风积地貌(wind-accumulated landform)被风搬运的物质,在某种条件下堆积形成的地貌。一定的
风力具有一定的
输沙能力,它所能搬运的沙量称为
风沙流的容量,其实际搬运的沙量称为风沙流的强度,两者比值称为风沙流的
饱和度
基本简介
风积地貌主要是指
沙漠地区的
沙丘而言。沙丘在
中国沙漠里分布面积最广大,连绵的沙丘构成了波涛起伏、浩瀚无垠的茫茫沙海。沙丘有流动和固定、半固定之分。
流动沙丘的表面无
植物覆盖,或仅在沙丘
坡脚有少许植物,
覆盖度在15%以下,风沙活动强烈,流动性大;半
固定沙丘的表面,植被呈斑块状分布,覆盖度在15~40%,在
植物生长较好的地方略有粘土或
盐土结皮现象,有局部风沙活动,流动性较小;固定沙丘有密集的植被覆盖,覆盖度超过40%,或大部分沙丘表面有薄层粘土或盐土结皮,不易被风
吹蚀,比较稳定。
沙丘的形态初看起来,好像到处都是一个样,很单调。但是,只要我们仔细加以考察,特别是当乘飞机飞越
沙漠的上空,从飞机上俯瞰沙漠的时候,我们就会发现,中国沙漠由于各地风、水分、植被等条件的不同,
沙丘形态是十分复杂多样的,而且有惊人的
规则性。 风速、地面结构、
下垫面性质改变或遇障碍物等,都会改变
风沙流的容量。容量减小时饱和风沙流中的物质就从气流中跌落,发生堆积,从而形成各种
风积地貌形态,其中最突出的是各种沙丘(
横向沙丘、纵向沙城、
星状沙丘、圆形沙丘)、平沙地以及风积与生物堆积混合形成的
灌丛沙堆等。
除这些大中型地貌外,还有小型的风积地貌:横向的有
沙纹(一般波长2.5~25厘米,高0.5~l厘米)和
沙脊(一般波长0.25~2.5米,高2.5~60厘米),见于平沙地和沙丘的
迎风坡;纵向的有沙条,宽数米,厚仅数厘米,长则可达数百米。如
埃及南部一个平坦沙原上的沙条,宽1~3米,厚1~2厘米,长达500米,间距40~60米。
风积物一般是沙,但在强风区则可以是
细砾,更细的物质还有黄土。如中国新疆
艾比湖岸的砾波、库尔图河大桥以南9公里处东岸的砾丘等。同样也存在比沙细的物质组成的风积地貌,如新疆昆仑山北麓海拔2500~4000米山坡及山脊、山顶上覆盖的一层(厚数十厘米到20米)亚沙土。风力
堆积作用所形成的
地表形态。它们是在
干燥气候和沙质来源丰富等
自然条件下,由
风力作用堆积而成,沙丘是其最基本的形态。
物质来源
大致有5个方面:①来源于古代河流的
冲积物,这是最主要的方面,如中国
塔克拉玛干、
古尔班通古特沙漠中沙丘;
②来源于现代河流冲积物,如中国
乌兰布和沙漠中沙丘;
③来源于冲积-
湖积物,如中国罗布泊地区及其以东的库鲁克库姆沙漠中沙丘;
④来源于洪积-冲积物,包括部分
冰水沉积,如中国阿尔金山山前平原上沙丘;
⑤来源于基岩风化的
残积-
坡积物,如中国
吐鲁番盆地附近
库姆塔格沙漠中沙丘。
影响因素
沙丘的形成和发育受风力、地面形态、水分、植被及沙源供应等条件的影响。
风力
起沙风的情况决定着沙丘的总特征,如单向风地区一般以
新月形沙丘和
沙丘链为主,两组相反方向风的作用下形成横向
沙垅。沙丘的排列方向(以沙丘迎风坡
方位角表示)和起沙风合成风向大体相一致,但是不可能完全符合,而是有一夹角存在。风力还决定着
沙丘移动的方向和速度,沙丘移动的总方向也遵循起沙风的合成方向。
地面起伏
它使近地面风沙流运行发生改变,造成沙丘形态的差异,特别是山岭的起伏往往成为风沙流运行的障碍,在其迎风侧沙子大量堆积,形成巨大的沙丘。如
塔克拉玛干沙漠西北
叶尔羌河南岸高大沙丘的形成与蚀余残山有关。
地面物质组成
其实质在于沙子
供应量的多少,关系着沙丘发育的规模。如
塔克拉玛干沙漠边缘
洪积扇上的沙丘都较低矮,原因是地表细沙、中沙较少;沙漠内部
冲积平原上的沙丘都较高大,这与地表细沙、中沙较丰富有关。
