:

P931.3

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图/表 11

图1 研究区位置及观测样点分布（Sentinel-2A真彩色合成图像，拍摄日期：2021年4月20日）

Fig.1 Study area location and distribution of observation sites （Sentinel-2A true color composite image taken on April 20，2021）

图2 观测仪器布设现场照片

Fig.2 Photos of observation instrument setup

表1 风沙活动观测基本信息

Table 1 Aeolian activity observation time information

年份	观测时段编号	观测起止日期	时长/d
2021	NO.1	4月24日至5月5日	12
2021	NO.2	5月6日至5月21日	16
2023	NO.3	3月31日至4月27日	28
2023	NO.4	4月28日至5月15日	18

图3 地表调查与样品采集现场照片

Fig.3 Photos of surface survey and sample collection

图4 不同时段输沙强度观测结果

Fig.4 Aeolian sand transport intensity observations at different time periods

图5 不同时段风沙沉积强度观测结果

Fig.5 Aeolian sand deposition intensity observations at different time periods

图6 不同时段平均风速及起沙风频率

Fig.6 Average wind speed and critical wind speed frequency at different time periods

表2 不同时段地表（0~2.5 cm）土壤含水率测定结果 (%)

Table 2 Soil moisture content （0-2.5 cm） at different time periods

观测点号	观测时间		观测点号	观测时间		观测点号	观测时间
观测点号	NO.1开始时刻	NO.2开始时刻	观测点号	NO.1开始时刻	NO.2开始时刻	观测点号	NO.3开始时刻	NO.4开始时刻
A1	4.47	11.40	A16	21.69	16.22	B1	6.42	0.55
A2	18.93	16.61	A17	5.24	22.21	B2	24.71	3.03
A3	10.96	28.17	A18	13.49	20.25	B3	22.60	5.45
A4	11.32	24.93	A19	8.93	27.14	B4	26.57	3.24
A5	8.12	23.06	A20	4.17	18.96	B5	19.98	3.95
A6	6.44	10.24	A21	5.53	12.31	B6	27.41	2.74
A7	10.66	11.00				B7	23.78	2.40
A8	6.52	12.21				B8	29.43	2.24
A9	8.91	10.35				B9	26.21	4.68
A10	2.23	9.41				B10	28.50	7.21
A11	1.23	8.49				B11	25.80	4.81
A12	2.51	8.33				B12	34.63	9.95
A13	16.61	8.11				B13	17.30	3.14
A14	21.52	18.04				B14	32.90	17.36
A15	25.02	13.12				B15	21.19	3.59

图7 不同时段开始时地表盐结皮发育状况（A、B分别为湖心位置A5观测点2021年第一、第二时段开始时地表状况；C、D分别为湖缘位置A8观测点2021年第一、第二时段开始时地表状况；E、F分别为湖心位置B7观测点2023年第一、第二时段开始时地表状况；G、H分别为湖缘位置B12观测点2023年第一、第二时段开始时地表状况）

Fig.7 Surface salt crust development at the start of different time periods （A and B show the surface conditions at the A5 observation point in the lake center at the start of the first and second periods in 2021； C and D show the surface conditions at the A8 observation point on the lake edge at the start of the first and second periods in 2021； E and F show the surface conditions at the B7 observation point in the lake center at the start of the first and second periods in 2023； G and H show the surface conditions at the B12 observation point on the lake edge at the start of the first and second periods in 2023）

图8 不同时段输沙强度空间分布

Fig.8 Aeolian sand transport intensity distribution at different times periods

图9 察汗淖尔干涸湖床盐尘释放风险分布（A）及盐尘释放高（B）、中（C）、低（D）值区地表状况

Fig.9 Risk distribution map （A） and surface conditions in high （B）， medium （C）， and low （D） risk of salt-dust release from the dry lakebed of Chahan Lake

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