郭樹(shù)江 楊自輝,3 王強(qiáng)強(qiáng) 王多澤 王 飛 樊寶麗 張逸君 李易珺 安富博

(1.甘肅省治沙研究所 蘭州 730070； 2.甘肅民勤荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀(guān)測(cè)研究站 民勤 733300； 3.甘肅省荒漠化與風(fēng)沙災(zāi)害防治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(培育基地) 武威 733000)

青土湖屬于石羊河流域的尾閭湖泊，據(jù)史料記載，水域面積曾超過(guò)400 km2，在1959年完全干涸，濕地植被演化為鹽堿化荒漠(趙強(qiáng)等， 2003； 2004)。干涸湖床常年處于裸露狀態(tài)，在風(fēng)力作用下，細(xì)小的鹽堿粉塵被卷入空氣中，成為沙塵暴和浮塵天氣的起塵源，造成的鹽堿風(fēng)沙危害非常嚴(yán)重(王曉峰， 2004)。2010年隨石羊河上游來(lái)水量增加，干涸51年之久的青土湖(馮繩武， 1963)人工濕地逐步形成，雖然對(duì)調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、維持沙漠生態(tài)環(huán)境、保護(hù)生物多樣性、減小鹽堿沙塵的環(huán)境污染、促進(jìn)沙區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民生活質(zhì)量起到了重要作用，但由于上游來(lái)水量有限、蒸發(fā)強(qiáng)烈、入滲補(bǔ)給地下水等因素，湖底仍有部分區(qū)域常年處于裸露狀態(tài)，鹽堿風(fēng)沙危害依然嚴(yán)重。

國(guó)際上關(guān)于干涸湖底風(fēng)蝕及鹽塵擴(kuò)散的研究主要集中在北美和中亞，科學(xué)家對(duì)干涸湖底水鹽運(yùn)動(dòng)特征(Reynoldsetal.， 2007)、風(fēng)蝕起塵的觸發(fā)機(jī)制(Shaoetal.，1993； Cahilletal.，1996)、 影響因子(Houseretal.， 2001； Langstonetal.， 2005)、鹽塵的氣候與環(huán)境效應(yīng)(Grantzetal.， 2003) 等進(jìn)行了較深入探討。國(guó)內(nèi)關(guān)于干涸湖底鹽堿沙塵的研究主要集中在新疆艾比湖，學(xué)者們對(duì)干涸湖底風(fēng)蝕特征、沉積通量、物質(zhì)組成、鹽塵的釋放、輸送過(guò)程等開(kāi)展了相關(guān)研究(劉東偉等， 2014； Muetal.， 2002； 吉力力·阿不都外力， 2009)。

