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1、高考地理复习学案 微专题抛物线形沙丘沙丘按照风力作用的方向和形态之间的关系可分为横向沙丘、纵向沙垄和金字塔形沙丘等。抛物线状沙丘即是横向沙丘的一种，其表现形态为迎风坡凹进，背风坡凸出，两个翼角指向迎风方向，平面轮廓呈抛物线状。沙丘按照风力作用的方向和形态之间的关系可分为横向沙丘、纵向沙垄和金字塔形沙丘等。抛物线状沙丘即是横向沙丘的一种，其表现形态为迎风坡凹进，背风坡凸出，两个翼角指向迎风方向，平面轮廓呈抛物线状。沙丘形态的发育及演变受起沙风况的季节性变化、沙源的丰富程度、植被覆盖状况、降水以及气温等综合作用的影响。同时，抛物线状沙丘的形态及演变与气候变化和人类活动的关系十分密切。因此，对抛物线
2、状沙丘发育和演变规律的研究，有助于了解全球变暖背景下的地貌响应和土地沙漠化正逆过程。抛物线状沙丘分类的主要依据包括沙丘形态的复杂程度、与相邻沙丘的关系、横断面形状、植被覆盖状况、沙丘表面活动性等，且几乎是定性描述。根据沙丘形态复杂程度或空间组合可分为三大类，即简单型、复合型和复杂型。其中，简单型按照不同长宽比分为反新月形、半轮生形、舌状和发卡形；复合型由相邻的抛物线状沙丘连接或叠加形成，按照平面形态分为嵌套形、耙状、掌状和叠覆状；复杂型是由抛物线状沙丘与其他类型沙丘组合而成。根据沙丘形态、发生环境、起源分为开放型、封闭型、未填充部分填充填充型、合并型以及叠覆型。按植被覆盖程度或活动性分为完全植
3、被覆盖（固定）、部分植被覆盖（半固定或半流动）和完全裸露（流动）3种类型。根据海、湖岸等地的一些研究结果，完全裸露和部分植被覆盖的抛物线状沙丘都有不同程度的移动，且不同地区之间和同一地区不同时段之间移动速率相差较大。抛物线状沙丘本身的形态类型复杂，同时它还可与新月形、横向沙丘相互转变。抛物线状沙丘主要分布于半干旱、半湿润的沙质草原环境，以及沙质海岸、湖岸和干旱沙漠边缘。广泛分布于印度和巴基斯坦的塔尔沙漠、南非的喀拉哈里沙漠以及美国海岸，此外在澳大利亚、阿拉伯半岛、加拿大、巴西、荷兰、丹麦、以色列、英国北威尔士、瑞典等地都有分布。在我国，抛物线状沙丘主要分布在毛乌素、浑善达克、科尔沁和呼伦贝尔等
4、内陆沙区，以及辽东半岛西北岸、冀东滦河口至洋河口间海岸、山东半岛北岸、华南沿海等海岸地区。最近的研究表明，在库布齐沙漠东南缘和新疆伊犁地区也有分布。由于抛物线状沙丘形态类型复杂多样，各地区沙丘形态之间差异较大，对其形态变化及其机理的个别研究，结果之间尚有不少争议。抛物线状沙丘的研究主要集中在海岸地区，研究内容主要有沙丘形态类型、移动速度、形成环境、植物种类和密度对沙物质运动和沉积的影响、沙源供应、地形对近地表风速和风向的影响、水分对输沙率的影响等。此外，美国对一些湖岸进行了相关研究。在广大内陆地区开展的研究很少，包括对美国西南部沙丘地和加拿大半湿润草原沙丘形态、沉积特征和形成环境的研究，以及对
5、印度塔尔沙漠抛物线状沙丘形态与分布特征等的研究。国内对抛物线状沙丘的研究还处于起步阶段，多只停留在遥感影像的识别上。抛物线状沙丘的成因尚无定论，存在许多争论。主要有3种：新月形沙丘移动到环境条件较好地区，由于两翼离地下水位较近而易被植被固定、中间部分较难固定而继续前移形成抛物线状沙丘，如果两个丘臂被拉伸近于平行，则沙丘外形呈U字型，又似发夹，称U形沙丘（Ushapeddune）或发夹沙丘（hairpindune）；沙质海岸沙丘迎风坡遭受强烈侵蚀形成风蚀坑，沙粒在风蚀坑下风侧沉积受植被作用而形成抛物线状沙丘；流动新月形或横向沙丘经固定后，沙丘迎风坡遭受侵蚀，沙物质在丘顶和背风坡堆积生成抛物线状沙
