Morphological characteristics of dunes in the piedmont of southwestern Qaidam Basin， China

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00072

Journal of Desert Research ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (5): 166-174.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00072

Previous Articles Next Articles

Morphological characteristics of dunes in the piedmont of southwestern Qaidam Basin， China

Meng Wang¹(), Xuemin Gao², Xin Qu¹, Siyue Zhang¹, Yaoyao Zhang¹, Guanchun Chen¹, Jiyan Li¹()

^1.School of Geography Science，Taiyuan Normal University，Jinzhong 030619，Shanxi，China
^2.Department of Tourism Management，Jinzhong University，Jinzhong 030619，Shanxi，China

Received:2021-05-06 Revised:2021-06-17 Online:2021-09-20 Published:2021-09-23
Contact: Jiyan Li

Abstract

Abstract:

The morphological characteristics of sand dunes are an important part of the study of aeolian geomorphology. This paper takes the dunes in the piedmont of southwestern Qaidam Basin （also known as the southwestern Qaidam sand area） as the research object. Through field work and high-resolution images provided by Google Earth， the spatial distribution pattern of aeolian geomorphology was analyzed and described. The results show that：（1） Based on the principle of morphological-dynamic， the study area is divided into 12 types； In terms of development scale， simple sand dunes account for a large proportion， while complex and compound sand dunes account for a small proportion； In terms of morphological characteristics， it is dominated by transverse dunes. （2） Based on the spatial change characteristics of sand dune types， the study area is divided into 5 sub-regions. Wind conditions and rivers are the main factors that cause the differences. （3） The analysis of the morphological parameters shows that the development scale of sand dunes is small， which is related to the short development time and the lack of sand source. There is a good linear correlation between width （w） andheight （h）， that is w=9.47h+14.89. Theheight （h） of the main sand dunes has a power function relationship with the spacing （λ）， and the power exponent n is less than 1. This article has enriched the research content of the Qaidam Basin， laid the foundation for the dune development and evolution model， and has important reference value for the sand control and safe operation of the Ge-Ku Railway.

Key words: Qaidam Basin, regionalization, sand dune, morphology

CLC Number:

P931.3

Meng Wang, Xuemin Gao, Xin Qu, Siyue Zhang, Yaoyao Zhang, Guanchun Chen, Jiyan Li. Morphological characteristics of dunes in the piedmont of southwestern Qaidam Basin， China[J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(5): 166-174.

