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中国沙漠, 2024, 44(4): 236-243 doi: 10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00082

阿拉善沙漠物源和输沙带研究进展及其对“三北”工程风沙口治理的启示

孔维远,1,2, 崔桂鹏,1,2, 高攀1,2, 周尚哲1, 熊伟1, 卢琦1,2

1.中国林业科学研究院 生态保护与修复研究所/荒漠化研究所，北京 100091

2.三北工程研究院，北京 100091

Research progress on the provenance of aeolian sand and sand belts among the Alxa Deserts： implications for combat desertification in the Great Green Wall

Kong Weiyuan,1,2, Cui Guipeng,1,2, Gao Pan1,2, Zhou Shangzhe1, Xiong Wei1, Lu Qi1,2

1.Institute of Ecological Conservation and Restoration / Institute of Desertification Studies，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，China

2.Institute of Great Green Wall，Beijing 100091，China

通讯作者: 崔桂鹏（E-mail： cuigp@caf.ac.cn）

收稿日期: 2024-04-29   修回日期: 2024-06-21  

基金资助: 国家自然科学基金项目.  32201635.  32271966
科学技术部科技基础资源调查专项项目.  2022FY202300
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目.  CAFYBB2023ZA008-06.  CAFYBB2021ZD003
国家林业和草原局揭榜挂帅项目.  202401-01

Received: 2024-04-29   Revised: 2024-06-21  

作者简介 About authors

孔维远（1988—），男，内蒙古海拉尔人，助理研究员，研究方向为同位素地球化学风沙溯源E-mail：wykong@caf.ac.cn , E-mail：wykong@caf.ac.cn

摘要

位于内蒙古西部的阿拉善高原分布着中国面积第二、第四大的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠，是中国北方粉尘的重要源区，也是西北路风沙进京的重要通道。这两大沙漠目前已被纳入新“三北”工程河西走廊-塔克拉玛干沙漠边缘阻击战的重点治理区域，斩断两大沙漠“握手”、锁边固沙是本区的治理难点。为了给“三北”工程风沙口治理和相关基础研究提供全面深入的参考，回顾了对两大沙漠物源和围绕雅布赖山形成的“握手”输沙带的重要研究进展，并提出了未来应围绕风沙源区和传输机制、锁边林草建设和防护林退化机制以及发挥风能资源优势等方面开展科研创新，以科技攻关带动“三北”工程攻坚，为打赢“三北”工程三大战役提供支撑。

关键词： 巴丹吉林沙漠 ; 腾格里沙漠 ; 输沙带 ; “三北”工程

Abstract

Located in the west of Inner Mongolia， the Alxa Plateau distributed the Badain Jaran Desert， the second largest in China， and the Tengger Desert， the fourth largest in China. This area is one of the most important sources of dust in the north China， and provide channels for the northwest road of dust storms to Beijing. These two deserts have been included in the Hexi Corridor battle of the new Great Green Wall （GGW）. One of the essential tasks in this area is the construction of dune-preventing vegetation belts. This paper reviews the important research progress on two major desert provenances and the sand transport belts formed around the Yabrai Mountains， in order to provide reference for the GGW. In the future， basic research should be strengthened in studies of source areas and transport mechanism of aeolian sand， the construction of forest and grass on the edge and the degradation mechanism of shelter-forest， and how to take the advantages of wind energy resources in sand belt area， so as to provide scientific and technological support for winning the three battles of the GGW.

Keywords： Badain Jaran Desert ; Tengger Desert ; sand belt ; Great Green Wall

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本文引用格式

孔维远, 崔桂鹏, 高攀, 周尚哲, 熊伟, 卢琦. 阿拉善沙漠物源和输沙带研究进展及其对“三北”工程风沙口治理的启示. 中国沙漠[J], 2024, 44(4): 236-243 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00082

Kong Weiyuan, Cui Guipeng, Gao Pan, Zhou Shangzhe, Xiong Wei, Lu Qi. Research progress on the provenance of aeolian sand and sand belts among the Alxa Deserts： implications for combat desertification in the Great Green Wall. Journal of Desert Research[J], 2024, 44(4): 236-243 doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00082