6、丘。尽管上述3种成因类型都可能存在，但是还不明确它们相互之间在表面过程和形态等方面的差异，同时也不清楚从新月形沙丘或从风蚀坑坑后积沙演变成抛物线状沙丘的过程及条件。普遍认为控制沙丘生成和移动速率的主要因素包括沙源、风况、降水和植被等，但是其中关键控制因素在各地有所不同。植被的分布是控制抛物线状沙丘侵蚀和沉积，影响其形成与发展的主要因素之一。地表植被的叶、芽等可以增大地面粗糙度，同时植物根系对表层土壤的固定作用、植物死亡后形成的腐殖质对表土性质的改良作用，可以增加土壤凝聚力和保水能力，从而影响局地流场和土壤抗蚀性；而植被阻滞所产生的积沙量的差异又可以反过来影响植物的种类和密度。Kumler对美国
7、俄勒冈州海岸抛物线状沙丘的植被演替进行研究，按照时间顺序将沙丘上的植物群落分为零星分布的先锋草本植物、一年生和多年生草本植物出现、灌木出现、大量灌木等9个阶段。有些学者认为在半干旱地区植被在抛物线状沙丘的形成过程中起关键作用。在北威尔士安格西岛纽伯勒华伦沙区，通过插签的方法，Ranwel探讨了植被与沙丘移动速率的关系以及沙丘移动对植被的影响。在以色列地中海沿岸，Tsoar和Blumberg在对19441995年12期航空影像分析的基础上，提出新月形和横向沙丘演变为抛物线状沙丘的发展模式，认为植被盖度和密度的增加是控制其发展过程的关键因素。Duran和Herrmann在分析美国新墨西哥州沙丘遥感
8、影像的基础上建立数值模型，提出植物生长与沙物质输送关系的方程，预测植被增加使流动新月形沙丘固定从而转变为抛物线状沙丘的过程。Duran等在巴西东北海岸抛物线状沙丘的研究中，观测了不同活动程度沙丘的植被盖度，并与遥感影像结合，模拟了沙丘形态和植被盖度的变化过程。有些学者认为风况是控制抛物线状沙丘形态最主要的因素。早在20世纪50年代就有学者将抛物线状沙丘的发展分为4个阶段，在Bagnold方程的基础上提出改进，并通过英国和丹麦海岸抛物线状沙丘进行验证，证明风的矢量和与抛物线状沙丘的方向有很大的相关性，是决定抛物线状沙丘中轴方向的决定因素。但有学者认为该方法将不同方向的风的权重视为相同存在缺陷，提
9、出向岸风比离岸风对于沙丘形态的演变具有更为重要的作用，应具有相对较大的权重，并通过澳大利亚塔斯马尼亚州国王岛海岸沙丘的观测进行验证。事实上，不同地区局地风况主要包括方向和强度决定了沙物质输送的方向和数量，而它们也受到沙丘形态以及植物种类和密度的影响。在丹麦海岸沙丘的研究中，Anthonsen等基于GIS对遥感影像的处理，结合气象数据，分析了沙丘形态以及风况和植被盖度随时间的变化，并探讨了沙丘形态和演变的控制因子，认为风况和植被盖度是新月形沙丘演变为抛物线状沙丘的主要控制因素。在阿拉斯加州南部楚加奇山南侧塔纳河谷沙丘带，Wiles等通过树轮和放射性碳同位素定年的方法，测得沙丘的移动速率为13ma
10、-1，且与丹麦海岸抛物线状沙丘类似，即抛物线状沙丘的形态演变趋势与风能的减弱和植被盖度的增加相一致。此外，温度、降雨和风的季节性变化对沙物质输送、沉积以及植被的生长都具有重要影响。在密歇根湖岸，Hansen等对风蚀坑向抛物线状沙丘的演变过程进行了研究，在对丘表风况以及背风坡的沉积长达20个月观测的基础上，揭示了风况的季节性变化对抛物线状沙丘动力学、植被和沉积的影响。土壤水分在抛物线状沙丘的形成中具有重要的作用。由于水分存在对沙粒的凝聚力，从而阻碍了沙粒的运动。尽管裸露的沙丘具有明显的同质性，水分在活动沙丘各部位分布也通常是不均一的。在输沙过程中，松散干燥的沙粒比潮湿黏着的沙粒更易运动，导致沙丘
