風積地貌
由被風搬運物質堆積形成的地貌
風積地貌(wind-accumulated landform)被風搬運的物質,在某種條件下堆積形成的地貌。一定的風力具有一定的輸沙能力,它所能搬運的沙量稱為風沙流的容量,其實際搬運的沙量稱為風沙流的強度,兩者比值稱為風沙流的飽和度。
風積地貌主要是指沙漠地區的沙丘而言。沙丘在中國沙漠里分佈面積最廣大,連綿的沙丘構成了波濤起伏、浩瀚無垠的茫茫沙海。沙丘有流動和固定、半固定之分。流動沙丘的表面無植物覆蓋,或僅在沙丘坡腳有少許植物,覆蓋度在15%以下,風沙活動強烈,流動性大;半固定沙丘的表面,植被呈斑塊狀分佈,覆蓋度在15~40%,在植物生長較好的地方略有粘土或鹽土結皮現象,有局部風沙活動,流動性較小;固定沙丘有密集的植被覆蓋,覆蓋度超過40%,或大部分沙丘表面有薄層粘土或鹽土結皮,不易被風吹蝕,比較穩定。
沙丘的形態初看起來,好像到處都是一個樣,很單調。但是,只要我們仔細加以考察,特別是當乘飛機飛越沙漠的上空,從飛機上俯瞰沙漠的時候,我們就會發現,中國沙漠由於各地風、水分、植被等條件的不同,沙丘形態是十分複雜多樣的,而且有驚人的規則性。風速、地面結構、下墊面性質改變或遇障礙物等,都會改變風沙流的容量。容量減小時飽和風沙流中的物質就從氣流中跌落,發生堆積,從而形成各種風積地貌形態,其中最突出的是各種沙丘(橫向沙丘、縱向沙城、星狀沙丘、圓形沙丘)、平沙地以及風積與生物堆積混合形成的灌叢沙堆等。
除這些大中型地貌外,還有小型的風積地貌:橫向的有沙紋(一般波長2.5~25厘米,高0.5~l厘米)和沙脊(一般波長0.25~2.5米,高2.5~60厘米),見於平沙地和沙丘的迎風坡;縱向的有沙條,寬數米,厚僅數厘米,長則可達數百米。如埃及南部一個平坦沙原上的沙條,寬1~3米,厚1~2厘米,長達500米,間距40~60米。風積物一般是沙,但在強風區則可以是細礫,更細的物質還有黃土。如中國新疆艾比湖岸的礫波、庫爾圖河大橋以南9公里處東岸的礫丘等。同樣也存在比沙細的物質組成的風積地貌,如新疆昆崙山北麓海拔2500~4000米山坡及山脊、山頂上覆蓋的一層(厚數十厘米到20米)亞沙土。風力堆積作用所形成的地表形態。它們是在乾燥氣候和沙質來源豐富等自然條件下,由風力作用堆積而成,沙丘是其最基本的形態。
風積地貌
②來源於現代河流沖積物,如中國烏蘭布和沙漠中沙丘。
③來源於沖積-湖積物,如中國羅布泊地區及其以東的庫魯克庫姆沙漠中沙丘。
④來源於洪積-沖積物,包括部分冰水沉積,如中國阿爾金山山前平原上沙丘。
沙丘的形成和發育受風力、地面形態、水分、植被及沙源供應等條件的影響。
風積地貌
它使近地面風沙流運行發生改變,造成沙丘形態的差異,特別是山嶺的起伏往往成為風沙流運行的障礙,在其迎風側沙子大量堆積,形成巨大的沙丘。如塔克拉瑪干沙漠西北葉爾羌河南岸高大沙丘的形成與蝕余殘山有關。
其實質在於沙子供應量的多少,關係著沙丘發育的規模。如塔克拉瑪干沙漠邊緣洪積扇上的沙丘都較低矮,原因是地表細沙、中沙較少;沙漠內部沖積平原上的沙丘都較高大,這與地表細沙、中沙較豐富有關。
水分、植被條件愈好,愈不利於沙丘的發育。如塔克拉瑪干沙漠的策勒地區在西北風作用下,南部為水分條件很差、無植被覆蓋的洪積沙礫平原,沙源供應較少,形成低矮稀疏的裸露新月形沙丘;中部為洪積-沖積扇前緣的潛水位較高、有間歇性流水補給的沙質平原,植物生長較好,僅發育灌叢沙堆;北部是現代流水不能到達的古河流沖積沙質平原,由於有豐富的沙源,水分條件差,植被稀疏,因此形成了高大的沙丘錐。