0 引言

中国北方荒漠位于亚洲内陆，是全球粉尘排放的重要源区，也是造山带-沙漠-（黄土）-海洋沉积物物质输送链条上的重要环节［1-2］。其中，阿拉善高原沙源面积大、分布广，是中国沙尘暴的主要发源地，不仅分布有巴丹吉林、腾格里、乌兰布和三大沙漠，在狼山以西还分布有亚玛雷克、巴音温都尔沙漠等小沙漠。来自祁连山、阿尔泰山、蒙古戈壁的沉积物被河流和风力搬运到巴丹吉林沙漠［3］，其中细粒风沙翻过三大沙漠之间的雅布赖山、宗乃山、巴彦乌拉山等山脉，经由几处风沙“决口”形成沙漠间互相勾连、“握手”的输沙带，使防沙治沙工作面临日益严峻的挑战［4］。

2023年6月6日在内蒙古巴彦淖尔市召开的加强荒漠化综合防治和推进三北等重点生态工程建设座谈会上，习近平总书记明确指出“实施‘三北’工程是国家重大战略”，并提出了全力打好三大标志性战役。“三北”工程区覆盖了中国7个强风蚀区、34个主要风沙口和3条主要沙尘暴路径，风沙口治理对于遏制沙漠扩张、阻断远距离风沙传输、保护绿洲农田等方面意义重大。阿拉善高原三大沙漠全部位于“三北”工程六期规划范围内，并且处在三大标志性战役中的两大战区的交界地带，战略意义十分突出。其中，河西走廊-塔克拉玛干沙漠边缘阻击战聚焦巴丹吉林、腾格里沙漠“握手”处，主攻风沙口治理、沙漠锁边，力争加强锁边固沙林草带建设和风沙口治理，将两大沙漠“切割”开。针对巴丹吉林、腾格里沙漠的风沙溯源、输沙带扩张趋势和输沙通量的研究可为风沙口治理提供重要参考，为全力打好“三北”工程三大标志性战役、科学开展国土绿化提供科学支撑。

沙漠物源研究的历史悠久、手段多样，随着20世纪70年代以来仪器分析技术的显著进步，大量物理和地球化学技术被应用于物源分析，例如磁学参数［5］、常量/微量化学元素浓度［6］、碎屑锆石U-Pb年龄［7］、Sr-Nd-Pb同位素［8］等。单一物源示踪方法受限于具体应用环境，物源分析结论严重依赖于所选代用指标，而基于多指标的复合指纹识别技术可比单一指标获得更充分的物源信息［9］，为阿拉善沙漠物源的定量研究提供了新的思路［10-12］。高分辨遥感影像也被广泛应用于沙漠沙丘的长期监测，弥补了地面观测技术的不足，成为评估阿拉善高原三大沙漠之间输沙带面积和输沙通量的重要手段［13-14］。

本文系统梳理了对巴丹吉林、腾格里沙漠的物源研究结果，以及对两大沙漠围绕雅布赖山“握手”形成的风沙传输带的最新研究进展，重点强调了对巴丹吉林-腾格里风沙传输带进行全面统筹、综合治理的紧迫性，力图为相应基础研究、战略研究和政策制定提供参考，为全力打赢“三北”工程攻坚战提供科技支撑。

1 研究区概况

阿拉善高原位于中国内蒙古高原西部、河西走廊北侧，西起马鬃山，东到贺兰山-黄河-阴山余脉，与鄂尔多斯高原隔河相望，北部与蒙古国接壤，是黄土高原乃至中国北方粉尘的重要来源地［15-16］。阿拉善高原处于受东亚夏季风控制区向西风控制区过渡的地带，降水从东南向西北、从祁连山向北部荒漠区递减［17］。阿拉善高原广泛分布的古湖泊沉积显示其晚第四纪可能存在大型湖泊或沼泽环境［18］。阿拉善高原海拔900~1 400 m，地势由南向北缓缓倾斜，高原上巴丹吉林、腾格里、乌兰布和三大沙漠呈倒三角状分布，并已通过山脉间的狭窄廊道形成巴丹吉林沙漠-乌兰布和沙漠和巴丹吉林沙漠-腾格里沙漠的“握手”态势。其中，巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠在雅布赖山东西两侧直接相连，巴丹吉林沙漠与乌兰布和沙漠通过亚玛雷克沙漠东西两侧“握手”间接相连，这些输沙带也为京津西北路沙尘暴提供了重要输送通道。另外，阿拉善高原东部的亚玛雷克沙漠和巴音温都尔沙漠等较小沙漠基本处于快速扩张阶段［19］，进一步强化了输沙带的作用。

