閆德仁, 姚洪林, 胡小龍

(內(nèi)蒙古林業(yè)科學(xué)研究院, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

流動(dòng)沙丘不同部位風(fēng)蝕積沙特征研究

閆德仁, 姚洪林, 胡小龍

(內(nèi)蒙古林業(yè)科學(xué)研究院, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

摘要：[目的] 探究和利用流動(dòng)沙丘各部位的風(fēng)蝕積沙規(guī)律，為提升固沙技術(shù)措施提供依據(jù)。[方法] 在典型新月型沙丘上設(shè)置3臺光電子式積雪深度測定儀觀測流動(dòng)沙丘不同部位的風(fēng)蝕和積沙規(guī)律。 [結(jié)果] 在特定風(fēng)速下落沙坡隨著起沙風(fēng)速變化其積沙深度由1 cm逐漸增加到12 cm，并在起沙風(fēng)速下降時(shí)形成一個(gè)強(qiáng)烈的積沙過程；迎風(fēng)坡在起沙風(fēng)速時(shí)處于最大的風(fēng)蝕狀態(tài)，并隨風(fēng)速變化形成一個(gè)由強(qiáng)風(fēng)蝕到弱風(fēng)蝕的轉(zhuǎn)變過程；沙丘頂部在臨近起沙風(fēng)速時(shí)處于風(fēng)蝕過程，并隨起沙風(fēng)速的逐漸增加又處于積沙過程。此外，流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡在12月至翌年5月間凈風(fēng)蝕深度月均值約為29.85 cm；落沙坡在12月至翌6月間積沙深度月均值凈增加139.5 cm；而沙丘頂部在3—11月為風(fēng)蝕發(fā)生期，平均風(fēng)蝕深度變化值為27.3 cm，12月至翌年3月為積沙發(fā)生期，平均積沙深度變化值為29.47 cm。 [結(jié)論] 風(fēng)速對流動(dòng)沙丘不同部位風(fēng)蝕積沙特征變化具有重要影響，而且不同部位風(fēng)蝕積沙程度存在明顯差異。

關(guān)鍵詞：流動(dòng)沙丘; 風(fēng)蝕積沙特征; 起沙風(fēng)速; 動(dòng)態(tài)變化

風(fēng)蝕積沙是風(fēng)沙流作用流動(dòng)沙地表面的一種自然過程，通常包括風(fēng)蝕、堆積和搬運(yùn)3種狀態(tài)。其中，風(fēng)蝕是搬運(yùn)的開始，堆積是搬運(yùn)的結(jié)束，而搬運(yùn)則是風(fēng)蝕和積沙的轉(zhuǎn)化。所以，風(fēng)蝕積沙規(guī)律在沙漠治理中具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值[1]。通常情況，風(fēng)沙流在移動(dòng)過程中其含沙量由不飽和到飽和狀態(tài)是一個(gè)漸變的過程，因此，流動(dòng)沙丘不同部位其風(fēng)蝕積沙過程也不同，即使是同一部位由于風(fēng)速的變化也會存在著風(fēng)蝕或積沙過程。為定量觀測流動(dòng)沙丘各部位風(fēng)蝕積沙規(guī)律，采用光電子式積雪深度測定儀開展本項(xiàng)研究，科學(xué)利用流動(dòng)沙丘表面的風(fēng)蝕積沙規(guī)律，為有效控制流動(dòng)沙丘風(fēng)蝕積沙過程而制定采取科學(xué)的固沙技術(shù)措施提供依據(jù)，提高固沙的技術(shù)效果。

1研究方法

為定量觀測流動(dòng)沙丘各部位風(fēng)蝕積沙特征及其與特定風(fēng)速的變化規(guī)律，選擇1個(gè)典型新月型沙丘，并在其流動(dòng)沙丘的主軸上設(shè)置3臺(迎風(fēng)坡中部C，沙丘頂部A，落沙坡中部B)光電子式積雪深度測定儀(法國制造，原用于滑雪場測定積雪深度的精密儀器，由日本鳥取大學(xué)農(nóng)學(xué)部奧村武信先生在中日科技治沙合作研究期間直接引進(jìn)中國)，觀測流動(dòng)沙丘不同部位的風(fēng)蝕和積沙規(guī)律。該儀器能夠測定從探頭到被測目標(biāo)表面的距離并智能推算出深度變化，進(jìn)行自動(dòng)記錄，并將不同時(shí)間記錄的數(shù)據(jù)和初始距離的差值作為風(fēng)蝕積沙深度變化值，分析流動(dòng)沙丘不同部位的風(fēng)蝕和積沙變化規(guī)律。

