旱區荒漠灌叢沙堆研究進展及展望

孫 濤， 唐進年， 韓福貴， 張錦春， 郭樹江， 段曉峰， 張裕年， 張瑩花

(1.甘肅省治沙研究所 甘肅省荒漠化與風沙災害防治國家重點實驗室培育基地,甘肅 蘭州 730070; 2.中國林業科學研究院荒漠化研究所, 北京 100091;3.甘肅民勤荒漠草地生態系統國家野外科學觀測研究站, 甘肅 民勤 733300)

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旱區荒漠灌叢沙堆研究進展及展望

孫 濤1,2， 唐進年1,2， 韓福貴1， 張錦春1， 郭樹江3， 段曉峰3， 張裕年1， 張瑩花1

(1.甘肅省治沙研究所 甘肅省荒漠化與風沙災害防治國家重點實驗室培育基地,甘肅 蘭州 730070; 2.中國林業科學研究院荒漠化研究所, 北京 100091;3.甘肅民勤荒漠草地生態系統國家野外科學觀測研究站, 甘肅 民勤 733300)

[目的] 對干旱荒漠區灌叢沙堆的發育過程、形態特征、生態效益及環境演變等方面的研究進展進行總結和展望，以期為荒漠區灌叢沙堆生態機理、灌叢群落生態穩定性等方面研究提供支持。 [方法] 從干旱荒漠區灌叢沙堆的形成發育過程和機制出發，采用文獻綜述的方法進行分析和總結。 [結果] 總結了灌叢沙堆地貌形態特征、空間格局分布、沙物質沉積特征，闡述了灌叢沙堆所具有的多種生態效應和區域環境演變之間的響應關系，并對今后灌叢沙堆的研究方向和動態進行了展望。 [結論] 對灌叢沙堆演變過程的研究有助于更深入地了解區域生態環境變化過程與全球氣候變化間的內在聯系。

灌叢沙堆; 荒漠區; 發育過程; 生態效應; 環境演變

文獻參數： 孫濤, 唐進年, 韓福貴, 等.旱區荒漠灌叢沙堆研究進展及展望[J].水土保持通報，2016,36(4)：351-356.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.04.060

灌叢沙堆是干旱、半干旱、半濕潤荒漠地區以及沙質海岸帶廣泛分布的一種生物風積地貌類型[1]，是由于風沙流遇到灌叢阻攔，沙物質、風沙顆粒物在灌叢及其周圍堆積而形成的。尤其在干旱、半干旱區荒漠過渡帶、綠洲邊緣地帶極易出現，是一種特有的生物地貌類型，也稱之為植物沙丘[2]或是沙堆。在我國，干旱、半干旱地區面積廣大，灌叢沙堆主要分布于農牧交錯帶、荒漠草原、沙漠邊緣、荒漠綠洲過渡帶及河床河谷地帶等，類型有錦雞兒(Caraganamicrophylla)、檉柳(Tamarixramosissima)、白刺(Nitraria)、蒿類(Artemisiafrigid)等[3]。這些灌叢沙包在防風固沙、保護物種多樣性及維持區域生態平衡等方面有著十分重要的作用。20世紀80年代以來，隨著風沙地貌和沙漠化過程研究的不斷深入，國內外學者對灌叢沙堆的形態特征、形成演變及過程、沙物質沉積特征、沙堆分布特征及空間格局以及沙堆與區域氣候響應等方面進行了深入探討和研究。

灌叢沙堆的外部形態特征從力學角度講是一種動力平衡的狀態，是在特定發育階段過程中植物、風力和沙源3種因素相互作用共同形成的。這種形態特征可以反映分布區域的風沙環境特點和土地沙漠化發展的階段性特征。灌叢沙堆的形成發育與氣候變化和人類活動的關系十分密切，它的退化演替過程主要是由自然因素和人為活動兩種因素共同對區域生態系統所產生的一種綜合作用的結果，同時它的出現又會對土地生產力、生態環境產生極大的影響[1,4]。本文對灌叢沙堆的發育過程、形態特征、生態效益及環境演變等方面的研究進展做了總結和闡述，并對今后的研究方向做了展望，以期對進一步認識荒漠區灌叢沙堆生態機理、維持灌叢群落生態穩定性等方面有所借鑒。

