河北坝上地区干涸湖盆盐尘性质

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00287

摘要/Abstract

摘要：

受气候变化和不合理人类活动共同影响，坝上地区众多湖淖持续萎缩并趋于干涸。在风力搬运作用下，干涸湖盆地表松散富盐沉积物脱离地表进入气流、形成盐尘，严重情况下形成盐尘暴，对京津冀乃至华北地区大气环境与生态安全构成严重威胁。认识干涸湖盆盐尘理化性质是追溯盐尘物质来源、探究盐尘搬运机制及评估盐尘风险的关键。本研究于2023、2024年春季收集坝上地区5个典型干涸湖盆的盐尘风积物，测定了盐尘粒度与盐分组成，探究了坝上地区干涸湖盆盐尘的物质来源及搬运机制，揭示了盐尘污染的严重性。结果表明：坝上地区干涸湖盆盐尘与源区表土具有密切物源关系，盐尘中细颗粒物质能够随风力进行长距离传输，而较粗颗粒就近沉降。风对盐尘颗粒的分选和搬运作用导致干涸湖盆间盐尘粒度组成差异不明显。受湖盆干涸状况影响，季节性干涸湖盆盐尘的盐分含量较常年干涸湖盆更高。与普通沙尘相比，盐尘中盐分及可溶性盐离子含量更高，对环境潜在危害性更大。

关键词: 坝上地区, 干涸湖盆, 盐尘, 粒度, 盐分

Abstract:

Under the combined effects of climate change and irrational human activities， many lakes in the Bashang region of Hebei Province have experienced continuous shrinkage and a tendency towards desiccation. The loose and salt-rich sediments on the dry lake-basin surface were entrained into the air under strong wind erosion， ultimately forming salt-dust storms. These storms pose a severe threat to the atmospheric environment and ecological security of the Beijing-Tianjin-Hebei region and even the North China area. Understanding the salt dust physicochemical properties is critical for studying its emission mechanisms， tracing its sources， and assessing salt dust risks. We collected salt-dust deposit samples from five typical dry lake-basins during the spring of 2023 and 2024. Laboratory analyses were conducted to determine grain-size distribution and salinity composition. Based on these results， we investigated the material sources and transport mechanisms of the salt dust， thereby revealing the severity of salt-dust pollution. Results indicated that the salt dust had a close material relationship with the local surface soils， and the fine-grained material within the salt dust can undergo long-distance transport via wind， while the coarser particles tend to settle locally. Wind-driven sorting and transport led to insignificant differences in the particle size composition of salt dust among the dry lake-basins. The salt content was notably higher in seasonally dry lake-basins than perennial dry ones. Compared to ordinary sand dust， salt dust with finer average particle size and higher content of salt and soluble ions posed a greater potential hazard to the environment.

Key words: Bashang region, dry lake-basin, salt dust, particle size, salinity

中图分类号:

苑依笑, 王仁德, 蒋红军, 高士平, 李庆, 张韬. 河北坝上地区干涸湖盆盐尘性质[J]. 中国沙漠, 2026, 46(4): 296-307.

Yixiao Yuan, Rende Wang, Hongjun Jiang, Shiping Gao, Qing Li, Tao Zhang. Properties of salt dust in dry lake-basin in the Bashang region of Hebei Province[J]. Journal of Desert Research, 2026, 46(4): 296-307.

图/表 17

图1 河北坝上地区干涸湖盆位置及盐尘风积物收集样点

Fig.1 Locations of dry lake-basins in Bashang region of Hebei Province and collecting sites of salt dust aeolian deposit

图2 集沙桶

Fig.2 Buckets used for collecting salt dust

表1 盐尘收集时间及沉积通量 (kg·m-2·d-1)

Table 1 Salt dust collection time and sediment flux

次序	收集时段	安固里淖	察汗淖尔	白淖	大盐淖	小盐淖
1	2023.03.31-04.27	—	0.311	—	—	—
2	2023.04.28-05.15	1.211	0.003	0.200	0.472	0.010
3	2024.03.23-04.13	0.003	0.002	0.407	0.002	—
4	2024.04.14-05.15	—	—	—	0.006	—

