宁夏河东沙地沙丘冻融过程的时空差异

中国的沙漠和沙地部分或全部分布在季节冻土区,研究沙丘的冻融过程是讨论季节冻结期间沙丘风蚀和形态演变规律的条件之一.以宁夏河东沙地流动沙丘和沙障固定沙丘为研究对象,通过野外观测和室内控制实验,分析了沙丘的冻融过程及其控制因素.结果显示:沙丘的冻结期在11月中旬至3月上旬,流动沙丘各地貌部位的冻结时长和冻结层厚度均存在较大差异(背风坡面>迎风坡面>丘顶),背风坡脚的冻深最大.在季节冻结期内沙丘表层始终不发生冻结,未冻层厚度的阈值约为10 cm且具有保护冻结层的作用,流动沙丘迎风坡中在未冻层风蚀后,地表冻结层融化再被风蚀,如此循环过程造成其冻结层厚度远小于沙障固定沙丘的冻结层厚度.流动沙丘丘顶和背风坡面的冻结层厚度分别受短时(32 h)和较长历时(15 d)平均气温的影响.野外观测和室内控制实验均证明水分含量低于1.6％的沙丘沙不发生冻结,冻结层硬度随含水率的增加呈幂函数递增(P<0.001),随温度降低呈缓慢递增.