1　灌叢沙堆研究進展

1.1灌叢沙堆發育過程研究

灌叢沙堆形成和演化過程中最主要的3個因素被認為是荒漠植被蓋度、風力強度和沙源供應量[5]。這3者相互作用又相互影響，灌叢沙堆中植物本身是其重要組成部分，灌叢沙堆起源于植物對近地面風沙流運動的干擾，在形成與發展過程中與植物的密度、枝條分布、高度、蓋度以及風速和輸沙率大小密切相關[6-7]。因此，灌叢沙堆是荒漠植被與風沙沉積物共同作用而構建的特殊的風成地貌類型，如荒漠區的檉柳沙堆、白刺灌叢沙堆都是沙物質圍繞植株沉積形成的典型灌叢沙丘。荒漠植物結構本身具有通透性，是一種特殊類型的固沙或集沙障礙物，通過植物生長和沙丘發育之間的相互作用，導致植物背風側風速遞減、風沙加積，植物在加積的風沙上持續生長，因此逐步發育成灌草叢沙堆，當植被覆蓋率足夠大時風蝕就會停止，灌叢沙堆的形成過程也就終止[8]。灌叢沙堆尺度和形態是沙堆形態發育和塑造的重要因素，但是其所在的地理環境、土壤質地和是否具有豐富的沙源和風積作用是沙堆快速形成并擴展的外部因素[9]。灌叢沙堆在發育過程中經歷四個階段：開始發育時的雛形階段、發育過程中的增長階段、發育成熟期的穩定階段和發育后期的衰退階段。每一階段，均以不同的沙堆形態特征表現出來[10]，這是因為不同的植物種類、形態特征直接影響到了沙堆發育的過程和形態形成。每一個發展階段均是植物、風力、沙源三者相互作用的動力平衡狀態[7]。

將野外觀測和室內風洞模擬結合起來可以很好地闡述各類灌叢沙堆不同發育過程中風沙流與植物在灌叢沙堆形成中的相互作用和沙堆發育的過程響應。對沙堆的風洞模擬研究表明，植物在沙堆發育過程中起著十分重要的作用，是因為沙堆頂部的植物及植株密度可以改變沙堆表面的粗糙度，進而影響周圍流場的分布。無論沙堆基本形態如何變化，沙堆與植物和沙物質沉積之間存在著相互聯系又相互作用的反饋效應：即一方面植物生長越好，越能阻滯氣流，沙質沉積就會越多，這樣促使和刺激沙生植物根系和植株的生長，另一方面，長勢良好的灌叢植物增強了沙堆表面的粗糙度，進一步使得表層沙物質沉積在周邊，使灌叢沙堆逐步的增大，引起外部形態的變化。

1.2地貌形態特征研究

灌叢沙堆基本的形態學指標被認為是用來進行區域沙漠化監測和評價的最重要的示量特征之一。灌叢沙堆的幾何形態反映了特定區域的風沙環境特點和土地荒漠化的階段性特征。沙漠邊緣的灌叢沙堆在形成、發展和演變的動態過程中與周邊環境因素密不可分，不同類型地貌、不同蓋度的灌叢沙堆可以反映區域環境、水分、以及荒漠化狀況。因此，通過研究不同類型灌叢沙堆的地貌形態特征和基本的形態指標來反映區域環境的變化具有重要的意義。處于不同生境中的灌叢沙堆形態特征存在很大差異[11-12]，而沙堆基本形態參數、面積、體積、高度等之間的相關關系在表明沙堆所處的階段和環境狀況[13]的同時也能反映其生物量的多少。對荒漠草地、沙漠和戈壁分布的白刺灌叢沙堆基本形態和尺度的研究表明相互間差異明顯，戈壁生境的沙堆單體規模最小，荒漠草地的最大，沙漠居中[14]。不同演化階段灌叢沙堆形態參數及其變化趨勢、植被蓋度等存在很大的差異，處在發育階段和活化階段的灌叢沙堆的高度隨水平尺度的變化規律不盡相同[15]，但是沙堆體積大小隨植株高度和蓋度的逐漸增加而顯著的增大[16]，說明環境變化可以通過灌叢沙堆的地貌特征和形態反映出來，而對沙漠中不同類型的灌草丘的地貌特征和形態的研究也反映了沙漠化的發展趨勢。