阿拉善三大沙漠中最大的是位于其西部的巴丹吉林沙漠，面积约为49 000 km2［20］，也是中国第二大沙漠。巴丹吉林沙漠东、南分布着宗乃山、雅布赖山、北大山，西部被黑河冲积平原和额济纳戈壁环绕，北部有蒙古戈壁、戈壁阿尔泰山。巴丹吉林沙漠分布有大量的高大沙丘，其中最高的沙山可达500 m高，是目前已知的世界上最高的沙山，这些高大沙山由风沙堆积而成，并且可在寒冷、干燥的冰期（例如MIS4和MIS2）以每年几厘米的速率向东南方向移动［21］。在巴丹吉林沙漠巨大的横向沙丘之间还分布有上百个面积从0.1 km2到1 km2不等的小湖泊以及湖盆干涸形成的古湖相沉积［22］，但湖泊水的来源尚存在诸多争议［23］。巴丹吉林沙漠边缘地区在1990—2000年呈现荒漠化土地增长趋势，2000年以后沙漠扩张得到抑制，荒漠化土地逆转程度大于沙漠扩张程度［24］。

腾格里沙漠位于阿拉善高原东南部，面积为42 700 km2，是中国第四大沙漠。腾格里沙漠经由其西北的雅布赖山与巴丹吉林沙漠分隔开，东部被贺兰山和黄河与毛乌素沙地分隔，西南与祁连山-石羊河洪积扇相邻。与巴丹吉林沙漠类似，腾格里沙漠腹地也分布有众多小湖泊以及干涸湖盆。腾格里沙漠内部沙丘、干涸湖盆和裸露基岩交错分布，其中沙丘以流动沙丘为主［20］，固定、半固定沙丘主要分布在沙漠外围和湖盆边缘。腾格里沙漠东南缘在西北风和东南风的作用下形成了格状复杂沙丘分布［25］。腾格里沙漠面积基本稳定，1990—2018年面积仅扩张了0.07%［26］。

2 巴丹吉林沙漠-腾格里沙漠物源和输沙带研究进展

2.1　巴丹吉林沙漠物源

早期研究认为巴丹吉林沙漠风沙主要来自于新构造运动下阿拉善台块阶地内侧的冲洪积物以及额济纳流域冲积平原沉积物［27］。Mischke等［28］认为巴丹吉林沙漠的高大沙丘由白垩纪扇砾岩和砂岩组成，沙漠西部弱水冲积扇是巴丹吉林风成沙的主要源区。Wang等［29］根据钻孔年代学结果推测，巴丹吉林沙漠形成的物源主要是黑河搬运的祁连山剥蚀碎屑物质，进而被冬季风和西风从冲积扇吹送到沙漠内部并堆积。此外，还有研究指出蒙古戈壁的细颗粒可以被远源搬运到下风向、地势低洼的巴丹吉林沙漠。付旭东［30］发现巴丹吉林沙漠<16 μm粒级的石英δ18O与16~64、125~154、200~250 μm、>300 μm等其他粒级的δ18O数值存在明显差异，前者更接近于柴达木盆地沙漠、蒙古戈壁< 16 μm粒级的石英δ18O，表明这些<16 μm的细粒物质来自蒙古戈壁等上风向的远距离搬运，这对于中国沙漠风沙主要来源于临近山脉和基岩的“就地起沙”传统认识［31］是新的补充。然而氧同位素的同值异源现象、石英δ18O没有年龄标记等问题限制了对这些数据的进一步解读。Li等［32］同样发现巴丹吉林细粒风沙与其他粒级的元素地球化学特征不同，基于稀土元素比值等指标认为，<125 μm粒级的风沙主要来自沙漠腹地的表层湖泊沉积物。宁凯等［33］采用矿物分析和化学质量平衡模型分析认为，巴丹吉林沙漠的湖泊沉积物作为“就地起沙”只影响周边区域，而来自沙漠北部的冲洪积沙和来自沙漠西北的外源沙是沙漠的主要物源。