2結(jié)果與分析

2.1　風(fēng)速對流動(dòng)沙丘風(fēng)蝕積沙特征變化的影響

流動(dòng)沙丘各部位風(fēng)蝕積沙深度的動(dòng)態(tài)變化與風(fēng)沙流特征有直接的關(guān)系。因此，在短時(shí)間內(nèi)，風(fēng)速與流動(dòng)沙丘各部位的風(fēng)蝕積沙過程表現(xiàn)出一定的相關(guān)性。在特定的風(fēng)速下，流動(dòng)沙丘落沙坡和沙丘頂部基本處于積沙過程，而迎風(fēng)坡則處于風(fēng)蝕過程[2]。從圖1可以看出,一天之內(nèi)流動(dòng)沙丘落沙坡積沙過程和風(fēng)速變化的動(dòng)態(tài)關(guān)系。當(dāng)風(fēng)速由6.5 m/s增加到14～

15 m/s(13：00—14：00時(shí))時(shí)，落沙坡表現(xiàn)出一定的積沙過程，積沙厚度在1 cm左右，并且基本處于一個(gè)較平穩(wěn)的積沙過程，而當(dāng)風(fēng)速達(dá)到當(dāng)天的最大風(fēng)速時(shí)，落沙坡的積沙過程顯著加強(qiáng)，積沙厚度在2 cm左右，而到15：00時(shí)以后，隨著當(dāng)天風(fēng)速的降低，風(fēng)沙流的移動(dòng)相對減緩，而在落沙坡由于渦流作用對風(fēng)沙流產(chǎn)生巨大影響，導(dǎo)致沙粒集聚下落，形成一個(gè)強(qiáng)烈的積沙時(shí)段，積沙厚度從2 cm劇增到12 cm左右(15：00—17：00時(shí))。可見落沙坡的積沙過程同時(shí)受風(fēng)速、風(fēng)沙流特征和刮風(fēng)時(shí)間長度的影響，也就是說，當(dāng)達(dá)到起沙風(fēng)速時(shí)，隨著風(fēng)速的逐漸加大，落沙坡首先處于一種較平緩的積沙過程；當(dāng)風(fēng)速由最大逐漸下降時(shí)，風(fēng)沙流處于不飽和狀態(tài)，攜沙量降低，導(dǎo)致落沙坡的積沙過程加強(qiáng)。

圖1　研究區(qū)落沙坡積沙過程和風(fēng)速變化關(guān)系

從流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡風(fēng)蝕過程的動(dòng)態(tài)變化看(表1)，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到起沙風(fēng)速時(shí)，迎風(fēng)坡處于最大的風(fēng)蝕狀態(tài)，以后隨著風(fēng)速增加，直至達(dá)到當(dāng)天的最大風(fēng)速后，迎風(fēng)坡的風(fēng)蝕過程開始減弱。其原因我們認(rèn)為，隨著風(fēng)速的加大，迎風(fēng)坡同時(shí)進(jìn)行著風(fēng)蝕和積沙過程，但以風(fēng)蝕為主。因?yàn)轱L(fēng)沙流通過迎風(fēng)坡時(shí)，隨著風(fēng)速的加大，風(fēng)沙流中的沙粒成分也增加，并受地面局部特征的影響，有一部分沙粒在迎風(fēng)坡沉積下來，以補(bǔ)充因風(fēng)蝕作用而吹走的沙粒，形成一個(gè)由強(qiáng)風(fēng)蝕到弱風(fēng)蝕的過程，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)果有所減弱，掩蓋了風(fēng)蝕作用的強(qiáng)度，即表1中的13：00時(shí)到16：00時(shí)這段時(shí)間的迎風(fēng)坡的風(fēng)蝕深度變化特征。