水分和植被
水分、植被条件愈好,愈不利于沙丘的发育。如塔克拉玛干沙漠的策勒地区在
西北风作用下,南部为水分条件很差、无植被覆盖的
洪积沙砾平原,沙源供应较少,形成低矮稀疏的裸露新月形沙丘;中部为洪积-
冲积扇前缘的
潜水位较高、有间歇性流水补给的沙质平原,植物生长较好,仅发育灌丛沙堆;北部是现代流水不能到达的古河流冲积沙质平原,由于有丰富的沙源,水分条件差,植被稀疏,因此形成了高大的沙丘锥。
沙丘类型
依风力和沙丘形态之间的关系,主要分为以下类型: 横向沙丘:沙丘形态走向和起沙风合成风向之夹角大于60°或相垂直,如新
月形沙丘和沙丘链、梁窝状沙丘、
抛物线形沙丘、
复合新月形沙丘及复合型沙丘链等。
①新月形沙丘,一种最简单的横向沙丘,其特征是
平面图形如新月,沙丘的两侧有顺着风向向前伸出的两个尖角。迎风坡凸而平缓,坡度5°~20°;
背风坡凹而陡,坡度为28°~34°,相当于沙粒的最大
休止角。新月形沙丘的高度不大,一般在1~5米,很少超过15米。单个新月形沙丘大多零星分布在沙漠的边缘地区。其形成分为饼状沙堆、
盾状沙丘、雏形
新月型沙丘和新月形沙丘几个阶段:沙堆(小沙饼)的形成,成了风沙流运行的障碍,气流在沙堆的背风坡形成
涡旋,速度减弱,使气流搬运的沙子在沙堆背面聚积,形成盾状沙丘。随着盾形沙丘的增长,背风坡沉积量相对最大位置愈来愈接近顶部,促使背风侣的坡度不断加陡,当坡度达到沙子最大休止角(34°)时,部分沙子发生剪切运动而崩塌,形成小落沙坡,发育为雏形新月形沙丘。以后,沙堆仍不断增高,小落沙坡继续扩大,沿沙丘两侧绕过的气流,把沙子搬运到两侧的前方堆积,逐渐形成了两个顺着风向向前伸的角,成为典型的新月形沙丘。
②
新月形沙丘链,由新月形沙丘相互连接形成,其高度一般在10~30米,长达几百米至几公里。③复合新月形沙丘和复合沙丘链,在沙源丰富的地区,新月形沙丘和沙丘链不断增高和扩大,于迎风坡上发育次一级新月形沙丘和沙丘链而成。这种沙丘在中国塔克拉玛干沙漠和
巴丹吉林沙漠中有大面积分布,一般高 50~100米,少数达200米,甚至500米;一般长5~15公里,最长达30公里。
纵向沙丘:又称
沙垄。沙丘形态的走向和起沙风合成风向之夹角小于30°或近于平行,如新月形沙垄、
纵向沙垄和复合型纵向沙垄。分布在
撒哈拉沙漠南部(如马里等)、阿拉伯沙漠、
非洲纳米布沙漠、中国塔克拉玛干沙漠的腹地和古尔班通古特沙漠等地。沙垄表面叠置着许多新月形沙丘和沙丘链,垄长一般为10~20公里,最长达45公里,高50~80米,宽500~1000米。沙垄之间宽为400~600米,分布着低矮的沙垄或沙丘链。其成因是在风的
交互作用下,由新月形沙丘一翼向前延伸而成,或由
灌丛沙丘等演变而成。
多方向风作用下的沙丘:沙丘形态不与起沙风合成风向或任何一种风向相平行或垂直,如
金字塔形沙丘和
蜂窝状沙丘。金字塔形沙丘通常有一个尖的顶,从尖顶向不同方向延伸出三个或更多的狭窄沙脊,每个沙脊都有一个发育得很好的
滑动面,坡度25°~30°,丘体高大,因其形态和金字塔相似而得名,又称锥状沙丘。其成因,
苏联Б.А.费多洛维奇认为主要是由于气流向前运动遇到山势阻碍而返回形成;法国学者认为是由于对流产生的上升气流形成。中国学者认为形成条件是:
①多方向的风,且各个方向的风力都相差不大;
②邻近山岭地带,特别是位于山岭的迎风面;
③下伏地面有起伏,特别是在一些残余丘陵和台地的地区。蜂窝状沙丘由中间低洼、四周为沙埂围成的圆形或椭圆形
沙窝组成,形成于多风向、风力较为
均势的地区,中国
新疆古尔班通古特沙漠西南部较为典型。
沙堆 :一种特殊的沙丘形态,是风沙流通过草
灌丛植物时,风速受到减弱,大量沙粒堆积在植物根部形成。如塔克拉玛干沙漠中沿
克里雅河两岸广泛分布的
红柳沙堆和胡杨沙堆。