風(fēng)沙流作為風(fēng)沙物理學(xué)研究的核心內(nèi)容，也是風(fēng)沙地貌、沙漠化、風(fēng)沙工程的基礎(chǔ)理論之一，在整個(gè)風(fēng)沙學(xué)科中占有極重要地位(龔家棟等， 2002)。目前對(duì)風(fēng)沙流的研究方法包括風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、理論計(jì)算、數(shù)值模擬和野外觀(guān)測(cè)(李清河等， 2003； 王自龍等， 2009； Valnce等， 2015； 毛東雷等，2014； 王翠等， 2014； 屈建軍等， 2012； 杜鶴強(qiáng)等， 2012)。干涸湖底鹽堿沙塵粒徑較小、質(zhì)量輕，在強(qiáng)風(fēng)作用下更易形成風(fēng)沙流，而對(duì)干涸湖底鹽堿沙地風(fēng)沙流輸沙通量特征的相關(guān)研究報(bào)道較少。目前防治沙害、改善沙區(qū)環(huán)境的根本措施還在于抑制或消弱風(fēng)沙流強(qiáng)度，只有準(zhǔn)確確定風(fēng)沙流輸沙通量才能制定關(guān)于湖底風(fēng)沙災(zāi)害防治的有效措施，使治理工作事半功倍。因此本研究以青土湖干涸湖底為對(duì)象，選擇典型風(fēng)沙區(qū)不同下墊面開(kāi)展風(fēng)沙流輸沙通量觀(guān)測(cè)，分析風(fēng)沙流輸沙通量空間差異性及風(fēng)沙流顆粒物粒徑分布特征，以期揭示湖底鹽堿沉積物風(fēng)沙流輸沙通量特征，為湖底鹽堿化荒漠的有效治理提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)為甘肅省民勤縣城東北處、石羊河流域下游的青土湖(103°31′—103°40′ E，39°04′—39°12′ N)，海拔1 292～1 310 m。區(qū)內(nèi)年均氣溫7.8 ℃，大于10 ℃年有效積溫3 289.1 ℃； 多年平均降水量110 mm，降水集中于7—9月，占全年降水量的73%； 年蒸發(fā)量2 600 mm以上； 全年無(wú)霜期168天，光照3 181 h，太陽(yáng)輻射630 kJ·cm-2； 全年盛行西北風(fēng)，害風(fēng)主要為西北風(fēng)，風(fēng)力強(qiáng)勁，年均風(fēng)速4.1 m·s-1； 屬典型溫帶大陸性干旱荒漠氣候。區(qū)域地形地貌為湖相沉積基質(zhì)上相互交錯(cuò)分布的流動(dòng)、半固定、固定沙丘和丘間低地，沙丘高度3～10 m。地帶性土壤為灰棕漠土，非地帶性土壤為草甸沼澤土和風(fēng)沙土。植被類(lèi)型為典型的荒漠植被，主要植被類(lèi)型為白刺(Nitrariatangutorum) 灌叢、人工梭梭(Haloxylonammodendron)林和蘆葦(Phragmitesaustralis) 群落。白刺沙堆呈斑塊狀分布，面積相對(duì)較大； 蘆葦群落主要分布在地下水位較淺的區(qū)域。主要伴生灌木有黑果枸杞(Lyciumruthenicum)和鹽爪爪(Kalidiumfoliatum)。草本植物有豬毛菜(Salsolacollina)、駝蹄瓣(Zygophyllumfabago)、戟葉鵝絨藤(Cynanchumsibiricum)、沙蓬(Agriophyllumsquarrosum)、砂藍(lán)刺頭(Echinopsgmelinii)和碟果蟲(chóng)實(shí)(Corispermumpatelliforme)等。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置與調(diào)查

自2010年青土湖上游來(lái)水量增加，湖底人工濕地逐漸形成，本研究?jī)H涉及湖底風(fēng)沙區(qū)，未觀(guān)測(cè)人工濕地區(qū)。通過(guò)對(duì)湖底風(fēng)沙區(qū)調(diào)查，湖底不同植被群落呈片狀集中分布，主要分布有天然白刺灌叢、人工梭梭林和天然鹽爪爪群落，各群落灌木植物優(yōu)勢(shì)種差異明顯。將研究區(qū)分為9類(lèi)下墊面： 流動(dòng)白刺灌叢(a，沙包及丘間地，無(wú)結(jié)皮)、半固定白刺灌叢(b，沙包迎風(fēng)坡及丘間地部分被結(jié)皮覆蓋)、固定白刺灌叢(c，丘間地和沙包，完全被鹽結(jié)皮覆蓋)、穩(wěn)定白刺灌叢(d，位于濕地區(qū)下風(fēng)向，無(wú)沙源補(bǔ)充，丘間地和沙包，表層砂粒較粗，沙包表面結(jié)皮覆蓋少)、流動(dòng)沙地梭梭林(e)、鹽堿沙地梭梭林(f，湖底沉積沙栽植的人工梭梭林)、湖底鹽爪爪群落(g，接近湖的中心，干涸后天然植被自然演替形成)、荒地鹽爪爪群落(h，位于湖的邊緣，水面萎縮后曾從事過(guò)農(nóng)耕活動(dòng)，之后撂荒)和湖底灘地(i)。在每類(lèi)下墊面中間位置設(shè)置1塊(面積約3萬(wàn)m2)樣地(表1)，在每塊樣地內(nèi)選擇地勢(shì)平坦、四周無(wú)明顯遮擋物的位置，安裝風(fēng)沙流流量計(jì)2套，每月采集1次沙塵樣品(2019年1月3日至2019年7月15日)。在每塊樣地中心沿主風(fēng)向每隔100 m設(shè)置1個(gè)10 m×10 m的植被監(jiān)測(cè)樣方，每塊樣地設(shè)3個(gè)，共設(shè)置樣方27個(gè)，調(diào)查群落的植物種類(lèi)、數(shù)量、株高和冠幅，并計(jì)算各種植物蓋度，同時(shí)測(cè)定并記錄各樣地經(jīng)緯度等。