1.3空間格局研究

通過格局分析可揭示出種群個體空間分布的數量特征及與各種環境因子的相互關系，反映環境空間結構的異質性和植物選擇生境的內在特性。空間異質性在不同尺度上具有不同的格局特征，其生物學特征及生態學過程隨之也產生了異質性，通過對灌叢沙堆小尺度上空間分布格局的研究可以為大尺度上的生態學格局特征與發育過程提供機制方面的一些解釋[17]。黃河河岸與庫布齊沙漠之間生態過渡帶上的白刺灌叢沙包空間格局分布呈逐漸破碎化，表明遭受到了不同程度的破壞，沙堆表現出一定程度的退化[18]。不同的生境中，環境因素對空間異質性產生較大的影響，灌叢沙堆的格局分布不盡相同。例如，處于沙漠低地和固定沙地的白刺灌叢沙堆的斑塊大小和空間格局分布就存在明顯的差異；生長在戈壁生境中的檉柳沙堆相互分隔呈斑塊狀分布，而在沙漠生境中則呈沙丘鏈狀分布，格局較明顯。不同演化階段灌叢沙堆的水平空間分布、表層土壤水分及灌叢形態特征的差異可以揭示不同演化階段灌叢沙堆的變化趨勢，也可用來作為沙堆不同發育階段[19]的指示指標。天然降水和地表徑流對大尺度上空間格局的影響作用不言而喻，但是局地微地形的環境因子對灌叢沙堆的空間格局塑造也起著非常重要的作用，土壤表層水分、地下水位埋深、沙埋、風蝕和植被蓋度等導致局地微地形的差異，進而影響土壤水分局地變異，引響植物的分布和生長狀況，而植物根系、枝條密度等因素有導致了灌叢沙堆的空間異質性。

野外開展植被調查工作，調查面積小且具有局限性，而大面積的調查研究工作需要依靠目前比較成熟的遙感技術。通過圖像處理結合數學模型，對植物個體的空間信息進行提取進而對其空間格局進行分析，這種方法比較適合干旱半干旱地區植物沙堆空間格局的研究，并具有較好的效果[20]。因此，遙感技術被廣泛的運用到旱區灌叢沙堆空間格局的研究中是一種非常有效的研究手段。

1.4沙物質沉積特征研究

沉積物粒度分布特征可以綜合反映沉積區域物質來源、沉積區水動力環境、微粒輸移能力和輸移路線等特征。長期以來，對黃土、湖泊沉積物粒度的研究結論表明沉積粒度的變化對氣候干濕變化的指示作用較為明顯[21]。風積物的粒度是恢復古環境和古氣候狀況的重要指標[22]，粒度參數與沉積物的形成環境有很好的相關性[23]，因此，通過對沉積物粒度分布特征的研究可以為我們了解和認識歷史時期沉積物所處的沉積環境提供很好的參數指標。

灌叢沙堆不同部位的粒度組成與其周圍的風況條件和物質來源有很大關系，而植被蓋度、地形等也會對沙堆的土壤物理性質產生影響[24]。灌叢沙堆沉積物來源于沙堆附近丘間地或周邊地區，經過風力的初步分選、打磨和吹蝕，在植物灌叢的阻擋下逐漸形成沙堆，隨著灌叢沙堆的逐漸形成其前后流場結構發生變化，進而在灌叢沙堆的不同部位呈現出相應的粒度特征。灌叢沙堆的沉積物粒度相對與丘間地平均粒徑較粗，磨圓度和分選性較差，但是其沙堆沉積物礦物成分與附近周邊的沙源物質成分基本一致，因此，風沙流攜帶的沙物質在丘間地和沙堆之間的重新分布是灌叢沙堆形成的一個重要過程[25-26]。灌叢沙堆表面不同部位沉積物的粒度參數在沙堆斷面呈現出有規律的變化，迎風坡各部位的粒徑比背風坡相應部位的粗，而頂部的粒徑細，這種變化是沙堆形態、氣流和植物共同作用的結果，并受制于主風和次主風的交替作用。灌叢沙堆沉積物屬短距離風力搬運、分選產物。沙堆表層沉積物平均粒徑由迎風坡腳至背風坡腳趨于變細，由沙堆頂部垂直向下至底部趨于變粗，這些沙粒度特征參數以及粒級分布曲線變化等可反映部分環境要素的變化過程[22]。

