河西走廊西段雅丹地貌空间分异规律及其形成发育模式对比研究

Comparative study of yardangs has gradually become a hot topic in planetary geomorphology. In this study, we will choose western section of Hexi Corridor in Gansu as research region. Using the analysis of systematic field investigation, remote sensing images and mcro-environmental data analysis, we can find the spatial pattern and variation regularity of yardangs in the study area. We will select different yardangs that are in different geology basis, topographic positions, trend and evolution stages, and use 3D Laser topographic scanner and automatic monitoring of meteorology and sand flux to obtain the erosion rate and dynamic conditions, and construct a yardang erosion model including dynamic condition, sand supply, topographic position and erosion resistance. Combining various methods, especially He-3—Ne-21 exposure age and steady-state erosion rate method, we attempt to give more accurate began formation age of yardangs in the research region. Comparing the formation and evolution patterns of yardangs in the area, we attempt to confirm the existence of distinct formation and development model, and put forward the corresponding judgment basis of the morphology and spatial pattern. Not only provide new methods and new paradigm in global yardang, and even planetary yardang comparison research, our study will but also provide scientific foundation to China yardang declaration of world natural heritage, proper utilization and scientific conservation.

雅丹地貌对比研究逐渐成为行星地貌学研究的热点。本研究以河西走廊西段为研究区，通过遥感影像分析、野外系统调查和宏观环境数据分析，研究区域雅丹地貌的空间格局和分异性规律；拟选择不同地质基础、地形部位、雅丹走向和发育阶段的雅丹地貌，利用3D激光地形扫描与气象和风沙野外自动监测技术，获得其侵蚀速率和动力条件数据，并结合室内风洞、降雨模拟实验和土力学性质数据，构建考虑不同动力、沙源供给、地貌部位和抗风蚀性的雅丹地貌侵蚀模型；利用多种手段相结合的方法，特别是He-3—Ne-21暴露年代和稳态侵蚀速率法，试图给出较为准确的研究区雅丹地貌开始形成年代；对比分析研究区域雅丹地貌的形成发育模式，确证是否存在截然不同的雅丹形成发育模式，并提出其形态和空间格局特征上的判断依据。本项研究将为全球雅丹地貌，乃至行星间雅丹地貌对比研究提供新方法和新范式，而且为开展中国雅丹地貌申报世界自然遗产和合理开发保育提供理论依据。

雅丹地貌对比研究逐渐成为行星地貌学研究的热点。通过本项目研究，主要取得以下几点进展：（1）本研究以中国雅丹地貌分布区为研究区，通过遥感影像分析、野外系统调查和宏观环境数据分析，研究中国雅丹地貌的空间分布、空间格局特征，据此建立了中国雅丹地貌七区十亚区的区划系统。（2）重点分析了库姆塔格沙漠周边雅丹地貌的形态特征异质性，提出了可根据雅丹长轴走向和地貌定向营力之间的关系判断雅丹形成演化的主要动力条件，据此判断锁阳城雅丹地貌形成发育的主要动力条件是风力，而水力侵蚀对雅丹形态的形成影响不大。（3）利用端元分析模型定量重建了敦煌雅丹地貌地层的沉积环境，提出敦煌雅丹地层主要由湖泊、风成和冲积环境组成，湖泊沉积环境可进一步分为湖岸、过渡区（湖岸向湖心过渡区域）和湖心沉积环境。风成沉积占20.80%~28.30%、河流沉积占15.28%~18.02%，而湖泊沉积占53.68%~63.92%，改变了过去对敦煌雅丹地层以河湖相为主的认识。（4）敦煌雅丹地层沉积物源岩性质复杂多样，不同地理位置间沉积物彼此差异性特征显著，东西差异尤为突出。北山、阿尔金山、疏勒河与罗布泊均为雅丹物源区，其中北山与阿尔金山起决定性控制作用，不仅是敦煌雅丹地貌的重要物源区，而且还为疏勒河与罗布泊提供了大量的物质基础。北山对疏勒河，罗布泊以及园区西侧雅丹的控制作用相对较强，而阿尔金山对东侧雅丹的作用较为突出。物质输移过程可归纳为北山与阿尔金山的冲洪积过程、疏勒河与罗布泊以河湖相形式的直接沉积过程，以及河湖相物质经风化后的二次搬运过程。各物源区对雅丹地层沉积物的供应强度由强到弱依次为北山、阿尔金山、疏勒河和罗布泊。（5）初始地形条件对雅丹地貌的形成演化模式存在重大变化，依据初始地形可以将雅丹的形成演化模式分为两大类四种演化模式。本项研究将为全球雅丹地貌，乃至行星间雅丹地貌对比研究提供新方法和新范式，而且为开展中国雅丹地貌申报世界自然遗产和合理开发保育提供理论依据。