图3 农田和草地沙尘收集

Fig.3 Collecting dust from farmland and grassland

表2 Udden-Wentworth粒级划分标准

Table 2 Udden-Wentworth grading standard

粒级	粒径范围/μm	粒径范围/Φ
粘粒	0~2	>8
粉沙	2~63	8~4
极细沙	63~125	4~3
细沙	125~250	3~2
中沙	250~500	2~1
粗沙	500~1 000	1~0
极粗沙	1 000~2 000	0~-1

表3 盐尘各粒级组分含量统计特征 (%)

Table 3 Statistical characteristics of each grain-size component content in salt dust

湖盆	参数	黏粒	粉沙	极细沙	细沙	中沙	粗沙	极粗沙
安固里淖	平均值	0.10	86.32	8.50	3.18	1.51	0.30	0.06
安固里淖	标准差	0.04	3.94	1.63	1.34	0.78	0.35	0.10
察汗淖尔	平均值	0.26	79.35	11.50	5.57	2.71	0.54	0.06
察汗淖尔	标准差	0.07	3.17	1.73	1.02	0.68	0.36	0.08
白淖	平均值	0.02	88.99	6.13	2.93	1.57	0.36	0.00
白淖	标准差	0.02	1.41	0.60	0.10	0.34	0.46	0.00
大盐淖	平均值	0.16	83.97	9.33	4.25	2.08	0.20	0.01
大盐淖	标准差	0.05	1.94	0.63	0.66	0.55	0.14	0.01
小盐淖	平均值	0.10	78.13	10.41	7.61	3.49	0.27	0.00
小盐淖	标准差	0.08	2.83	0.54	0.74	2.33	0.38	0.00
均值	平均值	0.13	83.35	9.17	4.71	2.27	0.34	0.03
均值	标准差	0.05	2.66	1.03	0.77	0.93	0.34	0.04

图4 盐尘与表土粒度分布（虚线表示盐尘，实线表示表土）

Fig.4 Grain-size distribution in salt dust （dotted line） and topsoil （solid line）

图5 盐尘与表土在粉沙、极细沙、细沙和中沙含量上的关系

Fig.5 Relationship between salt dust and topsoil in the contents of silt， very fine sand， fine sand and medium sand

表4 盐尘与表土的粒度参数

Table 4 Grain-size parameters of salt dust and topsoil

湖盆	盐尘				表土
湖盆	平均粒径/Ф	峰度	偏度	分选系数/Ф	平均粒径/Ф	峰度	偏度	分选系数/Ф
安固里淖	5.63	0.98	0.00	1.46	6.36	0.95	-0.03	1.11
察汗淖尔	5.34	0.92	-0.05	1.65	6.45	0.91	-0.01	1.14
白淖	5.80	1.01	0.08	1.46	6.27	1.03	-0.15	1.34
大盐淖	5.69	1.11	0.10	1.16	6.04	1.03	-0.28	1.61
小盐淖	5.43	0.92	0.15	1.81	6.29	1.11	-0.11	1.17
平均	5.57	0.99	0.06	1.59	6.28	1.00	-0.11	1.27

表5 盐尘全盐及可溶性盐离子含量 (g·kg-1)