Figures/Tables 8

References 38

1	鲍锋.柴达木盆地察尔汗盐湖地区风沙地貌发育环境与过程［D］.西安：陕西师范大学，2016.
2	Bagnold R A.The Physics of Blown Sand and Desert Dune［M］.London，UK：Methuen，1941.
3	Finkel H J.The barchans of southern Peru［J］.Journal of Geology，1959，67（6）：614-647.
4	Ewing R C，Kocurek G.Aeolian dune interactions and dune-field pattern formation：White Sands Dune Field，New Mexico［J］.Sedimentology，2010，57（5）：1199-1219.
5	Ewing R C，Kocurek G，Lake L W.Pattern analysis of dune-field parameters［J］.Earth Surface Processes and Landforms，2006，31（9）：1176-1191.
6	朱震达，陈治平，吴正，等.塔克拉玛干沙漠风沙地貌研究［M］.北京：科学出版社，1981.
7	Lancaster N.The Namib Sand Sea：Dune Forms，Processes and Sediments［M］.Rotterdam，Netherlands：A.A.Balkema，1989.
8	Lü P，Narteau C，Dong Z，et al.Emergence of oblique dunes in a landscape-scale experiment［J］.Nature Geoscience，2014，7（2）：99-103.
9	丁连刚，严平，杜建会，等.基于三维激光扫描技术的草方格沙障内蚀积形态监测［J］.测绘科学，2009，34（2）：90-92.
10	Brown D G，Arbogast A F.Digital photogrammetric change analysis as applied to active coastal dunes in Michigan［J］.Photogrammetric Engineering and Remote Sensing，1999，65（4）：467-474.
11	杜会石，哈斯，吴霞，等.3S技术在抛物线沙丘形态特征研究中的应用［J］.地理与地理信息科学，2011，27（5）：33-36.
12	钱广强，杨转玲，董治宝，等.基于多旋翼无人机倾斜摄影测量的沙丘三维形态研究［J］.中国沙漠，2019，39（1）：18-25.
13	白旸.巴丹吉林沙漠高大沙山的内部结构及形成过程研究［D］.兰州：兰州大学，2011.
14	Dong Z B，Qian G Q，Luo W Y，et al.Geomorphological hierarchies for complex mega-dunes and their implications for mega-dune evolution in the Badain Jaran Desert［J］.Geomorphology，2009，106（3/4）：180-185.
15	李爱敏，韩致文.新月形沙丘形态参数与移动速度的关系［J］.中国沙漠，2020，40（1）：29-40.
16	曾永年，冯兆东，曹广超.末次冰期以来柴达木盆地形成与演化［J］.地理学报，2003，58（3）：452-457.
17	田敏，钱广强，杨转铃，等.柴达木盆地东北部哈勒腾河流域风成沉积物粒度特征与空间差异［J］.中国沙漠，2020，40（2）：68-78.
18	陈宗颜，董治宝，汪青春，等.柴达木盆地风况及输沙势特征［J］.中国沙漠，2020，40（1）：195-203.
19	董治宝，苏志珠，钱广强，等.库姆塔格沙漠风沙地貌［M］.北京：科学出版社，2011.
20	Breed C S，Grow T.Morphology and distribution of dunes in sand seas observed by remote sensing［M］//McKee E D.A Study of Global Sand Seas.Honolulu，Hawaii，USA：University Press of the Pacific，1979：253-302.
21	徐汝汝.柴达木盆地风蚀坑的年代学及环境意义［D］.济南：山东师范大学，2019.
22	杨萍，邹学勇，哈斯，等.巴丹吉林沙漠北部风沙地貌形态类型的分区研究［J］.中国沙漠，1999，19（3）：13-16.
23	汪克奇，赵晖，Sheng Y M，等.基于DEM数据的巴丹吉林沙漠沙丘分布规律及其形态参数［J］.中国沙漠，2020，40（4）：81-94.
24	李小妹，严平.中国北方地区沙漠与河流景观格局［J］.地理科学进展，2014，33（9）：1198-1208.
25	李志忠.新月形沙丘研究进展综述［J］.干旱区地理，1994（4）：81-87.
26	Goudie A S.Global barchans：a distributional analysis［J］.Aeolian Research，2020，44：100591.
27	刘英姿.腾格里沙漠中格状沙丘形态及成因研究［D］.西安：陕西师范大学，2013.
28	哈斯.腾格里沙漠东南缘格状沙丘粒度特征与成因探究［J］.地理研究，1998，17（2）：67-73.
29	Cooper W G.Coastal sand dunes of Oregon and Washington［J］.Geological Society of America，1958，72：169.
30	Mabbutt J A.Desert Landforms［M］.Cambridge，USA：Mass MIT Press，1977.
31	李志忠，关有志，孙忠，等.塔里木沙漠石油公路沿线新月形沙丘的地貌特征［J］.新疆大学学报（自然科学版），1998（1）：81-91.
32	哈斯.腾格里沙漠东南缘沙丘形态示量特征及影响因素［J］.中国沙漠，1995，15（2）：136-142.
33	任孝宗，刘陶，王振亭.河西沙区新月形沙丘形态参数观测［J］.水土保持研究，2010，17（1）：163-166.
34	Bull W B.Allometric change of landforms ［J］.Geological Society of America Bulletin，1975，86（11）：1489-1498.
35	张伟民，谭立海，边凯.地形在高大金字塔沙山形成发育过程中的作用［J］.中国沙漠，2016，36（5）：1207-1215.
36	Lancaster N.Star dunes［J］.Progress in Physical Geography，1989，13（1）：67-91.
37	王莉萍.基于地貌学原理的巴丹吉林沙漠金字塔沙丘形态和形成过程的研究［D］.西安：陕西师范大学，2013.
38	鲍锋，董治宝，张正偲.柴达木盆地风沙地貌区风况特征［J］.中国沙漠，2015，35（3）：549-554.