依風力和沙丘形態之間的關係,主要分為以下類型:橫向沙丘:沙丘形態走向和起沙風合成風向之夾角大於60°或相垂直,如新月形沙丘和沙丘鏈、梁窩狀沙丘、拋物線形沙丘、複合新月形沙丘及複合型沙丘鏈等。
①新月形沙丘,一種最簡單的橫向沙丘,其特徵是平面圖形如新月,沙丘的兩側有順著風向向前伸出的兩個尖角。迎風坡凸而平緩,坡度5°~20°;背風坡凹而陡,坡度為28°~34°,相當於沙粒的最大休止角。新月形沙丘的高度不大,一般在1~5米,很少超過15米。單個新月形沙丘大多零星分佈在沙漠的邊緣地區。其形成分為餅狀沙堆、盾狀沙丘、雛形新月型沙丘和新月形沙丘幾個階段:沙堆(小沙餅)的形成,成了風沙流運行的障礙,氣流在沙堆的背風坡形成渦旋,速度減弱,使氣流搬運的沙子在沙堆背面聚積,形成盾狀沙丘。隨著盾形沙丘的增長,背風坡沉積量相對最大位置愈來愈接近頂部,促使背風坡的坡度不斷加陡,當坡度達到沙子最大休止角(34°)時,部分沙子發生剪切運動而崩塌,形成小落沙坡,發育為雛形新月形沙丘。以後,沙堆仍不斷增高,小落沙坡繼續擴大,沿沙丘兩側繞過的氣流,把沙子搬運到兩側的前方堆積,逐漸形成了兩個順著風向向前伸的角,成為典型的新月形沙丘。
②新月形沙丘鏈,由新月形沙丘相互連接形成,其高度一般在10~30米,長達幾百米至幾公里。③複合新月形沙丘和複合沙丘鏈,在沙源豐富的地區,新月形沙丘和沙丘鏈不斷增高和擴大,於迎風坡上發育次一級新月形沙丘和沙丘鏈而成。這種沙丘在中國塔克拉瑪干沙漠和巴丹吉林沙漠中有大面積分佈,一般高50~100米,少數達200米,甚至500米;一般長5~15公里,最長達30公里。
縱向沙丘:又稱沙壟。沙丘形態的走向和起沙風合成風向之夾角小於30°或近於平行,如新月形沙壟、縱向沙壟和複合型縱向沙壟。分佈在撒哈拉沙漠南部(如馬里等)、阿拉伯沙漠、非洲納米布沙漠、中國塔克拉瑪干沙漠的腹地和古爾班通古特沙漠等地。沙壟表面疊置著許多新月形沙丘和沙丘鏈,壟長一般為10~20公里,最長達45公里,高50~80米,寬500~1000米。沙壟之間寬為400~600米,分佈著低矮的沙壟或沙丘鏈。其成因是在風的交互作用下,由新月形沙丘一翼向前延伸而成,或由灌叢沙丘等演變而成。
多方向風作用下的沙丘:沙丘形態不與起沙風合成風向或任何一種風向相平行或垂直,如金字塔形沙丘和蜂窩狀沙丘。金字塔形沙丘通常有一個尖的頂,從尖頂向不同方向延伸出三個或更多的狹窄沙脊,每個沙脊都有一個發育得很好的滑動面,坡度25°~30°,丘體高大,因其形態和金字塔相似而得名,又稱錐狀沙丘。其成因,蘇聯Б.А.費多洛維奇認為主要是由於氣流向前運動遇到山勢阻礙而返回形成;法國學者認為是由於對流產生的上升氣流形成。中國學者認為形成條件是:
①多方向的風,且各個方向的風力都相差不大。
②鄰近山嶺地帶,特別是位於山嶺的迎風面。
③下伏地面有起伏,特別是在一些殘餘丘陵和台地的地區。蜂窩狀沙丘由中間低洼、四周為沙埂圍成的圓形或橢圓形沙窩組成,形成於多風向、風力較為均勢的地區,中國新疆古爾班通古特沙漠西南部較為典型。
沙堆:一種特殊的沙丘形態,是風沙流通過草灌叢植物時,風速受到減弱,大量沙粒堆積在植物根部形成。如塔克拉瑪干沙漠中沿克里雅河兩岸廣泛分佈的紅柳沙堆和胡楊沙堆。