2.2 風(fēng)沙流輸沙通量觀(guān)測(cè)

風(fēng)沙流輸沙通量是指在設(shè)定的時(shí)間段通過(guò)研究斷面的總沙粒量，這個(gè)指標(biāo)對(duì)風(fēng)沙危害評(píng)價(jià)非常重要，它主要受沙粒粒徑、風(fēng)力大小、地表性質(zhì)、土壤含水率、植被覆蓋度等因素的影響(韓致文等， 2012)。本研究中測(cè)定風(fēng)沙流輸沙通量時(shí)，利用甘肅民勤荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀(guān)測(cè)研究站(后面簡(jiǎn)稱(chēng)民勤站)研制的“風(fēng)沙流流量計(jì)”(專(zhuān)利號(hào)： ZL2006110105285.0)，其為風(fēng)向跟蹤式輸沙總量型風(fēng)沙流收集儀，進(jìn)沙口高度50 cm，寬度0.5 cm，可收集近地表0～50 cm高度內(nèi)的風(fēng)沙流輸沙通量。本研究中不同下墊面地表輸沙通量是通過(guò)對(duì)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出的1 m(寬度)×50 cm(高度)斷面上的通過(guò)沙量。2018年12月5日布設(shè)風(fēng)沙流流量計(jì)，分別在2019年的1月3日、2月27日、3月19日、4月16日、5月15日、6月15日和7月15日采集沙樣，然后105 ℃下烘12 h稱(chēng)干質(zhì)量，并對(duì)采集樣品用英國(guó)馬爾文MS2000激光粒度儀測(cè)試粒徑。風(fēng)速數(shù)據(jù)來(lái)自民勤站建在湖底的氣象觀(guān)測(cè)系統(tǒng)，為10 m高處的風(fēng)速(m·s-1)，數(shù)據(jù)采集頻率為每分鐘1次。民勤地區(qū)的起沙風(fēng)速(郭學(xué)斌等， 2006)為5.0 m·s-1(民勤治沙綜合試驗(yàn)站， 1975)，因此本研究對(duì)≥5.0 m·s-1的風(fēng)速與輸沙通量進(jìn)行相關(guān)性分析。

2.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel軟件統(tǒng)計(jì)野外調(diào)查收集的植被數(shù)據(jù)和風(fēng)沙流輸沙量，計(jì)算植被蓋度和不同時(shí)間段內(nèi)每種下墊面在1 m寬度、50 cm高度斷面上通過(guò)的風(fēng)沙流輸沙通量。用SPSS17.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 地面風(fēng)沙流輸沙通量的空間差異