Table 5 Content of total salt and soluble salt ions

湖盆	参数	全盐	Na⁺	Mg²⁺	Ca²⁺	K⁺	Cl^-	SO $4 2 -$	CO $3 2 -$	HCO $3 -$
安固里淖	平均值	54.66	27.54	0.12	0.20	0.13	28.71	3.63	0.33	1.03
安固里淖	标准差	39.79	14.55	0.15	0.32	0.04	12.95	0.15	0.20	0.31
察汗淖尔	平均值	14.38	7.99	0.01	0.03	0.02	8.28	2.54	0.21	1.34
察汗淖尔	标准差	7.05	3.03	0.00	0.01	0.01	4.12	0.72	0.12	0.30
白淖	平均值	120.19	38.91	3.12	2.77	0.53	40.14	3.27	0.00	0.53
白淖	标准差	21.33	8.11	1.16	0.26	0.25	18.36	0.42	0.00	0.15
大盐淖	平均值	212.23	61.75	9.00	3.65	0.42	78.14	3.66	0.00	0.73
大盐淖	标准差	36.44	12.53	1.18	1.69	0.03	12.99	1.33	0.00	0.21
小盐淖	平均值	797.10	191.11	20.64	5.76	2.22	344.66	21.82	0.25	0.44
小盐淖	标准差	1.83	2.31	0.34	0.35	0.14	1.38	2.29	0.01	0.03
均值	平均值	239.71	65.46	6.58	2.48	0.66	99.99	6.98	0.27	0.82
均值	标准差	21.29	8.11	0.57	0.53	0.09	9.96	0.98	0.07	0.20

表5 盐尘全盐及可溶性盐离子含量 (g·kg-1)

Table 5 Content of total salt and soluble salt ions

湖盆	参数	全盐	Na⁺	Mg²⁺	Ca²⁺	K⁺	Cl^-	SO $4 2 -$	CO $3 2 -$	HCO $3 -$
安固里淖	平均值	54.66	27.54	0.12	0.20	0.13	28.71	3.63	0.33	1.03
安固里淖	标准差	39.79	14.55	0.15	0.32	0.04	12.95	0.15	0.20	0.31
察汗淖尔	平均值	14.38	7.99	0.01	0.03	0.02	8.28	2.54	0.21	1.34
察汗淖尔	标准差	7.05	3.03	0.00	0.01	0.01	4.12	0.72	0.12	0.30
白淖	平均值	120.19	38.91	3.12	2.77	0.53	40.14	3.27	0.00	0.53
白淖	标准差	21.33	8.11	1.16	0.26	0.25	18.36	0.42	0.00	0.15
大盐淖	平均值	212.23	61.75	9.00	3.65	0.42	78.14	3.66	0.00	0.73
大盐淖	标准差	36.44	12.53	1.18	1.69	0.03	12.99	1.33	0.00	0.21
小盐淖	平均值	797.10	191.11	20.64	5.76	2.22	344.66	21.82	0.25	0.44
小盐淖	标准差	1.83	2.31	0.34	0.35	0.14	1.38	2.29	0.01	0.03
均值	平均值	239.71	65.46	6.58	2.48	0.66	99.99	6.98	0.27	0.82
均值	标准差	21.29	8.11	0.57	0.53	0.09	9.96	0.98	0.07	0.20

图6 盐尘与表土盐分组成对比

Fig.6 Comparison of salt composition between salt dust and topsoil

图7 盐尘与表土盐分组成的关系

Fig.7 Relationship between salt composition of salt dust and topsoil

表6 粒度组成与盐分相关性

Table 6 Correlation between grain-size composition and salinity

变量	黏粒	粉沙	极细沙	细沙	中沙	粗沙	极粗沙
全盐	-0.49^**	0.36^*	-0.45^**	-0.23	-0.28	-0.48^**	-0.43^*
Na⁺	-0.53^**	0.34	-0.43^*	-0.22	-0.28	-0.44^*	-0.40^*
Mg²⁺	-0.30	0.10	-0.21	0.00	-0.03	-0.29	-0.21
Ca²⁺	-0.36^*	0.13	-0.18	0.00	-0.09	-0.29	-0.31
K⁺	-0.60^**	0.40^*	-0.48^**	-0.26	-0.32	-0.47^**	-0.41^*
Cl^-	-0.48^**	0.32	-0.40^*	-0.20	-0.27	-0.50^**	-0.34
SO $4 2 -$	-0.29	0.28	-0.32	-0.22	-0.28	-0.28	-0.15
CO $3 2 -$	-0.54^*	0.52^*	-0.63^**	-0.31	-0.48*	-0.50^*	-0.46^*
HCO $3 -$	0.43^*	-0.41^*	0.47^**	0.23	0.36*	0.52^**	0.36^*