1.5灌叢沙堆的生態效益

1.5.1灌叢“肥島”效應，增加了土壤養分在干旱、半干旱區灌木或喬木冠幅下所形成的灌叢沙堆“肥島”(fertile islands)效應顯著[27]。“肥島”的實質是土壤資源水平分布的局部異質性顯著的表現，其形成和發展是一個資源逐漸自生的動態過程，這種自生的過程是由灌木的擴散過程形成的，兩者之間是一種正反饋作用[28]。干旱荒漠生態系統中灌叢下和灌叢間土壤養分的時空動態是探討“肥島”養分過程及其形成機制的重要依據。在空間分布上，灌叢下土壤較灌叢間土壤具有更高的養分含量(C，N，P等)及陽離子；在時間尺度上，灌叢群落發育的時間愈長，土壤養分的空間自相關愈明顯[29-30]；尤其在以水分為限制因子的荒漠生態系統中，由于水分匱乏導致土壤養分元素不能被植物充分吸收利用而產生富集，使得土壤養分的空間異質性分異明顯，這種分異也使的灌叢植物，如白刺根系產生了適應性的空間分化，使其適應不同流動的沙堆[31-32]。隨著灌叢向沙漠逐步過渡，肥島效應逐漸削弱直至消失，但是肥島的存在也為該地區群落演化提供了必要的條件。因此，研究不同灌木植物對土壤養分的利用特征和養分在根際微域環境中的變化，對揭示灌叢沙堆中土壤養分的保護和有效利用機制，以及植被的恢復重建等都有重要的生態學意義。

1.5.2灌叢“庇護”效應，增加了物種多樣性灌叢沙堆“肥島”效應逐漸顯現的過程中周圍的微環境也隨之發生變化，灌叢提高了水分入滲率，而土壤水分異質性的加強在利于自身的生存和繁衍的同時也為草本植物在灌叢下的侵入、蓄積、生存提供了良好的條件，從而有利于草本植物在灌叢內的定居和恢復，這就是灌叢的“庇護”效應。在流動沙地中由于沒有阻擋物，種子很難停留在沙層表明，但是在灌草叢的“庇護”效應下停留在灌叢內，因此，灌叢內與灌叢外相比灌叢內植物在蓋度、高度、密度、物種數以及土壤種子庫等方面明顯高于灌叢外圍，并由灌叢內向灌叢外呈現出明顯下降的趨勢[33-34]。正因為灌叢對下層草本植物的這種“庇護”作用，不僅豐富了沙地植物的多樣性，為退化植被的恢復提供了重要的物種資源，也對維系沙地植被的穩定具有重要的作用。

1.5.3灌叢防風固沙功效，維護了沙地生態平衡與穩定在干旱荒漠地區，灌叢沙堆改變了沙地表面地貌特征，增加了下墊面粗糙度，對氣流產生了障礙，通過自身起到降低風速、阻止流沙遷移、截獲凋落物、防風固沙的作用。民勤綠洲邊緣地帶天然白刺灌叢沙堆可以使風速連續降低，在背風面可降低達40%以上，具有明顯的防風固沙作用，而由不同灌木構成的灌木群落則具有明顯的保護和改善沙地生態環境的良好功效。灌叢植物對風沙活動的影響十分復雜，從植物自身角度來講其分布方式、疏透度、植株形態特征等與風沙流密切相關，而環境因素如風向、微地形、水文特征等也與風沙活動密切相關[35]，因此，需要大量的野外觀測和研究才能更深入了解灌叢植物對風沙活動的影響。