2018年12月5日至2019年7月15日，分7次監(jiān)測(cè)了湖底9種下墊面地表風(fēng)沙流輸沙通量(圖1)。分析表明： 9種下墊面不同時(shí)間段地表1 m寬度、50 cm高度斷面風(fēng)沙流輸沙通量的變化規(guī)律較明顯。在2019年4月16日至6月15日，9種下墊面的輸沙通量較大，從大到小依次為湖底灘地i、湖底鹽爪爪群落g、流動(dòng)白刺灌叢a、鹽堿沙地梭梭林f、荒地鹽爪爪群落h、流動(dòng)沙地梭梭林e、半固定白刺灌叢b、穩(wěn)定白刺灌叢d和固定白刺灌叢c(圖1)。2019年1月3日至2019年7月15日流動(dòng)白刺灌叢a、半固定白刺灌叢b、固定白刺灌叢c、穩(wěn)定白刺灌叢d的平均輸沙通量依次為325.94、36.51、0.59和2.48 kg·m-1，流動(dòng)白刺灌叢a的風(fēng)沙流輸沙通量是半固定白刺灌叢b的8.93倍、固定白刺灌叢c的552.44倍、穩(wěn)定白刺灌叢d的131.43倍。每次監(jiān)測(cè)的鹽堿沙地梭梭林f風(fēng)沙流輸沙通量大于流動(dòng)沙地梭梭林e，它們平均為59.69和8.08 kg·m-1，前者是后者的7.39倍。湖底鹽爪爪群落g的平均風(fēng)沙流輸沙通量為341.17 kg·m-1，高于荒地鹽爪爪群落h的81.97 kg·m-1，二者均較大，前者是后者的4.16倍。流動(dòng)白刺灌叢c、湖底鹽爪爪群落g、湖底灘地i的輸沙通量顯著高于其他6種類(lèi)型(圖2)，且7次監(jiān)測(cè)的大小關(guān)系基本一致。

表1 樣地基本情況Tab.1 Basic situation of sample plots

圖1 湖底不同下墊面地表1 m(寬)×50 cm(高)斷面上風(fēng)沙流輸沙通量變化特征Fig.1 Variation characteristics of sediment transport flux of wind-sand flow at 1 m(width) × 50 cm(height) section on different underlying surfaces of lake bottom

湖底灌木層植被蓋度與平均輸沙通量分布特征(圖2)表明，風(fēng)沙流輸沙通量較大的湖底灘地i、湖底鹽爪爪群落g和流動(dòng)白刺灌叢a。灌木層蓋度均很小。在湖底灘地零星分布白刺灌叢沙包，伴生1年生草本阿拉善堿蓬(Suaedaprzewalskii)，灌木層植被蓋度在9種下墊面中最小，僅為0.04%，且上風(fēng)向1 km外分布有流動(dòng)沙丘，沙源充足，因此平均輸沙通量最大； 而湖底鹽爪爪群落g，地表處于流動(dòng)狀態(tài)且起伏較大，植物種單一，灌木層植被蓋度低，僅為4.32%，上風(fēng)向分布流動(dòng)沙丘，有沙源，輸沙通量次之； 流動(dòng)白刺灌叢a下墊面的灌木層植被蓋度為5.52%，沙包處于完全流動(dòng)狀態(tài)，灌叢丘間地地表風(fēng)沙流輸沙通量較大。

圖2 湖底不同立地條件下地面1 m(寬)×50 cm(高)斷面上風(fēng)沙流平均輸沙量分布特征Fig.2 Distribution characteristics of average sediment transport flux of wind-sand flow at 1m(width) × 50 cm(height) section on different underlying surfaces of lake bottom

3.2 地面風(fēng)沙流輸沙通量與風(fēng)速關(guān)系

分析不同下墊面的風(fēng)沙流輸沙通量與大于5.0 m·s-1風(fēng)速(v)的關(guān)系(圖3)表明，9種下墊面的風(fēng)沙流輸沙通量均隨風(fēng)速增加而增大，且符合指數(shù)函數(shù)關(guān)系，擬合函數(shù)及相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，其中鹽堿沙地梭梭林、湖底鹽爪爪群落與風(fēng)速極顯著相關(guān)(P<0.01),固定白刺灌叢相關(guān)性不顯著，其他6種下墊面均顯著正相關(guān)(P<0.05)。

圖3 不同下墊面地表1 m(寬)×50 cm(高)斷面上風(fēng)沙流輸沙通量與風(fēng)速的關(guān)系Fig.3 Relationship between sediment transport flux and wind speed at 1 m(width) × 50 cm(height) section on different underlying surfaces