表1　研究區(qū)迎風(fēng)坡風(fēng)蝕過程和風(fēng)速變化關(guān)系

而當(dāng)風(fēng)速由最大逐漸降低時(shí)，流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡處于一個(gè)比較平穩(wěn)的風(fēng)蝕過程。從圖1和表1可以看出，落沙坡的積沙特征和迎風(fēng)坡的風(fēng)蝕特征變化趨勢正好相反。也就是說，在同一時(shí)段中，流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡的強(qiáng)烈風(fēng)蝕時(shí)間是13：00—14：00時(shí)，是起沙風(fēng)速的初始時(shí)間，而不是最大風(fēng)速時(shí)間段，更不是落沙坡的積沙時(shí)段。但是，當(dāng)風(fēng)速由最大逐漸下降時(shí)，迎風(fēng)坡同時(shí)也進(jìn)行著強(qiáng)烈的風(fēng)蝕和積沙過程，并形成一個(gè)由強(qiáng)風(fēng)蝕到弱風(fēng)蝕的轉(zhuǎn)變過程，并以風(fēng)蝕過程為主，而此時(shí)更有利于落沙坡的積沙過程，即當(dāng)風(fēng)速由最大逐漸下降時(shí)，攜沙量降低，并因落沙坡的渦流作用使沙粒集聚下落，導(dǎo)致落沙坡的積沙過程加強(qiáng)。

流動(dòng)沙丘頂部是連接落沙坡和迎風(fēng)坡的一個(gè)中間部位。從表2中看出，流動(dòng)沙丘頂部基本處于一種由弱風(fēng)蝕到積沙的過渡特征。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到起沙風(fēng)速時(shí)，沙丘頂部處于風(fēng)蝕過程，而隨著風(fēng)速的逐漸加大，風(fēng)沙流經(jīng)過迎風(fēng)坡時(shí)攜沙量增加，并由于落沙坡的渦流作用在沙丘頂部沉積沙粒，沙丘頂部也隨之處于積沙過程，當(dāng)風(fēng)速(15：00)達(dá)到最大時(shí)，沙丘頂部的積沙厚度達(dá)3 cm左右，以后隨著風(fēng)速由最大到逐漸降低，沙丘頂部進(jìn)行著強(qiáng)烈的積沙過程，積沙厚度可達(dá)8 cm左右，而當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)下降到臨近起沙風(fēng)速時(shí)，沙丘頂部又處在一個(gè)風(fēng)蝕過程，使前期的積沙被吹走，正是這個(gè)過程削弱了沙丘的高度，并在落沙坡堆積(圖1)?？梢姡鲃?dòng)沙丘頂部隨風(fēng)速的變化同時(shí)進(jìn)行著風(fēng)蝕和積沙過程，但這一過程與風(fēng)速的變化有密切的關(guān)系。也就是說，隨著風(fēng)速由低到高或由高到低的變化，在臨近起沙風(fēng)速的時(shí)間段，沙丘頂部是處于一種風(fēng)蝕過程，而當(dāng)風(fēng)速超過起沙風(fēng)速，并逐漸增大時(shí)，沙丘頂部是處于一種積沙過程。從沙丘頂部的這種變化特征看，我們可以推斷，即在起沙風(fēng)速時(shí)，沙丘頂部處于風(fēng)蝕過程，因此，從全年或更長時(shí)間看，當(dāng)一個(gè)大型流動(dòng)沙丘形成以后，沙丘的高度是相對穩(wěn)定的，盡管在短期內(nèi)有增高的過程，但增高的部位會因風(fēng)蝕作用而逐漸被削弱。

表2　研究區(qū)沙丘頂部風(fēng)蝕積沙過程和風(fēng)速變化關(guān)系

總之，從特定觀測日沙丘不同部位的風(fēng)蝕和積沙過程看，風(fēng)速是主要的影響因素，其中，迎風(fēng)坡基本處于風(fēng)蝕過程，落沙坡處于積沙過程，而沙丘頂部的變化則同時(shí)具有風(fēng)蝕和積沙過程，并且風(fēng)速變化過程是決定沙丘頂部風(fēng)蝕或積沙的主要因素。這和齊之堯[1]的研究結(jié)果基本一致，均表明沙丘頂部風(fēng)速最大，風(fēng)沙流的流線遇到沙丘的阻擋而發(fā)生變化，流線向上和兩翼密集的沙丘部位風(fēng)速較大，落沙坡因旋渦作用，風(fēng)速急劇下降。從風(fēng)蝕和堆積看，迎風(fēng)坡為風(fēng)蝕區(qū)，其它部位是堆積或以風(fēng)沙流的形式將沙粒輸移。