目前元素和同位素地球化学等分析技术已被广泛应用于巴丹吉林风沙溯源和古环境重建的研究中，逐渐揭示了祁连山和阿尔泰山是巴丹吉林现代风沙的两大终极物源，并且河流和风力都发挥了重要的沉积物搬运作用。Hu等［3］发现巴丹吉林沙漠的常量和微量元素组成随区域岩性和粒级变化较大，同时指出巴丹吉林沙漠的风沙主要来自东北青藏高原祁连山的河流搬运过程，西北的阿尔泰山和蒙古戈壁提供的大量冲积物质是次要来源，并且来自祁连山的锆石颗粒可以直接被西北风从巴丹吉林沙漠搬运到黄土高原。Li等［32］基于元素地球化学数据分析认为，巴丹吉林沙漠的粗颗粒主要来自于祁连山的河流和戈壁沉积物，而细粒组分主要源区是祁连山和阿尔泰山。

除定性结论外，基于元素地球化学数据和沉积物复合指纹识别技术的物源定量解析也取得了初步进展。张云枫［10］通过常量元素分析认为，额济纳戈壁沉积物、黑河下游冲积物以及北大山-雅布赖山戈壁沉积物是巴丹吉林南部沙山地表风沙的主要来源，其中额济纳戈壁贡献达66%。Liang等［34］根据常量和微量元素地球化学数据和指纹定量分析进一步对各个源区的贡献比例进行了定量分析，认为各潜在源区对巴丹吉林沙漠的贡献大小与其面积有关，其中额济纳戈壁是巴丹吉林沙漠最主要的风沙源区（63%），黑河冲积砂对沙漠南部有一定贡献（23%），北大-雅布赖戈壁面积较小、贡献也最小（14%）。黑河将祁连山碎屑物质搬运至下游额济纳盆地，与地表径流从阿尔泰山脉东部搬运的风化物质在额济纳盆地混合，经风动力分选后搬运至巴丹吉林沙漠。

总之，戈壁阿尔泰山和祁连山是巴丹吉林沙漠风沙的两大主要源区，其风化剥蚀物质通过风力和河流搬运最终到达巴丹吉林沙漠，其中额济纳戈壁是重要的中转站，黑河在搬运祁连山碎屑物质方面发挥了显著作用。对于细粒风沙，沙漠腹地的古湖泊沉积和来自上风向蒙古戈壁的远距离输送的细粒物质是重要补充。基于指纹识别的物源研究为定量理解巴丹吉林沙漠的物源组成提供了宝贵的参考和研究方向，但对于巴丹吉林沙漠的两大终极物源——以祁连山为代表的东北青藏高原和以阿尔泰山为代表的中亚造山带对各粒级风沙的贡献比例，还缺乏明确认识。

2.2　腾格里沙漠物源

腾格里沙漠腹地在上新世—中更新世大致处于冲积、河流和湖泊沉积环境，沙漠环境主要形成于中、晚更新世，来自东北青藏高原祁连山的冲洪积物被河流和风力搬运到沙漠腹地，出现了连续的风沙沉积［35］。由于腾格里沙漠整体处于巴丹吉林沙漠的下风向，且沙漠内部和周边分布有较多裸露基岩，风沙来源较为复杂。

李恩菊［36］根据巴丹吉林、腾格里沙漠沙物质的矿物和地球化学组成非常接近，并且腾格里沙漠的化学风化程度稍高，认为二者风沙来源相近，是侵蚀区与风化区的关系。Sun等［37］分析了中国沙漠、戈壁<16 μm粒级细粉沙石英颗粒的电子自旋共振（Electron Paramagnetic Resonance， ESR）信号强度，指出腾格里沙漠表层风沙与巴丹吉林沙漠相比含有更多年轻母岩成分，可能来自贺兰山。Fan等［38］通过腾格里沙漠岩芯钻孔的碎屑锆石颗粒U-Pb数据结合古地磁和ESR等测年结果进行古环境重建，认为腾格里沙漠在不同年代的物源不同，0.9 Ma以后随着原先覆盖腾格里的大湖向西北萎缩，上风向的干旱区、腾格里沙漠干涸的湖盆和冲积扇是重要的沙尘释放来源，并进一步输送到黄土高原。古拉依赛木·艾拜都拉等［39］根据腾格里沙漠沙丘顶部样品的粒度特征，认为腾格里沙漠的沙丘沙源以下伏河湖相沉积物的“就地起沙”为主。

