新疆艾比湖周边白刺沙堆特征及空间格局研究

【摘要】： 艾比湖位于北疆西部的博尔塔拉蒙古自治州境内,三面环山,东部与古尔班通古特沙漠相连,西北部处在阿拉山口的下风向处。由于地处欧亚大陆腹地的中纬度地区,远离海洋,艾比湖周边气候十分干燥,属典型的温带干旱大陆性气候。 白刺也叫泡泡刺,是白刺属(Nitraria L.)的一种,主要分布在艾比湖周边的戈壁、山前平原和沙砾质沙地上。该种耐旱、耐盐碱、耐沙埋,自然状态下常以灌丛沙堆形式存在,具有明显的固沙、阻风效用。 白刺沙堆是艾比湖流域常见的风积地貌类型,其发育主要受风力、沙源和本身生态学特性的影响。白刺沙堆的发展、演变及白刺沙堆的生物生态学特征在表征风沙地貌过程、区域环境演变、土地覆盖变化等方面具有独特作用。本文以新疆艾比湖周边白刺沙堆为主要研究对象,运用风沙地貌学的方法,在野外考察和实地测量的基础上,采用SPSS12.0、ARCGIS等软件结合沙堆表层沉积物的粒度实验等测试分析手段,研究艾比湖周边白刺沙堆的形态特征、表层粒度特征及空间分布格局。本研究希望可以与其他研究结果有所对比和补充,这对丰富我国风沙地貌学的内容,预测研究区环境演变、土地沙漠化发展趋势、确保绿洲生态安全具有重要意义。通过研究,本文获得基本结论如下: (1)艾比湖周边白刺沙堆的长轴平均长度介于4.5-7 m之间,短轴平均长度介于3-5.5m之间,沙堆平均高度介于0.5-1m之间。沙堆高度与长轴、短轴和迎风坡坡长之间表现出显著相关性。其中,沙堆高度与短轴的关系最为密切;此外,长轴、短轴、迎风坡坡长和背风坡坡长之间也具有显著相关性,尤其是长轴长度和背风坡坡长,短轴长度和迎风坡坡长具有高度相关性。 (2)通过野外考察和测量发现,风力、沙源和植物是影响白刺沙堆发育的主要因素。例如,在风力很大、沙源不足的区域,沙堆形态低矮;在沙源充足、风力适度的区域,沙堆高大浑圆。此外,盐分、地下水、地势起伏也影响沙堆的生长和形态。在地下水位较浅处,但地形较高,脱盐作用显著时,白刺沙堆发育较好。在地形较低处,积盐现象显著,在一定程度上则限制了白刺沙堆的发育。 (3)艾比湖周边白刺沙堆的形态存在着明显的空间差异,并且处于不同的发展阶段。艾比湖上风区阿拉山口的白刺沙堆,因受到强大风力的影响加之地面粗砂砾石覆盖、沙源不足,沙堆形态呈现出明显的低矮流线型,这些沙堆可能处于衰退阶段,沙堆个体有风蚀变小的发展趋势;在艾比湖下风区域,如艾比湖东部,区域水分、沙源、风力都比较充足,白刺沙堆形态多呈椭球形,还有部分为复合型,这些沙堆可能处于生长阶段。 (4)砂样粒度分析表明,白刺沙堆表层和丘间地沉积物都主要以细砂为主,其次是极细砂和中砂。白刺沙堆表层极粗砂含量最少,丘间地细粘土含量最少。从平均粒径的空间格局分析,艾比湖西北上风区或地势较高处沙堆的平均粒径较粗,而艾比湖东部下风区白刺沙堆的平均粒径较细。 (5)从研究区白刺沙堆的个体粒度特征看,白刺沙堆平均粒径从迎风坡坡底到坡顶,粒径逐渐变粗,背风坡粒径有先变小、后变大的趋势,沙堆顶部颗粒最粗,背风坡中部颗粒最细;沙堆表层和丘间地分选系数变化范围较小,分选都很好;偏态均属于极负偏,沙堆偏度最大值出现在迎风坡坡底,最小值出现在顶部;峰度都属于尖窄峰态,沙堆最大值出现在背风坡坡中。 (6)研究区白刺沙堆的平均粒径与分选性呈现出显著的线性负相关;与偏度呈现出显著的线性负相关性;与峰度呈现不显著线性正相关。分选性与偏度呈现不显著线性正相关;与峰度几乎没有相关性。偏度与峰度呈现出显著的线性负相关。 (7)通过对研究区白刺沙堆点格局分析,白刺沙堆的空间分布格局主要以随机分布为主。受空间尺度影响,不同空间尺度,白刺沙堆空间格局具有不同的分布模式,在小尺度范围内表现出一定的均匀分布。通过对研究区白刺沙堆面状要素提取并研究,白刺沙堆分布具有中小型沙堆分布广泛,在数量上占绝对优势,超大型沙堆稀少的特点。