2.2　流動(dòng)沙丘風(fēng)蝕積沙特征的動(dòng)態(tài)變化

從年際間流動(dòng)沙丘不同部位風(fēng)蝕和積沙情況與風(fēng)速的關(guān)系看，隨著時(shí)間的延長，迎風(fēng)坡基本是處于一種持續(xù)的風(fēng)蝕狀態(tài)，年平均風(fēng)蝕深度30 cm左右。

從圖2可以看出，儀器設(shè)置后20個(gè)月內(nèi)，流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡始終處于持續(xù)的風(fēng)蝕過程，其變化曲線明顯呈下降趨勢，并在翌年6月風(fēng)蝕深度達(dá)到最大值，以后進(jìn)入植物生長季，并在反向風(fēng)的影響下迎風(fēng)坡風(fēng)蝕過程變緩。

從迎風(fēng)坡風(fēng)蝕深度變化來看(圖2)，4—11月迎風(fēng)坡處于風(fēng)蝕期，風(fēng)蝕深度從儀器設(shè)置初期(4月)月均值的4.37 cm發(fā)展到月均值22.92 cm(11月)，期間平均風(fēng)蝕深度月均值為15.72 cm。如果以5月風(fēng)蝕深度月均值(-10.78 cm)為基礎(chǔ)，到冬季12月，累計(jì)風(fēng)蝕深度月均值凈增加值為15.5 cm。而12月至翌年5月間是迎風(fēng)坡最嚴(yán)重的風(fēng)蝕時(shí)期，風(fēng)蝕深度從月均值(12月)26.3 cm發(fā)展到月均值74.48 cm，期間平均風(fēng)蝕深度月均值為52.77 cm。如果減去以前(11月)的風(fēng)蝕深度月均值變化值，12月至翌年5月間流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡凈風(fēng)蝕深度月均值約為29.85 cm。因此，在流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡如果不采取控制沙丘表面風(fēng)蝕的沙障固沙措施，很難保證生物固沙技術(shù)的實(shí)施效果，或者說，如果進(jìn)行無沙障措施造林(栽植深度55～60 cm)后，經(jīng)過1個(gè)冬季的風(fēng)蝕過程，成活的苗木根系基本裸露在地表，很難繼續(xù)保持成活生長狀態(tài)，說明在流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡進(jìn)行固沙造林時(shí)沙障是必需的技術(shù)措施。

圖2　研究區(qū)迎風(fēng)坡風(fēng)蝕深度月均值的變化

從落沙坡積沙深度月均值變化曲線看(圖3)，年季間流動(dòng)沙丘落沙坡基本是處于長期的積沙狀態(tài)，并隨著年際間時(shí)間的延長，落沙坡的積沙厚度也在持續(xù)的增加。也正是由于落沙坡的持續(xù)積沙，最終導(dǎo)致了沙丘的前移堆積。

儀器設(shè)置初期(11月)落沙坡積沙深度月均值為43.1 cm，到翌年1月份積沙深度月均值迅速增加到107.22 cm，以后積沙深度月均值緩慢增加，4月份月均值增加到129.84 cm，而后5—10月間，積沙深度月均值基本保持在171～185 cm之間，相對變化值14 cm左右，而此時(shí)段(5—10月)迎風(fēng)坡風(fēng)蝕深度變化在-10.78～-20.01 cm之間(圖2)，也相對平穩(wěn)，相對變化值10 cm左右。說明此時(shí)段內(nèi)由于反向風(fēng)的影響，流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡風(fēng)蝕、落沙坡積沙過程較弱。但是，進(jìn)入翌年12月份以后，落沙坡積沙深度月均值急劇增加到210 cm以上，并持續(xù)保持到下年度的5—6月，其積沙深度月均值達(dá)到了420 cm左右。如果以翌年12月積沙深度月均值(246.84 cm)為基礎(chǔ)，期間(翌年12月至下年6月)積沙深度月均值凈增加了139.5 cm，說明冬春季是落沙坡積沙強(qiáng)烈發(fā)生期，也是沙丘前移的主要時(shí)期[2]。進(jìn)入下年度的6月份以后，由于反向風(fēng)的作用或和因?yàn)槁渖称路e沙堆積下移，觀測點(diǎn)位置積沙深度從7月的400.82 cm降低到10月的317.07 cm，這個(gè)過程也將導(dǎo)致沙丘腳前移。而后11月積沙深度又一次增加到375.06 cm，進(jìn)入新一輪的周期變化。