表6 粒度组成与盐分相关性

Table 6 Correlation between grain-size composition and salinity

变量	黏粒	粉沙	极细沙	细沙	中沙	粗沙	极粗沙
全盐	-0.49^**	0.36^*	-0.45^**	-0.23	-0.28	-0.48^**	-0.43^*
Na⁺	-0.53^**	0.34	-0.43^*	-0.22	-0.28	-0.44^*	-0.40^*
Mg²⁺	-0.30	0.10	-0.21	0.00	-0.03	-0.29	-0.21
Ca²⁺	-0.36^*	0.13	-0.18	0.00	-0.09	-0.29	-0.31
K⁺	-0.60^**	0.40^*	-0.48^**	-0.26	-0.32	-0.47^**	-0.41^*
Cl^-	-0.48^**	0.32	-0.40^*	-0.20	-0.27	-0.50^**	-0.34
SO $4 2 -$	-0.29	0.28	-0.32	-0.22	-0.28	-0.28	-0.15
CO $3 2 -$	-0.54^*	0.52^*	-0.63^**	-0.31	-0.48*	-0.50^*	-0.46^*
HCO $3 -$	0.43^*	-0.41^*	0.47^**	0.23	0.36*	0.52^**	0.36^*

表7 盐尘与普通沙尘盐分含量（g·kg-1 ）对比

Table 7 Comparison of salt composition between salt dust and ordinary dust （g·kg-1 ）

	全盐	Na⁺	K⁺	Cl^-
盐尘	239.71	65.46	0.66	99.99
沙尘（农田）	0.98	0.22	0.05	0.24
沙尘（草地）	1.4	0.58	0.28	—

表8 各粒径对应的临界起动摩阻风速（ u*t ）及10 m高度处临界起动风速（ ut ）

Table 8 Threshold friction velocity （ u*t ） and threshold velocity （ ut ） at 10 m height for different grain-size

粒径/μm	u_*t/（m·s^-1）	U_t/（m·s^-1）
2	0.02	0.86
63	0.11	4.85
125	0.16	6.83
250	0.23	9.66
500	0.32	13.67
1 000	0.46	19.33
2 000	0.64	27.33

图8 2023—2024年春季（3—5月）各级风速分布频率

Fig.8 Distribution frequency of wind speed during the spring （from March to May） of 2023-2024