1.6灌叢沙堆與環境演變研究

隨著對灌叢沙堆研究的不斷深入，沙堆“年層”由于蘊含著豐富的環境信息可以作為干旱區風沙氣候、環境演變歷史的一種良好的載體日益被國內外學者所關注[36-37]。對灌叢沙堆沉積剖面中的古風成沙、檉柳葉層、炭化層等沉積特征的研究可以恢復區域古環境演變歷史。靳建輝等[38]利用風沙沉積粒度和地球化學元素兩個環境代用指標，初步建立了風沙氣候環境演變序列，表明灌叢沙堆記錄的風沙氣候環境演化序列與北疆其他全新世沉積記錄有較好的一致性。

沙包紋層沙粒度特征可以較為明確的反映沉積動力結果，進而反演出歷史時期的環境狀況。用檉柳沙包沉積物年層的粒度特征和礦物組成等可以研究區域環境變化狀況[36]：沙層沉積厚度較薄表明這段時間風力較弱，下墊面狀況良好，輸沙量較低，這一時段氣候相對濕潤，土壤水分含量較好；當沙層沉積較厚時，表示該時段風力較強，風沙流含量高，輸沙量較大，氣候相對干旱，降水少，地表干燥，易于被風蝕形成風沙流。在沙包發育過程中受到植被條件、大氣溫濕度變化等環境因素的影響，使得粒度分布變化的關系存在不確定性，在研究過程中還需借助其它指標如枯枝落葉的C，H，N，C/N和穩定13C值等進行綜合分析，以此恢復不同時期區域環境氣候要素的演變過程。

2　灌叢沙堆研究展望

綜上所述，目前對我國干旱荒漠地區灌叢沙堆的研究已經取得了很多進展，研究理論正逐步趨向完善，研究層面和深度也在逐步的拓展和深入。從灌叢沙堆當前研究內容和趨勢分析，今后仍需從以下幾個方面做進一步的研究和探討。

2.1灌叢沙堆形成與演變過程的內部機制研究

灌叢沙堆的形成、發展與演化受到多種因素的影響與制約，雖然通過風洞模擬的手段完善了灌叢沙堆的動力學及形成演化規律，但是僅停留在表面氣流特征和風蝕堆積平衡等某一因素作用下定性的描述以及推理階段。加強對灌叢沙堆演化過程中的土壤、植被、水分的變化特征及其不同影響因素耦合關系過程的研究，將進一步完善灌叢沙堆動力學形成的機理與機制。灌叢沙堆是較為復雜的土壤—植被—大氣連續體(SPAC)，土壤溫度和水分變化因沙堆形態特征差異和沙堆部位的不同而空間異質性較強，因此土壤水熱遷移與轉化過程較為復雜，盡管對檉柳和白刺灌叢沙堆SPAC系統水熱傳輸和蒸散特征的變化規律進行了分析和模擬研究[39]，但對灌叢沙堆內部水熱結構特點、發生原理和動態變化機制仍需要更深入的認識，因此，今后對灌叢沙堆內部變化機制與機理的研究將對進一步加深對灌叢沙堆演變過程的研究具有重要的意義。

2.2灌叢沙堆的環境指示作用研究

草地灌叢化可作為草地環境退化的標志之一，但是其可靠度和靈敏度仍需定量的研究。灌叢沙堆與環境因素密不可分，不同類型地貌的灌叢沙堆可以反映區域環境狀況。隨著草地生產力的下降，草原生態的逐步退化伴隨著灌叢沙堆的逐漸出現表現出草地植被和土地的退化，很多學者探討利用灌叢沙堆對區域土地沙漠化和草原退化進行監測和評價。但是在極端干旱荒漠環境中灌叢沙堆的廣泛發育和分布可能表明該區域生態環境的穩定，在沙漠過渡地帶又代表了流動沙丘趨于穩定、土地綠洲化或者指示水土條件較好的環境變化趨勢[11-12]。灌叢沙堆是野外易于觀測的地貌形態，如何將灌叢沙堆的發育與土壤風蝕和土地荒漠化相聯系，如何去界定這種指示作用，它的可靠度和靈敏度怎樣還需要進一步的去驗證和研究。