动力特征	一级分类	二级分类	形态描述	面积/km²	图3中编号
无主导输沙风向	沙片		起伏和缓的片状、条带状、盾状堆积体	209.94	A
无主导输沙风向	灌丛沙堆		近似圆形或椭圆形的小丘，多为半固定状态	70.90	B
单一输沙风向	横向沙丘	新月形沙丘	形如新月，两侧有顺风向延伸的两个翼角	618.86	C
		新月形沙丘链	新月形沙丘翼角连接构成	1 154.30	D
		横向沙垄	脊线较平直，与输沙风向垂直的垄状沙丘	282.70	E
		复合横向沙丘	新月形沙丘链合并或叠置组合而成	64.41	F
双向输沙风	线形沙丘	塞夫沙丘	沙丘脊部比较曲折的线形沙丘	92.84	G
	线形沙丘	线形沙垄	沙丘脊部比较笔直的垄状沙丘	195.83	H
	格状沙丘	方格状沙丘	主副梁间距比值相近，近乎正交，形成方格状	400.84	I
		梯形格状沙丘	主副梁间距比值差异较大，近乎正交，形成长格状	262.98	J
		蜂窝状沙丘	形状极为不规则的多边形格状沙丘	365.93	K
多向复杂输沙风	星状沙丘		形似金字塔，有多个落沙坡	160.93	L

动力特征	一级分类	二级分类	形态描述	面积/km²	图3中编号
无主导输沙风向	沙片		起伏和缓的片状、条带状、盾状堆积体	209.94	A
无主导输沙风向	灌丛沙堆		近似圆形或椭圆形的小丘，多为半固定状态	70.90	B
单一输沙风向	横向沙丘	新月形沙丘	形如新月，两侧有顺风向延伸的两个翼角	618.86	C
		新月形沙丘链	新月形沙丘翼角连接构成	1 154.30	D
		横向沙垄	脊线较平直，与输沙风向垂直的垄状沙丘	282.70	E
		复合横向沙丘	新月形沙丘链合并或叠置组合而成	64.41	F
双向输沙风	线形沙丘	塞夫沙丘	沙丘脊部比较曲折的线形沙丘	92.84	G
	线形沙丘	线形沙垄	沙丘脊部比较笔直的垄状沙丘	195.83	H
	格状沙丘	方格状沙丘	主副梁间距比值相近，近乎正交，形成方格状	400.84	I
		梯形格状沙丘	主副梁间距比值差异较大，近乎正交，形成长格状	262.98	J
		蜂窝状沙丘	形状极为不规则的多边形格状沙丘	365.93	K
多向复杂输沙风	星状沙丘		形似金字塔，有多个落沙坡	160.93	L

一级区划	二级区划	经纬度	河流边界	信息描述
柴达木盆地西南缘山前冲洪积平原区	I 尕斯库勒湖以南冲洪积平原区	90°09′—90°40′E 37°52′—38°02′N	东沟	位于东沟以西，分为3个集中区，沙丘类型简单，有小西沟、豹子沟等季节性河流穿过。以新月形沙丘链为主，格状沙丘次之
	II 东沟-乱石沟冲洪积平原区	90°57′—91°33′E 37°32′—37°52′N	东沟乱石沟	东西分别以乱石沟、东沟为界，被石拐子沟分为东西两部分，且沙丘类型明显不同，西部以新月形沙丘为主，东部沙丘类型复杂，包括新月形沙丘及沙丘链、格状沙丘、复合横向沙山等
	III 乱石沟-巴音格勒河冲洪积平原区	91°34′—92°19′E 37°08′—37°41′E	乱石沟巴音格勒河	西以乱石沟、东以巴音格勒河为界。中部红垭豁沟穿过。沙丘类型简单，以新月形沙丘为主，北侧存在新月形沙丘与线形沙丘共生现象
	IV 塔尔丁以南冲洪积平原区	92°13′—92°55′E 36°47′—37°08′N	巴音格勒河那陵格勒河	整体位于祁曼塔格山以北，塔尔丁以南，西以巴音格勒河、东以那陵格勒河为界。干沟从中间流过，是沙丘分布最为集中且沙丘类型最复杂的区域之一，以格状沙丘、新月形沙丘链为主，有少量沙垄及金字塔沙丘发育
	V 那陵格勒河-拉陵灶火河冲洪积平原区	92°57′—93°22′E 36°40′—36°51′N	那陵格勒河拉陵灶火河	东西分别以拉陵灶火河、那陵格勒河为界，中部开木棋河穿过，沙丘类型简单，以格状沙丘、新月形沙丘链为主