图9 盐尘与表土粒度分布对比

Fig.9 Comparison of grain-size distribution between salt dust and topsoil

参考文献 31

[1]	杨桂山，马荣华，张路，等.中国湖泊现状及面临的重大问题与保护策略［J］.湖泊科学，2010，22（6）：799-810.
[2]	苑依笑，王仁德，蒋红军，等.河北坝上地区干涸湖盆表面风沙活动特征及影响因素分析［J］.干旱区资源与环境，2025，39（8）：116-128.
[3]	刘颖，王仁德，蒋红军，等.察汗淖尔干涸湖床风沙活动特征及其影响因素［J］.中国沙漠，2025，45（2）：129-141.
[4]	刘东伟，吉力力·阿不都外力，穆桂金，等.艾比湖干涸湖底化学组成及盐尘的风运堆积［J］.中国环境科学，2009，29（2）：157-162.
[5]	刘东伟，吉力力·阿不都外力，雷加强，等.盐尘暴及其生态效应［J］.中国沙漠，2011，31（1）：168-173.
[6]	岳乐平，杨利荣，李智佩，等.阿拉善高原干涸湖床沉积物与华北地区沙尘暴［J］.第四纪研究，2004，24（3）：311-317.
[7]	刘东伟，伊塔娜，王立新，等.干旱区盐碱尘暴的形成、输送及其环境效应［J］.气象与环境学报，2015，31（3）：104-108.
[8]	韩旭娇，张国明，雷洁，等.干涸湖床不同类型盐土地表净风吹蚀实验研究［J］.干旱区研究，2019，36（1）：262-268.
[9]	Gillette D.A.A combined modeling and measurement technique for estimating windblown dust emissions at Owens （dry） Lake，California［J］.Journal of Geophysical Research-Earth Surface，2004，109（F1）：105-116.
[10]	Mu G， Yan S， Jilil A，et al.Wind erosion at the dry-up bottom of Aiby lake：a case study on the source of air dust［J］.Science in China（Series D：Earth Sciences），2002（0S1）：157-164.
[11]	葛拥晓，吉力力·阿不都外力，马龙，等.新疆艾比湖干涸湖底沉积物粒径分布及其对风蚀的响应［J］.干旱区研究，2014，31（4）：636-642.
[12]	李思瑶，蒙仲举，祁帅.草原干涸湖床地表粒度特征及其对沙尘释放的影响［J］.水土保持学报，2024，38（2）：38-46.
[13]	Liu D， Han L， Kou Z，et al.Exploration of playa surface crusts in Qehan Lake， China through field investigation and wind tunnel experiments［J］.Journal of Arid Land，2023，15（5）：491-507.
[14]	Mees F， Singer A.Surface crusts on soils /sediments of the southern Aral Sea basin， Uzbekistan［J］.Geoderma，2006，136（1）：152-159．
[15]	耿鋆，张西营，李雯霞，等.柴达木盆地中东部表土盐类矿物分布特征及其与盐尘暴物源联系［J］.岩石矿物学杂志，2021，40（1）：121-130.
[16]	张兴赢，庄国顺，袁蕙.北京沙尘暴的干盐湖盐渍土源：单颗粒物分析和XPS表面结构分析［J］.中国环境科学，2004，24（5）：22-26.
[17]	Tsoar H， Pyr K. Dust transport and questions of desert loess formation［J］.Sedimentology，1987，34：139-154.
[18]	Gillette D A， Fryrear D W， Gill T E，et al.Relation of vertical flux of particles smaller than 10 μm to total aeolian horizontal mass flux at Owens Lake［J］.Journal of Geophysical Research-Atmospheres，1997，102（D22）：321-329.
[19]	高素改.河北坝上高原湖淖时空演化规律及其驱动力分析［D］.石家庄：河北师范大学，2019.
[20]	蒋红军，王仁德，马辉涛，等.河北省坝上地区萎缩退化湖淖表土性质研究［J］.地理科学，2025，45（10）：2285-2298.
[21]	蒋红军，王仁德，张茹春，等.坝上地区察汗淖尔湖流域盐尘暴形成风险研究［J］.盐湖研究，2024，32（6）：48-55.
[22]	张志栋，常春平，郭中领，等.河北坝上农田、退耕地和天然草地土壤的可风蚀性［J］.中国沙漠，2018，38（1）：85-91.
[23]	Udden J A.Mechanical composition of clastic sediments［J］.Geological Society of America Bulletin，1914，25（1）：655-744.
[24]	Folk R L， Ward W C.Brazos river bar：a study in the significance of grain size parameters［J］.Journal of Sedimentary Research，1957，27（1）：3-26.
[25]	吉力力·阿不都外力，刘东伟，徐俊荣.艾比湖干涸湖底不同地表类型风蚀强度及粉尘输移通量的风洞实验研究［J］.中国沙漠，2009，29（1）：65-69.
[26]	AKBAR G.Characterization of saline dust emission resulted from Urmia Lake drying［J］.Journal of Environmental Health Science and Engineering，2015，13（1）：366-372.
[27]	张春来，宋长青，王振亭，等.土壤风蚀过程研究回顾与展望［J］.地球科学进展，2018，33（1）：27-41.
[28]	Bagnold R A.The Physics of Blown Sand and Desert Dunes［M］.London，UK：Chapman and Hall，1941：104-106.
[29]	邵梅，罗万银，顿耀权，等.干旱区退化湖盆表土及降尘的微观形貌特征和化学元素组成差异［J］.中国沙漠，2023，43（6）：187-196.
[30]	顿耀权，罗万银，邵梅，等.干旱区内陆湖盆沙尘水平通量及粒度特征：以青土湖地区为例［J］.中国沙漠，2023，43（6）：166-175.
[31]	赵明亮，李艳红，李发东.新疆艾比湖湿地土壤水盐空间变异性分析［J］.湖泊科学，2016，28（6）：1328-1337.