除上述结论外，许多基于元素和同位素地球化学、锆石碎屑U-Pb年龄的证据指出东北青藏高原祁连山是腾格里沙漠现代风沙的主要源区，上风向的戈壁阿尔泰山风化剥蚀物质也有一定贡献。杨杰东等［40-41］基于Nd同位素数据，认为腾格里沙漠风沙主要来自临近山脉基岩的风化残积物，特别是东北青藏高原的风化碎屑物质。Ferrat等［6］发现柴达木盆地沙漠和腾格里沙漠表层风沙具有相似的稀土元素和微量元素组成，认为二者可能有相同物源。顾磊等［42］通过元素地球化学分析指出，巴丹吉林、腾格里沙漠的源区是发育于祁连山北麓的弱水和石羊河山前冲洪积平原，被近地面风以“接力棒”形式搬运到这两大沙漠和黄土高原。Li等［35］通过对比腾格里沙漠腹地岩心钻孔和石羊河上游沉积序列的U-Pb地质年代数据，认为石羊河从上游祁连山搬运的风化剥蚀碎屑物质是腾格里沙漠的主要风沙来源。

作为位于季风影响区边缘的沙漠，一些研究推测腾格里沙漠的不同区域的风沙主导物源不同，这一观点在库布齐沙漠、毛乌素沙地等季风边缘区沙漠、沙地也有报道［43-45］。Hällberg等［5］基于磁学参数认为毛乌素沙地东、西物源不同，其西部风沙与腾格里沙漠高度近似，但并未发现腾格里沙漠有明显物源分区，他们推测仍有可能是磁化率对腾格里沙漠的物源区分能力较弱。Zhang等［46］分析了腾格里沙漠的锆石颗粒U-Pb年龄分布，指出腾格里沙漠可按源区不同分为南、北两部分，其中北部风沙主要源自戈壁阿尔泰山（43%~83%），而南部风沙主要来自东北青藏高原（51%~98%）。Li等［47］基于碎屑锆石U-Pb地质年代数据分析，指出当代和中晚更新世的腾格里沙漠沉积物主要来自源于祁连山的石羊河系统，以及本地基岩隆起和戈壁阿尔泰山来源的侵蚀物质，而不是直接从大陆内部上风向搬运而来，属于河流沉积物+多种基岩的物源模式。该研究同样也认为腾格里沙漠南、北的主要物源贡献比例不同，其中戈壁阿尔泰山对北部物源贡献超过50%，石羊河贡献小于20%；而对于腾格里沙漠南部，石羊河的贡献达到50%，戈壁阿尔泰山的贡献减少到约30%。

总之，腾格里沙漠的物源主要为东北青藏高原祁连山、戈壁阿尔泰山以及沙漠内部暴露基岩的风化残积物，石羊河在沉积物搬运中扮演了重要作用。南、北腾格里沙漠具有不同的物源组成模式，其中北部沙物质主要来自戈壁阿尔泰山，而南部沙物质主要来自祁连山和石羊河系统。巴丹吉林沙漠跨过雅布赖山口的远距离风沙搬运、腾格里沙漠内部的古河湖相沉积物也是腾格里沙漠细粒风沙的重要来源。

2.3　巴丹吉林沙漠-腾格里沙漠“握手”输沙带

阿拉善高原三大沙漠之间有巴彦乌拉山、雅布赖山等众多干燥剥蚀山地和高地相隔，形成了3条狭窄的输沙通道，其中南北两处通道又各自分岔成两个支流，组成了从巴丹吉林沙漠指向下风向乌兰布和、腾格里沙漠的5条输沙带。这些狭窄通道形成了“文丘里效应”，导致通道内气流压缩、沙丘快速移动，使得巴丹吉林沙漠源源不断向下风向供给风沙［48］，为固沙减灾、荒漠生态修复提出了挑战。

20世纪50年代以来，随着石羊河流域水资源的过度开发，石羊河下游、民勤绿洲北部的青土湖逐渐干涸，使得巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠在这里形成了“握手”相连的态势。目前巴丹吉林沙漠在雅布赖山附近形成了3条流向腾格里沙漠的输沙带，分别位于阿拉善右旗孟根苏木、雅布赖山西端以及阿拉善右旗雅布赖镇［4］。1989—2007年巴丹吉林沙漠-腾格里沙漠间输沙带耕地面积增加，草地、盐碱地和湖沼面积减少，导致腾格里沙漠西北缘向巴丹吉林沙漠东南缘推进，巴丹吉林沙漠-腾格里沙漠间输沙带合并趋势显著［49］。斩断巴丹吉林沙漠-腾格里沙漠的“握手”、抑制沙漠连接区的扩张、确保沙源区不扩散、保障民勤绿洲生态安全已成为新“三北”工程的重要任务。