11、侵蚀量和堆积量空间分布的不同。冬季，坡度的局部差异产生地表冻结以及沉积物的重新分配，影响了沙粒输送的空间和时间格局；夏季，降雨量的增加促进植被的生长、增大了地面粗糙度，从而减缓沙粒的运动。在荷兰海岸，Arens等通过移去固定抛物线状沙丘表面植被和土壤的实验，探讨了沙丘发育的条件，证明了沙丘的活动与风况具有密切的联系，但是显著受到降水的影响。Forman和Pierson对美国爱达荷蛇形河流平原的抛物线状沙丘研究，认为抛物线沙形丘的形成主要与春季降雨量相关。Arens等对荷兰海岸的抛物线状沙丘研究认为，风况与沙丘的活动性相关，但这种相关受降雨影响，在强风作用下沙丘的移动速率并不大。在新墨西哥白沙沙
12、区，Langford等通过对贯穿于“新月形沙丘新月形抛物线状沙丘过渡带抛物线状沙丘”样线上6个观测点沉积物和地下水盐度的调查，发现新月形沙丘形成于侵蚀较严重接近含盐较高的地下水位处，而抛物线状沙丘形成于淡水透镜体上，证实了沙丘的形态不仅与浅层地下水位高度有关，还与地下水盐度有很大的关系。Catto等对加拿大爱德华太子岛东北海岸抛物线状沙丘的研究表明，短、中期的气候变化可以加速沙丘的演变，此外人类的活动更加速了这一过程，认为沙源供应是沙丘形态和演变最重要的决定因素。沙丘的形成和演变受到沙源供应、粒度分布、风况（风能、风速、风向）、局部地形、植被盖度等的影响，且这些因子间相互依赖和制约，很难判定某
13、个因子是决定沙丘形态的最为关键的因子。因此，有些研究试图综合考虑植被、风对沙粒输送和沉积的影响。此外，一些研究考虑了季节变化的影响。国外对抛物线状沙丘的研究多关注海岸沙丘风蚀坑下风侧抛物线形积沙带。对风蚀坑形成过程的研究，主要集中在形态的变化，主要通过航拍照片、地形调查和侵蚀钎等进行。Gares和Nordstrom通过对位于美国新泽西州沙滩岛州立公园的3个风蚀坑长达10a的地形测量和对其中两个风蚀坑风沙过程为期4周的野外试验，建立了风蚀坑不同发育阶段地表风沙过程与其形态演变之间的关系，提出了风蚀坑的循环发展模式。Byrne在休伦湖岸风蚀坑的研究中对沙物质输送的季节性变化进行了探讨。通过对气流场
14、的研究，地形诱导产生的风的转向、加速、紊流、流动分离的重要性以及它们对沙物质输送和沉积的影响得到证明。Hesp在对风蚀坑的文献进行综述的基础上，提出了风蚀坑的形成、动态和发展的模型。相关试题抛物线形沙丘分布于半荒漠边缘地区或海岸带，主要是由移动沙丘或沙垄受不连续的植物灌丛阻挡而形成。两翼（丘臂）向上风向延伸，迎风坡平缓而凹进、背风坡陡峭而凸出，风力较大时，丘顶会继续向前移动把两个丘臂拉长。下图为我国某抛物线形沙丘（4435N，8313E）的剖面图。据此完成下面小题。1该沙丘俯视图为（ ）2该沙丘（ ）A丘顶可能向东南移动B落沙坡较迎风坡颗粒物体积大C有可能位于东南沿海D两臂植被覆盖率低于臂间平
15、地【答案】1B 2A【分析】1根据题中“两翼（丘臂）向上风向延伸，迎风坡平缓而凹进、背风坡陡峭而凸出”分析，剖面图中西北坡平缓为迎风坡，两翼向西北方伸展，东南坡坡陡为背风坡，向下风向东南方凸出，根据选项中方向标，AC错误，B正确。D图中沙脊线靠近迎风坡，迎风坡坡度陡，与实际不符，D错误。故选B。2由上题分析，该沙丘受西北风影响，丘顶可能向下风向东南方移动，A正确。落沙坡为背风坡，风力较小，堆积颗粒物较小，迎风坡风力大，堆积颗粒物较大，B错误。该沙丘位于（4435N，8313E），处于我国西北内陆，不是位于东南沿海，C错误。两臂植被覆盖率高，风力小，沙尘堆积形成丘臂，臂间平地植被稀少，风力强，沙尘不易堆积，形成臂间平地，D错误。故选A。