2.3荒漠灌叢群落維持與更新機理研究

當前，在自然因素和人為干擾下灌叢沙堆面積在逐漸的減少。在自然條件下灌叢植被的生長、發育和衰退是一個漸進緩慢的過程，而人類對荒漠土地的開發導致了沙堆快速解體。當前對灌叢沙堆更新機理的研究較少，對灌叢沙堆采取的人工輔助保育措施和方法僅限于圍欄、放牧或人工平茬等較為簡單的層面，這些恢復研究工作顯然與灌叢沙堆在中國干旱區分布面積的廣闊性不相稱。灌叢植被群落穩定和更新與光、熱、水、氣、土等多種生態因子密切相關，哪一種生態因子在維持灌叢群落穩定和更新過程中起主導作用，其驅動作用機理仍然不太明確，因此進行荒漠灌叢群落維持與更新機理研究，開展不同恢復保育模式與技術體系研究，是當前對灌叢沙堆保育技術研究與實踐較為迫切的需要，同時也可為荒漠化防治實踐工作提供較為深入的理論依據。

2.4灌叢沙堆對區域環境演變和生態穩定作用的響應機制研究

灌叢沙堆的形成發育與氣候變化和人類活動的關系十分密切，灌叢沙堆尤其是檉柳沙堆年層粒度時空變化反應了區域風沙環境的多樣性變化，在重建百年尺度上的溫度降水時空變化過程獲得了更為客觀、可信的氣候環境變化信息[40]，使得灌叢沙堆在風沙環境變化中的指示作用進一步凸顯。灌叢沙包年層所蘊含的氣候環境變化序列較為短暫(近百年)，通過“年層”計年可以從當前年份推知過去的某個年代，但是缺少一個明確的“標準”年份，即過去的某個時間點，這就使得年限界定較為模糊，年代誤差較大，不能明確界定過去某個時間段，因此，今后結合地質學方法對灌叢沙堆“標準”年代年層的確定、建立更大尺度內沙包形成過程反映的氣候環境演變和在全球氣候變化條件下灌叢沙堆對區域環境和生態穩定作用的響應機制如何將會受到更多研究的關注。灌叢沙堆在發生和發展的演變過程中碳源/匯功能在當前全球氣候變暖的背景下日益受到重視，對不同類型灌叢沙堆變化過程中內部水熱因子的響應、土壤碳通量變化的研究將有助于了解區域生態過程和與全球氣候變化的內在聯系[41]，而對灌叢沙堆研究也將從對沙堆個體的小尺度研究逐漸的拓展到與環境因素、氣候變化和生態演變等相結合的大尺度研究的層面上來。

[1]Tengberg A, Chen D. A comparative analysis of nebkhas in central Tunisia and Northern Burkina Faso[J]. Geomorphology， 1998, 22(2): 181-192.

[2] Nickling W G, Wolfe S A. The morphology and origin of Nabkhas, Region of Mopti, Mali, West Africa[J]. Journal of Arid Environments， 1994, 28(1): 13-30.

[3]武勝利，李志忠，肖晨曦，等.灌叢沙堆的研究進展與意義[J].中國沙漠，2006,26(5):734-738.

[4]Langford R P. Nabkha(coppice dune) fields of south-central New Mexico, USA[J]. Journal of Arid Environments， 2000, 46(1): 25-41.

[5]李志忠，武勝利，肖晨曦，等.新疆和田河流域灌叢沙堆風洞流場的實驗研究(Ⅰ)[J].中國沙漠，2007,27(1):9-14.

[6]王彥閣，楊曉暉，于春堂，等.白刺屬植物現狀、生態功能及保護策略[J].水土保持研究，2007,14(3):74-78.

[7]Hesp P. Morphodynamics of incipient foredunes in New South Wales, Australia[C]∥Brookfield M E, Ahlbrandt T S. Aeolian Sediments and Processes. Amsterdam: Elsevier, 1983.

[8]董治寶，Fryrear D W，高尚玉.直立植物防沙措施粗糙特征的模擬實驗[J].中國沙漠，2000,20(3):260-264.

[9]韓磊，張媛媛，馬成倉，等.狹葉錦雞兒(Caraganastenophylla)灌叢沙堆形態發育特征及固沙能力[J].中國沙漠，2013,33(5):1305-1309.