巴丹吉林、腾格里沙漠沙物质的物理化学特性非常近似，反映出二者的近源性。民勤绿洲曾一定程度上阻挡了巴丹吉林沙漠的沙丘向腾格里沙漠移动，但Ren等［50］通过微量元素数据分析发现，巴丹吉林沙漠风沙可越过高山长距离输送到民勤绿洲西侧，表明民勤绿洲对沙漠扩张的阻挡是有限的，其生态屏障作用受到了削弱。李逢博等［51］对巴丹吉林沙漠-腾格里沙漠交界风沙口沉积物的粒度和磨圆度进行了分析，发现巴丹吉林沙漠南缘至腾格里沙漠腹地的主要沉积物是中沙为主的沙粒，粒度特征显示腾格里沙漠腹地的沙物质为巴丹吉林沙漠和本地沙源的混合。

近十几年来，一些研究利用高分辨卫星影像对巴丹吉林、腾格里两大沙漠的“握手”情况进行了直观分析，在输沙通量估算方面也取得了诸多进展。Yao等［52］通过Landsat影像估算1973—2000年巴丹吉林沙漠东部边缘沙丘平均移动速率为5.3 m·a-1，尽管这一数值只属于中等速率，但作者认为阿拉善高原的沙丘形状更长，推测总输沙量仍很客观。Yang等［14］分析了2010—2011年巴丹吉林-腾格里输沙带的风速，估算出平均输沙通量为372 t·m-1·a-1，并据此估算巴丹吉林沙漠每年通过输沙带向腾格里沙漠贡献了超过500万t沙物质。张云枫等［53］通过2003、2014年的Google Earth高清历史影像对巴丹吉林沙漠-腾格里沙漠输沙带的新月形沙丘进行了监测，计算出平均沙丘移动速度为10.0 m·a-1，对应的平均输沙通量约为301 t·m-1·a-1，与Yang等［14］的结果基本一致。随着遥感影像精度和计算能力的进步，未来对输沙带输沙通量的观测将更加精准，结合地面观测数据，对沙丘移动和输沙过程进行智能化、实时化监测将成为可能。

3 存在问题及对“三北”工程的启示

3.1　存在的问题

沙漠风沙物源研究往往受采样密度、均匀度、分析方法和指标的局限性、缺乏定量手段、不同粒级源区各异等多重困难影响。目前对于巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠的现代风沙物源分析已经在许多方面取得了宝贵的定性和定量认识，但仍存在一些不足。

物源示踪指标和手段存在局限性，不同方法得到的结论难以统一，定量物源分析准确度较低。基于元素和同位素地球化学、重矿物组成等方法的物源研究只关注了沉积物中少量-微量组分，而对石英、长石等主体组成部分重视不足。石英颗粒的释光灵敏度、氧同位素等方法虽然以石英为基本研究材料，却存在端元区分度不够、受粒级依赖效应干扰等问题。对于一些物源示踪指标从母岩到沙漠腹地风沙的风化、剥蚀、搬运、沉积等过程中，端元是否受到改造及相应改造机制尚不清楚。一些研究尝试通过指纹识别法获得定量物源信息，但数学方法筛选出的指纹属性难以与具体地球物理化学过程建立联系，所得结果的可靠性很大程度上依赖于对主要物源区的基本前提假设。以上缺陷进一步限制了对风沙物源的定量解读，使得当前对同一沙漠的定量物源分析的各项研究之间，存在较大出入。

对沙漠扩张趋势和连接地带的输沙过程、输沙通量和驱动力认识还不足，制约了“三北”工程等生态修复工程对风沙口的治理。以往的物源分析工作大多着眼于短距离搬运的“就地起沙”，对于沙漠周边戈壁、山地基岩风化和古湖泊沉积来源的风沙研究较多，但对细粒风沙、粉尘通过“握手”输沙带等地形效应形成的远距离风沙传输存在低估。目前对输沙带的研究主要体现在通过遥感影像对沙丘形态和移动进行监测，从而估算向下风向的输沙通量，但受限于环境和交通原因，实地调研和监测较困难。在未来全球变化的背景下，地球系统的自然变率、气候变化与人类活动对荒漠生态系统的干扰等多种因素互相交织，为沙漠边缘和输沙带扩张态势的综合研判带来诸多困难，从而制约了相关防沙治沙工作的开展。

