阿拉善高原东部戈壁区地表沉积物粒度特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00075

摘要/Abstract

摘要：

风沙灾害的形成是风与沙物质互馈的结果。阿拉善高原是中国沙尘暴核心源区，内蒙古乌拉特后旗作为其东部关键过渡带，风沙灾害频发但灾害成因不明。收集了该地区的沙丘、戈壁、干涸河床等7种不同地表类型样品，通过粒度分析并结合风况数据，探讨沉积物粒度特征的分异规律及其对沙尘释放的影响特征，为科学治理风沙灾害提供依据。结果表明：（1）地表沉积物粒度以细沙（13.94%±4.86%~53.04%±6.76%）和中沙（17.62%±5.22%~43.06%±7.51%）为主，具有形成沙尘暴的物质基础。（2）2014—2023年平均风速为4.18±0.13 m∙s^-1，输沙势为353.72±63.24 VU，属于中等风能环境，具有形成沙尘暴的动力条件。（3）河湖冲积物地表是该地区的主要沙尘释放地表类型。戈壁砾石覆盖层被破坏后，细颗粒裸露也会成为次生沙源。结合研究区的地形、风况条件和地表沉积物特征，研究认为干涸河床等富含粉沙和黏土的地区为优先治理区，同时需加强戈壁原始地表的保护。

关键词: 地表沉积物, 风况, 粒度, 阿拉善高原, 乌拉特后旗

Abstract:

Aeolian disasters result from the interaction between wind dynamics and exposed sand sources. The Alxa Plateau is a major source region for sandstorms in China， and the Urad Rear Banner in Inner Mongolia functions as a critical transitional zone where sandstorms occur frequently， yet the mechanisms driving these events remain insufficiently understood. To address this gap， this study conducted a systematic investigation of surface sediments across seven different surface types， including dunes， gobi surfaces， and dry riverbeds. Combining grain size analysis with wind regime characterization， this study aims to reveal the spatial variability of sediment grain size characteristics and their implications for dust emission. The findings can support targeted mitigation strategies. The results reveal that：（1） Surface sediments in the Urad Rear Banner are dominated by fine sand （13.94%±4.86% to 53.04%±6.76%） and medium sand （17.62%±5.22% to 43.06%±7.51%）， providing the material foundation for dust storm formation. （2） Over the past decade， the region’s average wind speed was 4.18±0.13 m·s⁻¹， with an annual sand transport potential of 353.72±63.24 VU， indicating it as a medium wind energy environment with sufficient dynamic force to generate dust storms. （3） Among the various surface types， dry riverbeds were identified as the primary sources of aeolian dust. Additionally， when the protective gravel armor of Gobi surfaces is disrupted， the exposure of underlying fine sediments significantly increases the potential for dust emission. Based on the integration of topographic features， wind conditions， and sediment characteristics， dry riverbeds and other silt and clay rich surfaces should be prioritized for dust control， while greater efforts are needed to preserve the natural integrity of Gobi surfaces.

Key words: surface sediment, wind condition, grain size, Alxa Plateau, Urad Rear Banner

中图分类号:

P931.3

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Yunzhu Lei, Siqi Wang, Lanying Han, Sidou Zhang, Guangyin Hu, Chao Li, Zhibao Dong, Deligeer Wuliji, Wenhui Zhang, Zhengcai Zhang. Grain size characteristics of surface sediments in the gobi area of the eastern Alxa Plateau[J]. Journal of Desert Research, 2026, 46(3): 11-21.

图/表 7

图1 研究区地理位置（A）、不同地表类型特征（B）注：基于自然资源部标准地图服务网站标准地图（审图号：GS（2024）0650 号）制作，底图边界无修改

Fig.1 Locations of the study region （A）， and characteristics of four surface types （B）

表 1 不同地表类型的沙粒级配

Table 1 The sand particle size distribution of different surface types

粒级	沙粒级配/%
粒级	线性沙丘	格状沙丘	灌丛沙丘	横向沙丘	戈壁	河湖冲积物	半固定沙丘
砾石	0.36±0.97	0.01±0.66	0.00	0.24±0.53	1.55±2.49	2.54±2.54	0.02±0.07
极粗沙	2.00±2.99	0.72±2.12	3.11±6.08	1.31±2.62	7.95±7.52	12.48±11.07	1.84±3.24
粗沙	20.86±10.17	1.71±4.72	15.61±18.82	2.55±2.82	20.29±12.59	20.40±9.70	13.02±13.72
中沙	43.06±7.51	17.62±5.22	33.05±17.50	18.91±15.08	28.69±9.69	20.26±1.45	30.17±11.77
细沙	28.36±10.14	53.04±6.76	26.44±14.75	46.99±9.83	24.86±8.93	13.94±4.86	26.75±9.89
极细沙	5.00±3.18	16.08±4.60	13.39±10.60	18.32±8.29	11.62±8.98	8.90±4.22	15.86±8.05
粉沙黏土	0.36±0.66	10.82±0.73	8.39±4.78	11.69±1.68	5.05±6.22	21.48±12.78	12.34±14.73

图2 沉积物粒级级配

Fig.2 The grain size contents for sediment注：* P<0.05； ** P<0.01； *** P<0.001

图3 不同地表类型粒度分布曲线注：黑色实线为平均粒度曲线

Fig.3 The grain size distribution of different surface types

图4 不同地表类型粒度参数特征注：* P<0.05；** P<0.01；*** P<0.001

Fig.4 The grain-size parameters of different surface types

图5 粒度参数散点关系图

Fig.5 Scatter diagrams of grain size parameters of sediments

图 6 2014—2023年年均风速、起沙风速及起沙风频率（A）、大风日数（B）、2014—2023年年均输沙势（C）、春季输沙势（D）

Fig.6 Average annual wind speed， sand-driving wind speed and sand-driving wind frequency in 2014-2023 （A）， Number of windy days （B）， annual sediment transport potential from 2014 to 2023 （C）， and sand transport potential in spring （D）

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