[10]李志忠，武勝利，王曉峰，等.新疆和田河流域檉柳沙堆的生物地貌發育過程[J].地理學報，2007,62(5):462-470.

[11]謝國勛，羅維成，趙文智.荒漠草原帶沙源及灌叢對灌叢沙堆形態的影響[J].中國沙漠，2015,35(3):573-581.

[12]岳興玲，哈斯，莊燕美，等.沙質草原灌叢沙堆研究綜述[J].中國沙漠，2005,16(5):738-743.

[13]劉冰，趙文智，楊榮.荒漠綠洲過渡帶檉柳灌叢沙堆特征及其空間異質性[J].生態學報，2008,28(4):1446-1455.

[14]張萍，哈斯，岳興玲，等.白刺灌叢沙堆形態與沉積特征[J].干旱區地理，2008,31(6):926-932.

[15]杜建會，嚴平，俄有浩.甘肅民勤不同演化階段白刺灌叢沙堆分布格局及特征[J].生態學雜志，2007,26(8):1165-1170.

[16]高永，黨曉宏，虞毅，等.烏蘭布和沙漠東南緣白沙蒿(Artemisiasphaerocphala)灌叢沙堆形態特征與固沙能力[J].中國沙漠，2015,35(1):1-7.

[17]Wiens J A, Kotliar N B. Multiple Scales of Patchiness and Patch Structure: A Hierarchical Framework for the Study of Heterogeneity[J]. Oikos， 1990, 59(2): 253-260.

[18]于春堂，楊曉暉，尹偉倫，等.鄂爾多斯高原北緣唐古特白刺灌叢沙包的空間分布格局分析[J].北京林業大學學報，2008,30(5):39-44.

[19]彭飛，王濤，劉立超，等.民勤荒漠綠洲過渡帶白刺灌叢沙堆演化階段及其空間格局[J].中國沙漠，2012,32(3):594-599.

[20]楊曉暉，于春堂，慈龍駿.基于柵格數據的沙漠—河岸過渡帶白刺沙堆空間格局分析[J].林業科學，2009,45(8):1-8.

[21]鹿化煜，安芷生.洛川黃土粒度組成的古氣候意義[J].科學通報，1997,42(1):66-69.

[22]趙元杰，夏訓誠，王富葆，等.羅布泊地區紅柳沙包紋層沙粒度特征與環境指示意義[J].干旱區地理，2007,30(6):791-796.

[23]肖晨曦，李志忠.粒度分析及其在沉積學中應用研究[J].新疆師范大學學報：自然科學版，2006,25(3):118-123.

[24]毛東雷，雷加強，李生宇，等.新疆策勒綠洲沙漠過渡帶地表沙物質理化性質空間差異[J].中國沙漠，2015,35(1):136-144.

[25]Khalaf F I, Misak R, Al-Dousari A. Sedimentological and morphological characteristics of some nabkha deposits in the northern coastal plain of Kuwait, Arabia[J]. Journal of Arid Environments， 1995, 29(3): 267-292.

[26]Dougill A J, Thomas A D. Nebkha dunes in the Molopo Basin, South Africa and Botswana: formation controls and their validity as indicators of soil degradation[J]. Journal of Arid Environments， 2002, 50(3): 413-428.

[27]Valiente B A, Bolongaro C A, Briones O, et al. Spatial relationships between cacti and nurse shrubs in a semi-arid environment in central Mexico[J]. Journal of Vegetation Science. 1991, 2(1): 15-20.

[28]Schlesinger W H， Reynolds J F， Cunningham G L, et al. Biological feedbacks in global desertification[J]. Science， 1990, 47(4946): 1043-1048.

[29]Schlesinger W H, Cross A F. On the spatial pattern of soil nutrients in desert eco-systems[J]. Ecology， 1996, 77(2): 364-374.

[30]Xie G, Steinberger Y. Temporal patterns of C and N under shrub canopy in a loessial soil desert ecosystem[J]. Soil Biology & Biochemistry， 2001, 33(10): 1371-1379.