圖3　研究區(qū)落沙坡積沙深度月均值的變化

從流動(dòng)沙丘頂部的積沙和風(fēng)蝕過程看(圖4)，儀器設(shè)置初期(11月至翌年4月)，流動(dòng)沙丘頂部基本處于積沙狀態(tài)，以后(翌年11月)則處于持續(xù)風(fēng)蝕過程，但是，到翌年11月后，在前期風(fēng)蝕基本上，流動(dòng)沙丘頂部又在進(jìn)行著積沙過程，并持續(xù)到第3年的4月份，以后再次持續(xù)進(jìn)行著風(fēng)蝕過程。所以，流動(dòng)沙丘頂部的積沙風(fēng)蝕基本特征是：每年11月至翌年4月流動(dòng)沙丘頂部進(jìn)行著積沙過程，每年4—11月流動(dòng)沙丘頂部則進(jìn)行著風(fēng)蝕過程。

圖4　研究區(qū)沙丘頂部風(fēng)蝕積沙深度月均值的變化

儀器設(shè)置初期(11月至翌年3月間)流動(dòng)沙丘頂平均積沙厚度變化值為17.79 cm，其中，最大值發(fā)生在翌年1—2月，平均積沙厚度變化值為27.4 cm。而翌年4月份以后，流動(dòng)沙丘頂持續(xù)發(fā)生著風(fēng)蝕過程，平均風(fēng)蝕深度變化值為27.3 cm，其中，最大值發(fā)生在翌年11月，風(fēng)蝕深度變化值為60.37 cm。此后，流動(dòng)沙丘頂再次進(jìn)入積沙過程，并形成新的變化周期。如果以翌年11月風(fēng)蝕深度變化值(60.37 cm)為基礎(chǔ)，翌年12月流動(dòng)沙丘頂積沙厚度變化值為9.81 cm，到第3年3月份流動(dòng)沙丘頂積沙厚度變化值增加到42.2 cm，期間的平均變化值為29.47 cm，這個(gè)變化值上年度變化周期(翌年4—11月)流動(dòng)沙丘頂平均風(fēng)蝕深度變化值(27.3 cm)非常接近，說明流動(dòng)沙丘頂部的積沙和風(fēng)蝕過程具有周期性變化特征，并能夠保持流動(dòng)沙丘頂部高度的變化基本穩(wěn)定。

