青海共和盆地风水交互过程的观测与模拟

风水交互作用是半干旱地区常见的地貌现象和重要的地表过程。本项目选择青海共和盆地沙沟河和茫拉河两个典型流域，通过风蚀水蚀野外观测、风洞与降雨模拟实验、同位素示踪、地形测量与遥感影像解译等，结合区域调查和气象、水文等资料，综合分析气候、土壤、植被、地形等因子对风水交互过程的影响机理，划分风水交互作用的地貌类型，揭示区域风水交互作用的时空分布格局与演变模式，探讨风水交互作用与气候变化、人类活动之间的关系。本项研究有助于解决半干旱地区现代土壤侵蚀和沙漠地貌演化过程中的风水交互作用相关科学问题，促进风蚀和水蚀研究的融合，丰富和完善土壤侵蚀和沙漠科学的理论体系。在实践上，对风蚀水蚀交错区的土壤侵蚀防治提供科学的依据。

风水交互作用是干旱区常见的地貌现象和重要的地表过程，干旱区河流通过提供物源和场所控制沙漠分布的格局，沙漠分布与风沙活动制约河道发育和泥沙输移，在不同时空尺度上表现不一。本项目选择中国北方七个流域，以共和盆地以及西部的克里雅河（塔克拉玛干沙漠）、中部的毛布拉格孔兑（库布齐沙漠）和东部的西拉木伦河（科尔沁沙地）四个典型流域的沙漠/沙地为重点研究区，采用野外考察、遥感影像分析、地形探测、样品分析测试等，应用流域水系图、沙漠分布图和风沙地貌图等相关图件和数据，结合气象、水文、植被和社会经济等资料，从不同时空尺度上分析研究风水交互作用的机理、动态过程以及沙漠－河流交互关系与地貌格局，主要进展有：(1) 初步划分了典型区风水交互作用地貌类型，估算出风蚀、水蚀的贡献率，构建了两个研究区（共和盆地沙沟河、内蒙古叭尔洞沟）风水交互作用的动力模式；(2) 对中国北方10个流域和12个沙漠（沙地）河流水系的相关形态参数进行统计分析，将沙漠的流域地貌结构划分为西北部流域、西部流域、中部流域、东部流域和青藏高原北部流域五大流域区，不同流域区，沙漠面积、流动沙丘所占比例以及风沙地貌类型有所差异，内、外流区存在明显分异。(3) 在流域－沙区尺度上，依据特征景观指数将中国北方地区沙漠－河流交互作用关系划分为辐合水系－团块状沙地型、平形状水系－分散沙地型、树枝状水系－斑块镶嵌沙地型、扇状水系－带状沙地型、闭流区－破碎状沙地型五种类型，在河道－沙丘尺度上，根据河型与沙丘形态，将沙漠－河流交互作用关系划分为弯曲河道－对称式（交错）边滩沙丘、顺直河道－边滩沙丘、分汊河道－心滩式沙丘、网状河道－格状镶嵌式沙丘等四种类型；(4) 探讨三个流域不同河段以及不同地貌单元的地表沉积物粒度组成特征、地球化学元素的空间分布，揭示风和水两种营力对地表沉积物的差异性分选及表现，初步提出化学成分变异指数（ICV）、碳酸钙含量、特征氧化物比值可能作为风水交互作用类型的判别指标；(5) 沙漠形成演化离不开河流的作用，干旱区河流作为通道和骨架为沙漠的形成提供物源和适宜的场所。本项研究成果有助于解决干旱区地貌中复杂的风水交互作用相关科学问题，促进风成地貌和流水地貌的高度融合，丰富和完善干旱区河流和沙漠科学的理论体系，为干旱区绿洲生态保护提供科学的借鉴和指导。