表2 不同下墊面地表1 m(寬)×50 cm(高)斷面上風(fēng)沙流輸沙通量與風(fēng)速的擬合函數(shù)①Tab.2 Fitting function of sediment transport flux and wind speed at 1 m(width) × 50 cm(height) section on different underlying surfaces

3.3 地面風(fēng)沙流顆粒物粒徑特征

分析風(fēng)沙流顆粒物的粒度，可進(jìn)一步了解風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)及風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)規(guī)律(李凱崇等， 2011)。圖4表明，風(fēng)沙流顆粒物以細(xì)砂粒為主(平均體積百分含量達(dá)90.1%),其他各粒級(jí)體積百分含量存在下墊面類(lèi)型差異。粗砂粒含量較多的為湖底灘地(18.00%)、穩(wěn)定白刺灌叢(11.5%)、流動(dòng)沙地梭梭林(9.66%)、湖底鹽爪爪群落(8.4%)和流動(dòng)白刺灌叢(6.1%)，而荒地鹽爪爪群落的粗砂粒含量為0。粉粒和黏粒累計(jì)含量較高的有固定白刺灌叢(14.7%)、荒地鹽爪爪群落(6.9%)和半固定白刺灌叢(4.6%)，而流動(dòng)沙地梭梭林、湖底鹽爪爪群落的粉粒和黏粒含量為0。湖底9類(lèi)下墊面的風(fēng)沙流顆粒物平均粒徑最大的為湖底灘地(197.84 μm)，其次是流動(dòng)沙地梭梭林(167.39 μm)、湖底鹽爪爪(162.54 μm)、穩(wěn)定白刺灌叢(162.48 μm)和流動(dòng)白刺灌叢(150.07 μm)； 而荒地鹽爪爪、固定白刺灌叢的平均粒徑較小于其他下墊面，分別為99.62和103.13 μm。

圖4 湖底不同下墊面地表50 cm高度范圍風(fēng)沙流顆粒粒徑分布特征Fig.4 Particle size distribution characteristics of wind-sand flow at 1 m(width) × 50 cm(height) section on the different underlying surfaces of lake bottom

4 討論

在相同風(fēng)速下，風(fēng)沙流輸沙通量大小的決定性因素主要包括植被蓋度、沙源豐富程度和地表穩(wěn)定性等。本研究表明，灌木層植被發(fā)揮著重要的防風(fēng)固沙效能，隨著灌木層蓋度增加風(fēng)沙流輸沙通量顯著降低。這與韓旭嬌等(2019)、汪季等(2005)、余沛東等(2019)、董治寶等(1996)和邢恩德等(2015)在相同風(fēng)速下植被蓋度是影響風(fēng)沙流輸沙量重要因素的結(jié)論一致。在9種下墊面中，湖底灘地、湖底鹽爪爪群落和流動(dòng)白刺灌叢的平均輸沙通量較大，是因上風(fēng)向有豐富沙源，且植被稀少，白刺灌叢表層處于流動(dòng)狀態(tài)。而流動(dòng)沙地梭梭林、固定白刺灌叢和穩(wěn)定白刺灌叢的輸沙通量較小，其中流動(dòng)沙地梭梭林為風(fēng)沙土，含鹽量低，在降雨多的年份能生長(zhǎng)一年生草本植物，從而有效減少了風(fēng)沙流輸沙通量，而穩(wěn)定白刺灌叢位于濕地下風(fēng)向，主風(fēng)向沒(méi)有充足沙源，固定白刺灌叢地表形成了結(jié)實(shí)的鹽結(jié)皮，且植被蓋度高、種類(lèi)豐富，風(fēng)沙流輸沙通量很小。