3討 論

風(fēng)蝕積沙是風(fēng)沙流作用流動(dòng)沙地表面的一種自然過程。因此，研究探討風(fēng)沙流運(yùn)移規(guī)律不僅是防沙治沙的理論基礎(chǔ)，也是科學(xué)制定固沙技術(shù)措施的保證。而風(fēng)力、沙量和下墊面是影響風(fēng)沙流運(yùn)移的3個(gè)要素，其中，風(fēng)力是促進(jìn)或制約風(fēng)沙流流動(dòng)的動(dòng)力；沙量的多少直接影響著風(fēng)沙流的運(yùn)移程度；而下墊面對風(fēng)沙流的影響則變得十分復(fù)雜。所以，多數(shù)研究者側(cè)重在風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)及其下墊面的影響方面[3-6]，而很少定量定位開展流動(dòng)沙丘風(fēng)蝕積沙變化特征方面的研究。周曉斯等[7]利用大渦模擬(LES)方法研究了新月形沙丘背風(fēng)側(cè)流場特性，結(jié)果表明，背風(fēng)側(cè)回流區(qū)內(nèi)湍流強(qiáng)度總體上比回流區(qū)外大，回流區(qū)內(nèi)沙丘坡腳位置及重附點(diǎn)位置處湍流強(qiáng)度最大值出現(xiàn)在貼近地表附近；回流區(qū)中部湍流強(qiáng)度最大值出現(xiàn)在回流區(qū)頂部，隨沙丘高度的增加先增大后基本不變。而本研究測定結(jié)果表明，流動(dòng)沙丘落沙坡(即背風(fēng)側(cè))由于因旋渦作用，風(fēng)速急劇下降，并隨著起沙風(fēng)速逐漸增加其積沙過程顯著加強(qiáng)；同時(shí)，在沙丘頂部隨起沙風(fēng)速的變化進(jìn)行的積沙和風(fēng)蝕過程具有周期性變化，并保持沙丘高度的基本穩(wěn)定，即風(fēng)蝕發(fā)生期平均風(fēng)蝕深度變化值為27.3 cm，積沙發(fā)生期平均變化值為29.47 cm。此外，從流動(dòng)沙丘不同部位風(fēng)蝕積沙定量觀測數(shù)據(jù)的變化看，在每年的春季，落沙坡明顯處于積沙過程，迎風(fēng)坡則為風(fēng)蝕過程，而沙丘頂部也同樣在春季進(jìn)行著積沙過程(變化曲線升高)，但從每年最終的變化結(jié)果看沙丘頂部的高度一直在進(jìn)行著由高到低或由低到高的波動(dòng)過程，因此沙丘一旦形成后，其整體高度基本保持在一定的水平，而不是持續(xù)的增加或降低。流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡多年風(fēng)蝕深度的變化數(shù)據(jù)表明，迎風(fēng)坡表面在不斷的進(jìn)行著風(fēng)蝕，盡管每年都有一個(gè)較平穩(wěn)的時(shí)期，但第二年在此基礎(chǔ)上又進(jìn)一步風(fēng)蝕。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡年平均風(fēng)蝕深度30 cm左右，因此，在流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡如果進(jìn)行無沙障措施造林(栽植深度55～60 cm)后，經(jīng)過1個(gè)冬季的風(fēng)蝕過程，成活的苗木根系基本裸露在地表，很難繼續(xù)保持成活生長狀態(tài)。如果采用80～100 cm沙柳插條[8]，甚至120 cm沙柳插條[9]的深栽造林技術(shù)則能夠取得非常好的固沙造林效果。同樣，在落沙坡則每年都在前一年積沙的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行著同樣的積沙過程，這一過程的原因一是沙丘頂部的積沙，導(dǎo)致沙丘脊線前移，使積沙不斷埋在觀測儀器上(儀器的觀測點(diǎn)是不變的)，另一原因是在落沙坡中的積沙不斷進(jìn)行著下移的堆積過程，導(dǎo)致儀器被沙埋，同時(shí)促進(jìn)沙丘腳的前移，表現(xiàn)為沙丘的整體前移。從多年的積沙結(jié)果來看落沙坡主要是進(jìn)行著持續(xù)的積沙過程。

4結(jié) 論

(1) 風(fēng)速對流動(dòng)沙丘不同部位風(fēng)蝕積沙特征變化具有重要影響。在落沙坡隨著起沙風(fēng)速逐漸增加其積沙過程顯著加強(qiáng)，并在起沙風(fēng)速下降時(shí)形成一個(gè)強(qiáng)烈的積沙時(shí)段。而迎風(fēng)坡在起沙風(fēng)速時(shí)處于最大的風(fēng)蝕狀態(tài)，并形成一個(gè)由強(qiáng)風(fēng)蝕到弱風(fēng)蝕的轉(zhuǎn)變過程，但仍以風(fēng)蝕過程為主。流動(dòng)沙丘頂部在臨近起沙風(fēng)速時(shí)處于風(fēng)蝕過程，而當(dāng)風(fēng)速超過起沙風(fēng)速并逐漸增大時(shí)，沙丘頂部是處于積沙過程，當(dāng)風(fēng)速由最大到逐漸降低，沙丘頂部進(jìn)行著強(qiáng)烈的積沙過程，而當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)下降到臨近起沙風(fēng)速時(shí)，沙丘頂部又處在一個(gè)風(fēng)蝕過程。

(2) 流動(dòng)沙丘不同部位風(fēng)蝕積沙程度存在明顯差異。流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡始終處于持續(xù)的風(fēng)蝕過程，其中，12月至翌年5月間凈風(fēng)蝕深度月均值約為29.85 cm。落沙坡基本是處于長期的積沙狀態(tài)，并且在12月至翌6月間積沙深度月均值凈增加139.5 cm，說明冬春季是落沙坡積沙強(qiáng)烈發(fā)生期，也是沙丘前移的主要時(shí)期。

(3) 流動(dòng)沙丘頂部的積沙和風(fēng)蝕過程具有周期性變化特征，即每年3—11月為風(fēng)蝕發(fā)生期，平均風(fēng)蝕深度變化值為27.3 cm；12月至翌年3月為積沙發(fā)生期，平均變化值為29.47 cm。

[參考文獻(xiàn)]

[1]馬玉明,姚洪林,王林和,等.風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)學(xué)[M].內(nèi)蒙古 呼和浩特：遠(yuǎn)方出版社,2004.

