灌丛沙堆是干旱半干旱地区、半湿润荒漠地区以及湿润沙质海岸带常见的风沙地貌类型,灌丛沙堆在表征区域地貌环境演变、判别土地沙漠化程度方面具有独特作用。本项目以新疆和田河流域灌丛沙堆为主要研究对象,运用风沙地貌学方法,在野外考察与实地观测的基础上,结合风洞实验物理学、地貌年代学、遥感与地理信息系统等模拟实验与测试分析手段,研究灌丛沙堆的地貌类型、形态特征与分布规律,着重研究灌丛沙堆的地貌结构、物质组成与风沙蚀积过程,研究影响灌丛沙堆地貌发育的风速、沙源、植被等主要因子之间的定量关系,重点研究灌丛沙堆的形成年代、发育阶段、动力学机制,进而阐明和田河流域灌丛沙堆地貌的形成演化规律。这对丰富我国风沙地貌学研究内容,为干旱区生态环境演变研究与土地沙漠化防治奠定重要的理论和实践基础。
本项目运用风沙地貌学理论和方法,通过野外观测采样、室内实验分析、风洞流场模拟、遥感影像分析等技术手段,对新疆和田河流域灌(草)丛沙堆的分布规律、形态特征、粒度组成、风沙流结构、生物地貌学特征进行了深入探讨。研究表明和田河流域灌(丛)沙堆以胡杨沙堆、柽柳沙堆、芦苇沙堆和骆驼刺沙堆为主,沙堆物质来源于就地起沙,物质组成以细沙为主,大部分沙堆呈现长短轴差异不大的盾形和圆锥形,其中柽柳沙堆的平均高度、平均坡度及其空间尺度总体上要大于芦苇沙堆和骆驼刺沙堆,这主要是由于三种植物的植株冠幅、高度、木质化程度、耐风蚀沙埋等生态特性差异造成的。在区域风力和沙源影响下,随着灌(草)丛植物的盛衰演变、群落季相演替引发局地风沙流变化,导致灌(草)丛沙堆发育动力变化以及沙堆演化的阶段性。和田河流域灌(草)丛沙堆发育的区域模式主要表现为两种类型,即沙漠腹地河流两岸因河道自然摆动引发的灌(草)丛沙堆演化模式,绿洲-荒漠过渡带人类活动影响下的下的灌(草)从沙堆演化模式。前者是在和田河下游游荡性河床周期性变迁、两侧地下水位周期性升降影响下的循环演化过程,后者是在绿洲-荒漠过渡带人为活动定向干预下的不可逆演化过程。