[31]張莉燕，盛建東，武紅旗，等.新疆檉柳立地土壤養分的空間變異特征[J].林業科學，2009,45(3):54-60.

[32]劉耘華，楊玉玲，盛建東，等.北疆荒漠植被梭梭立地土壤養分“肥島”特征研究[J].土壤學報，2010,47(3):545-554.

[33]左小安，趙學勇，趙哈林，等.沙地退化植被恢復過程中灌木發育對草本植物和土壤的影響[J].生態環境學報，2009,18(2):643-647.

[34]Maestre F, Cortina J. Remnant shrubs in Mediterranean semi-arid steppes: effects of shrub size, abiotic factors and species identity on understorey richness and occurrence[J]. Acta Oecologica， 2005, 27(3): 161-169.

[35]王升堂，鄒學勇，張春來，等.民勤綠洲邊緣帶灌叢沙丘防風作用研究[J].地理科學,2007,27(1):104-108.

[36]夏訓誠，趙元杰，王富葆，等.羅布泊地區紅柳沙包年層的環境意義探討[J].科學通報,2005,50(19):2176-2177.

[37]Wang Xunming, Xiao Honglang, Li Jinchang, et al. Nebkha development and its relationship to environmental change in the Alaxa Plateau, China[J]. Environmental Geology, 2008, 56(2): 359-365.

[38]靳建輝，曹相東，李志忠，等.艾比湖周邊灌叢沙堆風沙沉積記錄的氣候環境演化[J].中國沙漠,2013,33(5):1314-1323.

[39]王兵.綠洲荒漠過渡區水熱平衡規律及其耦合模擬研究[D].北京：中國林業科學研究院,2002.

[40]張錦春，姚拓，劉長仲，等.庫姆塔格檉柳沙包年層穩定碳同位素與氣候環境變化[J].生態學報,2014,34(4):943-952.

[41]靳虎甲，馬全林，張有佳，等.石羊河下游白刺灌叢演替發育過程的土壤呼吸及其影響因素分析[J].中國沙漠,2012,32(1):140-147.

Progress and Prospects of Desert Nebkhas Research in Arid Areas

SUN Tao1,2, TANG Jinnian1,2, HAN Fugui1, ZHANG Jinchun1,GUO Shujiang3, DUAN Xiaofeng3， ZHANG Yunian1， ZHANG Yinghua1

(1.GansuDesertControlResearchInstitute，StateKeyLaboratoryofDesertificationandAeolianSandDisasterCombating,Lanzhou，Gansu730070，China; 2.InstituteofDesertificationStudies,ChineseAcademyofForestry,Beijing100091,China; 3.MinqinNationalResearchStationforDesertSteppeEcosystem,Minqin,Gansu733300,China)

[Objective] Nebkhas, a kind of dune that is commonly distributed in arid desert areas. In this article, its forming process, morphological characteristics, ecological effects and environmental evolution were reviewed and summarized to provide knowledges for the research of its ecological mechanism and the ecological stabilization. [Method] Literatures were reviewed and summarized with regard to the development process and the formation mechanism of the nabkhas in the arid desert region. [Results] The formation and development of nebkhas, the morphology, spatial distribution, sediment characteristics were reviewed. And various ecological effects of nebkhas and the related regional environmental evolution were described. The trend of nebkhas research was prospected. [Conclusion] Research of nebkhas evolution in arid land was expected to help us to understand more about the interior relationship between the process of regional eco-environmental change and global climate change in the future.

nebkhas; desert region; development process; ecological effect; environmental evolution

2015-12-04

2015-12-23

國家自然科學基金青年項目“干旱區白刺灌叢沙堆發育過程的土壤呼吸時空變化特征及其影響因素”(31300595); 國家自然科學基金地區項目“庫木塔格沙漠第四紀地層沉積特征記錄的沙漠演化過程”(41262008); 甘肅省基礎研究創新群體項目(1506RJIA155)

孫濤(1978—),男(漢族),甘肅省永昌縣人,博士研究生,副研究員,主要從事荒漠生態、荒漠植被恢復及荒漠化防治研究工作。E-mail:suntaosuny@163.com。

A

1000-288X(2016)04-0351-06

P931.3