湖底9種下墊面的風(fēng)沙流輸沙通量與大于5.0 m·s-1風(fēng)速均呈正相關(guān)，擬合曲線(xiàn)遵循指數(shù)關(guān)系，說(shuō)明隨著風(fēng)速增大和能量增加，氣流搬運(yùn)的沙量會(huì)快速增大，這個(gè)結(jié)果與賀大良(1993)研究的0～10 cm高度輸沙通量與風(fēng)速呈冪函數(shù)關(guān)系不一致，而與徐軍等(2013)研究的烏蘭布和沙漠0～40 cm高度輸沙通量與風(fēng)速呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系的結(jié)果一致。風(fēng)速與輸沙通量的函數(shù)關(guān)系因風(fēng)速大小、輸沙通量監(jiān)測(cè)高度范圍不同而有差異。本研究中不同下墊面的輸沙通量受風(fēng)速影響不同，鹽堿沙地梭梭林、湖底鹽爪爪群落受風(fēng)速影響較大，而固定白刺灌叢受風(fēng)速影響較小。

干旱區(qū)干涸湖底作為一種新的風(fēng)蝕塵源，受到越來(lái)越多關(guān)注，阿布拉·吐合提等(2020)分析了中亞咸海干涸湖床粉塵擴(kuò)散的時(shí)空變異，結(jié)果表明粉塵擴(kuò)散有季節(jié)分異，春冬季擴(kuò)散范圍和密度最大。吉力力·阿不都外力等(2009)通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)M了艾比湖干涸湖底不同地表類(lèi)型的風(fēng)蝕強(qiáng)度和粉塵釋放通量，結(jié)果表明干涸湖底風(fēng)積物、湖相沙、粉狀鹽漠、鹽堿土是主要風(fēng)蝕塵源。葛擁曉等(2013)對(duì)艾比湖干涸湖底6種景觀(guān)類(lèi)型不同深度富鹽沉積物粒徑的分形特征進(jìn)行了研究，表明淤泥-黏土混合物和粉狀鹽漠的臨界啟動(dòng)風(fēng)速最低，硬質(zhì)鹽殼的臨界啟動(dòng)風(fēng)速最大； 風(fēng)蝕過(guò)程中的顆粒初始運(yùn)動(dòng)主要集中在 0～10 cm 高度范圍內(nèi)，以近地面躍移為主，風(fēng)積物、湖相沉積物和粉狀鹽漠的輸移通量最大。本研究分析表明，地表1 m(寬)×50 cm(高)斷面上風(fēng)沙流輸沙通量在4、5、6月較高，存在季節(jié)性分布，主要發(fā)生在春末夏初，這與青土湖湖底風(fēng)速呈明顯季節(jié)性變化且年內(nèi)較大風(fēng)速分布在4—6月(郭樹(shù)江等， 2016)有密切關(guān)系。其次，研究區(qū)降水甚少，植被稀疏，春季地表異常干燥松散，抗風(fēng)蝕能力很弱，在較大風(fēng)力下地表容易形成風(fēng)沙流。湖底灘地、湖底鹽爪爪群落、流動(dòng)白刺灌叢這3種下墊面的地表輸沙通量較大，這是因?yàn)楹}爪爪群落和流動(dòng)白刺灌叢的下墊面為湖底風(fēng)積沙而湖底灘地為湖相沉積物，地表形成鹽結(jié)皮，灌木層蓋度僅0.04%，且上風(fēng)向沙源充足，使地表輸沙通量最大。

本研究中湖底9種下墊面的風(fēng)沙流粒徑組成以細(xì)砂粒為主。楊興華等(2011)研究的塔克拉瑪干沙漠腹地風(fēng)沙流粒徑組成中的細(xì)砂、極細(xì)砂和粉砂含量合計(jì)占97%以上；周穎等(2016)在古爾班通古特沙漠的研究表明，0～40 cm風(fēng)沙流粒徑組成中的細(xì)砂含量為60%～90%； 劉芳等(2014)研究表明烏蘭布和沙漠東北緣的流動(dòng)沙丘、半固定、固定沙丘在地表0～100 cm高度風(fēng)沙流的細(xì)砂和極細(xì)砂含量之和分別為74.1%、80.6%和86.9%； 毛東雷等(2015)研究表明策勒過(guò)渡帶及綠洲邊緣的風(fēng)蝕沙粒也以極細(xì)砂和細(xì)砂為主。以上研究表明我國(guó)不同沙漠、沙地的地表風(fēng)沙流輸沙的粒徑組成均以細(xì)砂為主。由于觀(guān)測(cè)高度不同，不同區(qū)域風(fēng)沙流的細(xì)砂粒含量存在差異，本研究的干涸湖底風(fēng)沙流的細(xì)砂含量略高于前人在沙漠區(qū)的研究結(jié)果。