[2]馬玉明,姚洪林.光電子集沙儀對毛烏素沙地沙丘蝕積過程的觀測[J].中國沙漠,2001,21(10):68-72.

[3]王翔宇,樸東均,丁國棟,等.流動(dòng)沙丘風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的定量研究[J].水土保持研究,2008,15(2):36-40.

[4]徐軍,章堯想,郝玉光,等.烏蘭布和沙漠流動(dòng)沙丘風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的定量研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2013,29(19):62-66.

[5]張登山,石昊,魏殿生,等.青海湖湖東人工治理沙丘風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征[J].林業(yè)科學(xué),2012,48(10):13-18.

[6]劉明義,戴全厚,張黎輝,等.沙地土壤風(fēng)蝕動(dòng)力因子分析[J].中國水土保持,2000(7)：28-30.

[7]周曉斯,王元,李志強(qiáng).小尺度新月形沙丘背風(fēng)側(cè)流場特性的大渦模擬分析[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào),2013,47(7):114-119.

[8]張?zhí)煊?任宏斌,李培貴,等.流動(dòng)沙丘迎風(fēng)坡沙柳深栽造林技術(shù)研究[J].寧夏農(nóng)林科技，2006,47(6): 25-26.

[9]徐麗.庫布齊沙漠沙柳扦插技術(shù)研究[D].內(nèi)蒙古 呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

Characteristics of Wind Erosion and Accumulated Sand in Different Positions of Mobile Dune

YAN Deren, YAO Honglin, HU Xiaolong

(InnerMongoliaAcademyofForestryScience,Hohhot,InnerMongolia010010,China)

Abstract：[Objective] Exploration and utilizaton Study on the law of wind erosion and accumulated sand in different parts of mobile dune can provide the support for sand fixation technical measures on the desert combat.[Methods] Three instruments of photoelectron snow retention depth-sounder were set up in the typical crescent dune to determinate the wind erosion and accumulated sand process in different positions of mobile dune.[Results] The accumulated sand depth ranged form 1 cm to 12 cm gradually on sand falling slopes with the change of sand-driving wind velocity under the certain wind velocity scope. And the strong sand deposition process was observed when sand-driving wind velocity declined. Windward slope erosion was in the largest state at the sand-driving wind velocity. And the transition process from strong to weak wind erosion formed with the change of sand-driving wind velocity. The top of the dune was erosion process at the near sand-driving wind velocity. And accumulated sand process was found at the top of the dune with the gradual increase of sand-driving wind velocity. In addition， the monthly mean of net wind erosion depth on windward slope of mobile dune was 29.85 cm from December to next May. The monthly mean net increase of accumulated sand depth on the sand falling slope of mobile dune was 139.5 cm from December to next June. But the erosion occurrence at the top of the dune was found from March to November， and the change value of the average erosion depth was 27.3 cm. The accumulated sand occurrence was found at the top of dune from November to next March， and the change value of the average accumulated sand depth was 29.47 cm.[Conclusion] Wind velocity has the important influence on wind erosion and deposition characteristic change in different positions of mobile dune， and wind erosion and accumulating sand were obvious difference in different parts of mobile dune.

Keywords:mobile dune; wind erosion and accumulated sand; sand-driving wind velocity; dynamic changes

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1000-288X(2015)04-0288-05

中圖分類號：P931.3， S157.1

收稿日期：2014-05-19修回日期：2014-06-12

資助項(xiàng)目：國家“十二五”科技支撐課題“渾善達(dá)克沙地治理與近自然植被修復(fù)技術(shù)集成與示范”(2012BAD16B0204)

第一作者：閆德仁(1962—),男(漢族),內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市人,博士,研究員,主要從事沙漠治理研究。E-mail:nmglkyydr@163.com。