一级区划	二级区划	经纬度	河流边界	信息描述
柴达木盆地西南缘山前冲洪积平原区	I 尕斯库勒湖以南冲洪积平原区	90°09′—90°40′E 37°52′—38°02′N	东沟	位于东沟以西，分为3个集中区，沙丘类型简单，有小西沟、豹子沟等季节性河流穿过。以新月形沙丘链为主，格状沙丘次之
	II 东沟-乱石沟冲洪积平原区	90°57′—91°33′E 37°32′—37°52′N	东沟乱石沟	东西分别以乱石沟、东沟为界，被石拐子沟分为东西两部分，且沙丘类型明显不同，西部以新月形沙丘为主，东部沙丘类型复杂，包括新月形沙丘及沙丘链、格状沙丘、复合横向沙山等
	III 乱石沟-巴音格勒河冲洪积平原区	91°34′—92°19′E 37°08′—37°41′E	乱石沟巴音格勒河	西以乱石沟、东以巴音格勒河为界。中部红垭豁沟穿过。沙丘类型简单，以新月形沙丘为主，北侧存在新月形沙丘与线形沙丘共生现象
	IV 塔尔丁以南冲洪积平原区	92°13′—92°55′E 36°47′—37°08′N	巴音格勒河那陵格勒河	整体位于祁曼塔格山以北，塔尔丁以南，西以巴音格勒河、东以那陵格勒河为界。干沟从中间流过，是沙丘分布最为集中且沙丘类型最复杂的区域之一，以格状沙丘、新月形沙丘链为主，有少量沙垄及金字塔沙丘发育
	V 那陵格勒河-拉陵灶火河冲洪积平原区	92°57′—93°22′E 36°40′—36°51′N	那陵格勒河拉陵灶火河	东西分别以拉陵灶火河、那陵格勒河为界，中部开木棋河穿过，沙丘类型简单，以格状沙丘、新月形沙丘链为主

形态参数		新月形沙丘	新月形沙丘链	横向沙垄	线形沙丘	方格状沙丘	长格状沙丘
长度	样本数	150	270	90	100	83	77
	范围/m	14.80—252.02	36.00—442.80	114.63—972.08	32.10—900.14	35.17—475.07	37.10—468.91
	平均值/m	57.74	119.45	396.73	183.24	155.07	171.76
	标准差/m	40.58	67.19	188.17	153.87	82.66	98.12
宽度	样本数	150	270	90	100	83	77
	范围/m	15.10—282.08	27.40—517.00	13.14—74.57	11.87—86.21	39.21—514.18	39.11—435.20
	平均值/m	66.28	158.99	31.88	38.64	183.90	159.22
	标准差/m	40.32	79.31	29.15	16.49	95.27	94.40
高度	样本数	150	270	90	100	83	77
	范围/m	1.15—23.66	5.44—40.97	3.79—21.26	3.43—24.81	2.21—32.81	3.23—44.32
	平均值/m	5.43	12.41	9.39	11.12	12.34	13.16
	标准差/m	3.85	6.71	4.10	4.72	6.48	8.51
间距	样本数	91	155	64	85	83	77
	范围/m	42.79—329.85	49.00—921.14	17.83—507.31	37.42—816.31	38.41—513.94	30.54—520.82
	平均值/m	124.75	267.55	140.38	187.78	184.46	210.44
	标准差/m	76.49	153.22	101.55	139.58	92.60	122.74
走向	样本数	150	270	90	100	83	77
	范围/（°）	241.21—359.00	250.32—359.41	13.82—88.31	272.13—348.62	263.82—342.00	280.12—342.46
	平均值/（°）	321.54	311.94	66.33	305.14	309.59	311.70
	标准差/（°）	20.79	19.09	17.63	20.47	16.93	15.55