在湖底9種下墊面中，湖底灘地、流動(dòng)沙地梭梭林和湖底鹽爪爪群落的風(fēng)沙流顆粒平均粒徑較大，主要是因上風(fēng)向?yàn)榘偷ぜ稚衬?，部分流沙在西北風(fēng)作用下翻越雅布賴(lài)山，在青土湖湖床形成積沙帶，沙源不完全為湖底沉積物。穩(wěn)定白刺灌叢、流動(dòng)白刺灌叢和半固定白刺灌叢風(fēng)沙流顆粒物的粒徑次之，這3種下墊面均為白刺灌叢，沙包高度1～2 m，地表粉粒和黏粒在風(fēng)力作用下堆積在沙包表面或在空中輸運(yùn)至下風(fēng)向，而在灌叢丘間地表運(yùn)動(dòng)的多為沙包上風(fēng)向較粗的沉積顆粒。鹽堿沙地梭梭林和荒地鹽爪爪群落的地勢(shì)較平坦，均為湖底沉積物，粉粒、黏粒在地表運(yùn)動(dòng)較活躍，堆積量較小， 而固定白刺灌叢的植被蓋度高，地表形成鹽結(jié)皮，風(fēng)沙流顆粒中有部分為上風(fēng)向遠(yuǎn)距離輸來(lái)的粉粒和黏粒，因此這3種下墊面的風(fēng)沙流顆粒物的粒徑相對(duì)較小。

5 結(jié)論

風(fēng)速、沙源豐富程度、下墊面植被覆蓋度和地表狀態(tài)是影響地表風(fēng)沙流輸沙通量的重要因素。本研究在青土湖干涸湖底觀(guān)測(cè)了9種下墊面地表1 m(寬)×50 cm(高)斷面上的風(fēng)沙流輸沙通量。處于湖底風(fēng)沙活動(dòng)較頻繁區(qū)域的湖底灘地、湖底鹽爪爪群落和流動(dòng)白刺灌叢的輸沙通量分別為401.17、341.17和325.94 kg·m-1。湖底灘地和湖底鹽爪爪群落的地表土壤顆粒物粒徑較大，平均值分別為197.84和162.54 μm，要積極采取措施控制上風(fēng)向沙源； 流動(dòng)白刺灌叢不但有較大的輸沙通量，而且風(fēng)沙流中的細(xì)砂含量(93.8%)高于以上2種類(lèi)型，但平均粒徑(150.07 μm)小于以上2種類(lèi)型，應(yīng)在丘間地栽植耐鹽堿灌木，提高植被蓋度，降低風(fēng)速，使灌叢沙包逐漸形成結(jié)皮和趨于穩(wěn)定。對(duì)表層沙粒處于流動(dòng)狀態(tài)的荒地鹽爪爪群落，輸沙通量為81.97 kg·m-1，雖遠(yuǎn)低于以上3種類(lèi)型，但風(fēng)沙流顆粒物的平均粒徑僅為99.62 μm，在9種類(lèi)型中最小，且粉粒含量較高，在強(qiáng)風(fēng)作用下細(xì)小的顆粒物被吹起后飄浮在空氣中，增加空氣中氣溶膠含量，污染大氣環(huán)境，應(yīng)積極采取生物措施，栽植耐鹽堿的固沙灌木進(jìn)行治理。流動(dòng)沙地梭梭林的土壤為外源風(fēng)沙土，含鹽量低，可生長(zhǎng)1年生草本，穩(wěn)定白刺灌叢、固定白刺灌叢的地表形成了結(jié)皮且植被蓋度高，因此這3種類(lèi)型的輸沙通量較小，可采取封禁保護(hù)，讓其自然恢復(fù)。