3.2　对“三北”工程风沙口治理的启示

风沙溯源和输沙带研究不仅对于理解巴丹吉林沙漠-腾格里沙漠的形成演化历史和现代风沙传输机制意义重大，对“三北”工程开展沙漠锁边工作阻断阿拉善沙漠汇合、保护绿洲农田以及风沙口治理也具有重要的参考意义。为了全面打赢“三北”工程的三大标志性战役，做到以科技攻坚带动“三北”工程攻坚、促进科技重心前移，未来应注重以下三方面的理论和政策研究。

一是精确研判风沙源区和传输机制，加强沙尘源区和传输路径监测。中国是世界上荒漠化面积最大、受影响人口多、风沙灾害严重的国家，荒漠化治理和防沙减灾任务艰巨。“三北”工程等生态治理工程实施以来，风沙危害得到了有效遏制，但春季北方沙尘暴仍时有发生，对境内和跨境的沙尘源区和沙尘暴移动路径的监测仍需加强。风沙口地区兼具沙尘暴发生的两大关键要素——沙尘源（物质）和大风（动力），风沙口治理对于减少地表释放沙尘、沙尘远距离传输以及土壤风蚀至关重要。沙尘暴在移动途中受地理地形、气象条件等因素影响逐渐加强，往往从缺少植被覆盖的地表获得沙尘补给，从而形成严重沙尘暴。因此，加强相关基础研究，对风沙源区的识别从定性走向定量，并且实现从起尘源区到移动路径上的全覆盖监测，研判风沙口治理工程的重点区域，是破解风沙口治理难点的重点任务。

二是充分发挥锁边、阻沙林草带的生态屏障功能，开展防护林退化机制等理论研究。沙漠锁边林、防护林在库布齐沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠等地区的防风固沙、保持水土和水源涵养等方面已经发挥了重要作用。其中，巴丹吉林沙漠南缘的锁边林草带对于阻断巴丹吉林、腾格里两大沙漠“握手”，保护河西走廊绿洲和农田意义重大。然而，近些年来许多地区出现了沙漠锁边林因树龄自然老化、单一树种的防护林抵抗环境变化能力差、地下水位下降、病虫害和火灾等潜在原因造成的退化现象，然而目前对防护林退化机制和预防、修复手段仍缺乏系统研究。在未来气候变化的大背景下，高温、干旱、火灾等森林退化要素可能得到加强，“三北”地区沙漠锁边林、防护林面临的退化压力加剧。对于沙漠锁边林退化的原因、机制和生态需水问题，应进行充分调研和科学分析，提升防护林质量，研发可复制、可推广的退化林修复技术，切实保障生态用水，发挥沙漠锁边林的生态屏障作用。

三是合理利用风沙口地区丰富的风能资源。中国风电发展迅猛，其中80%以上风电装机容量在“三北”地区。风口地区风能资源尤其充足，巴丹吉林沙漠的平均风速为2.5~4.2 m·s-1 ［34］，狭窄地形效应使输沙带地区风速更大［48］。因此清洁、可再生的风电资源在“三北”地区特别是风沙口地区有很强的发展潜力，但风电工程对生态系统的影响、风电产业与生态工程之间的关系尚需厘清，亟须对此加大基础和战略研究力度。防沙治沙需要大量资金支持，在确保生态安全的前提下，对风能资源的合理利用带来的经济效益可为生态治理提供补充资金，有利于增加生态治理工程的可持续性。为解决风电不稳定性和安装、运营成本带来的并网问题，应尽快开展相关科学和政策研究，充分协调风电、光电与火电等传统发电的关系，通过风光互补、调峰补贴、能源转换、税费优惠、加强储能技术研发等方式大力发展风电及相关产业，推进风电光伏一体化工程，鼓励大型国企参与，实现生态治理与高质量发展的有机结合。

参考文献

Chen G X， Dong Z B， Li C，et al.

Provenance of aeolian sediments in the ordos deserts and its implication for weathering，sedimentary processes

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