Morphological characteristics of dunes in the piedmont of southwestern Qaidam Basin， China

RichHTML

PDF

Knowledge

Abstract

Cite this article

share this article

Figures/Tables 8

References 38

Related Articles 15

Recommended Articles

Metrics

Comments

[1]	Lin Shi, Yuxing Zhao, Eerdun Hasi, Ping Zhang, Yingjun Xu, Zhuoran Wang. Changes of vegetation and soil nutrient on windward slope of dune under sand barrier environment in Mu Us Sandy Land [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(5): 140-146.
[2]	Ning Li, Hai Zhou, Heng Ren, Peifang Chong, Guopeng Chen. Water sources of Haloxylon ammodendron under different groundwater depths [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(4): 79-86.
[3]	Xuemin Gao, Xin Qu, Meng Wang, Siyue Zhang, Yaoyao Zhang, Jiyan Li. Composition of geochemical elements and its implications for long-ridge yardang in the northwestern Qaidam Basin， China [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(3): 127-136.
[4]	Kaijia Pan, Zhengcai Zhang, Aimin Lang. The characteristics of inner boundary layer airflow over reversing dunes and its effect on dune morphological evolution [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(2): 1-8.
[5]	Ying Yang, Lü Ping, Fang Ma, Zhun Liang, Mingjing Xu. Characteristics of wind regime in the southwest edge of the Ulan Buh Desert and their influence on the formation of dome dune [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(2): 19-26.
[6]	Weicheng Luo, Wenzhi Zhao, Heng Ren, Bing Liu. Nebkha morphological characteristics and soil nutrition content in three regions with different climates in North China [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(2): 191-199.
[7]	Chunming Zhu, Zhibao Dong, Zhengyao Liu, Nan Xiao, Junhuai Yang, Miaoyan Feng. Grain size and micro-morphology characteristics of the surface ediments of dendritic sand dunes in the Gurbantunggut Desert [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(2): 9-18.
[8]	Min Cao, Lupeng Yu, Ping An, Zhibao Dong, Junxiang Zhao, Zhongping Lai, Changsheng Wang. Luminescence chronology and environmental implications of palaeolacustrine sediments beneath linear dunes in northern Qarhan Salt Lake region [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(1): 101-110.
[9]	Qianqian Liu, Xiaoping Yang. Spatial variations of grain size parameters of dune sands in the Mu Us Sandy Land and Hobq Sand Sea， northern China and its potential causes [J]. Journal of Desert Research, 2020, 40(5): 158-168.
[10]	Zhun Liang, Lü Ping, Zhengyao Liu, Nan Xiao, Wei Liang, Mingjing Xu, Miaoyan Feng. The relationship between wind regime and yardang morphology in the Duck Lake Area of Qaidam Basin， China [J]. Journal of Desert Research, 2020, 40(5): 42-48.
[11]	Suchao Li, Man Qiu, Xiaoze Li, Jingde Liu, Limin Wang, Yang Hu, Zhigang Li, Gaihong Niu. Characteristics, age and process of Mohetai alluvial fan gobi in the upper reaches of Baiyang River in the western margin of Junggar Basin, NW China [J]. Journal of Desert Research, 2020, 40(4): 1-9.
[12]	Zisha Wang, Yunfa Miao, Yongtao Zhao, Fang Li, Yan Lei, Mingxing Xiang, Yaguo Zou. Characteristics of microcharcoal in the lake surface sediments in the northern margin of Qaidam Basin of China and its environmental significance [J]. Journal of Desert Research, 2020, 40(4): 10-17.
[13]	Fang Chen, Quanlin Ma, Linyuan Wei, Dekui Zhang, Hongbo Yuan, Feng Ding, Xiaoke Hu, Zhong Zhang. Soil seed bank characteristics of Agriophyllum squarrosum [J]. Journal of Desert Research, 2020, 40(4): 190-196.
[14]	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 [J]. Journal of Desert Research, 2020, 40(4): 71-80.
[15]	Shao Mei, Luo Wanyin, Che Xuehua. Preliminary application and accuracy assessment of COSI-Corr in the study of aeolian geomorphology [J]. Journal of Desert Research, 2020, 40(3): 151-158.