烏蘭布和沙漠東北緣起沙風風況及輸沙特征

羅鳳敏，高君亮，辛智鳴，邊 凱，郝玉光，劉 芳

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烏蘭布和沙漠東北緣起沙風風況及輸沙特征

羅鳳敏，高君亮，辛智鳴，邊 凱，郝玉光※，劉 芳

（內蒙古磴口荒漠生態系統國家定位觀測研究站/中國林業科學研究院沙漠林業實驗中心，磴口 015200）

輸沙勢（DP）是衡量區域風沙活動強度的重要指標，為探明烏蘭布和沙漠東北緣風沙活動強度特征，評估區域風能狀況，該論文基于“內蒙古磴口荒漠生態系統國家定位觀測研究站”2013－2017年監測的風速、風向及輸沙量數據，對烏蘭布和沙漠東北緣的起沙風風況、輸沙勢及輸沙率特征進行深入研究。研究結果如下：1）研究區年均起沙風風速為6.77 m/s，年均起沙風頻率為19.74%，最大風速為20.76 m/s，三者均以春季最高，是主要的風沙活動期，秋季次之，夏季與秋季較為接近，冬季最小；2）研究區四季起沙風風向與全年起沙風風向一致，均以偏東風（NNE，NE，ENE，E）和偏西風（SW，WSW，W，WNW）為主；3）研究區年輸沙勢（DP）和年合成輸沙勢（RDP）分別為183.38和73.41 VU，屬于低風能環境，年方向變率指數（RDP/DP）為0.40，屬于中比率，年合成輸沙勢方向（RDD）111.15°，為ESE方向，表明烏蘭布和沙漠東北緣沙物質主要朝東南偏東方向輸移；年輸沙勢和年合成輸沙勢的季節變化特征和月變化特征均為春季顯著高于其他季節；（4）16方位實測輸沙率為35.11 kg/m·d，WNW方向的輸沙率最大，春季輸沙率顯著高于其他季節。

風；侵蝕；起沙風；輸沙勢；輸沙量；輸沙率；烏蘭布和沙漠

0 引 言

風沙活動對土地沙漠化和沙塵天氣趨勢有重要的影響[1]，風是近地層風沙活動和風沙地貌形成的動力因子[1-3]。查明區域近地層風況特征，系統評估區域風能環境，不僅是研究區域風沙活動特征及風沙地貌形成與演化過程的關鍵環節，而且是制訂區域風沙災害防治體系的重要依據[2-5]。

風沙流研究中，常用輸沙勢（DP）衡量區域風沙活動強度及風沙地貌演變趨勢的重要指標[6-8]，已被國內外眾多學者廣泛使用。國外關于輸沙勢的研究主要在尼羅河河谷和三角洲?科威特沙漠以及埃及El-Khanka等地區展開[9-11]；國內關于輸沙勢的研究主要在呼倫貝爾沙地[12]、科爾沁沙地[13]、毛烏素沙地[14]、柴達木盆地[15]、騰格里沙漠[16]、古爾班通古特沙漠[17]、庫姆塔格沙漠[3,18]、塔克拉瑪干沙漠[19]?巴丹吉林沙漠[2]以及中國北方等地區[8,20]展開，而關于烏蘭布和沙漠輸沙勢方面的研究目前未見報道。

烏蘭布和沙漠總面積約1.0×104km2，是中國干旱區沙漠化發展嚴重地區之一，同時又是中國沙塵發生源區，西沙東移的主通道和中轉區[21-22]。烏蘭布和沙漠的流沙以每年約8～10 m的速度東侵南擴，嚴重地影響了黃河在河套平原地區的正常通流，給當地防凌防汛任務形成了巨大壓力；對包蘭鐵路、京藏高速、110國道以及黃河三盛公水利樞紐等國家重要基礎設施也造成了嚴重威脅。研究結果顯示，烏蘭布和沙漠前沿流動沙丘直接進入黃河河道的長度己從1985年的36 km增加到目前的46 km左右，在西北風的作用下，每年向黃河侵泄的流沙，己從20世紀的6000多萬噸增加到現在的近億噸，使磴口段黃河干流河床高出地面2 m，部分河床已高出河床平原地區10 m左右，形成了名副其實的地上“懸河”[23-24]。面對如此嚴重的沙害現狀，眾多研究者在烏蘭布和沙漠已開展了大量風沙方面的研究，如：風沙運移特征[25]、沿黃區域風沙活動[26]、風沙流結構[27]、近地層風速特征[28]、土壤風蝕特征[29]等，但由于野外監測條件等因素制約，目前這些研究大多都是針對短期、甚至是一次風沙活動的研究，缺少長期、連續監測數據對該區域風沙活動進行研究，特別是關于輸沙勢方面的研究目前未見報道。因此，基于長期定位的風沙數據來分析研究烏蘭布和沙漠東北緣的風況及輸沙勢特征，可以為區域內開展防沙治沙工作提供數據支撐。

鑒于此，本研究基于“內蒙古磴口荒漠生態系統國家定位觀測研究站”（簡稱磴口站）近5 a（2013－2017年）監測的風速、風向及輸沙量數據，對烏蘭布和沙漠東北緣起沙風風況及輸沙勢特征進行了分析，深入探究研究區的風沙活動狀況，評價了該地區風沙強度特征。該研究結果對烏蘭布和沙漠東北緣地帶制定科學的防沙治沙對策與方法，及維護區域生態安全具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

本研究的定位監測站位于烏蘭布和沙漠東北緣，行政區劃隸屬于內蒙古自治區巴彥淖爾市磴口縣（圖1）。該區域屬溫帶大陸性季風氣候，干旱少雨，降水分配不均，季節溫差大；溫濕同期，日照充足；風沙活動強烈，土壤以風沙土為主。磴口站多年氣象資料統計結果顯示：平均氣溫7.8 ℃，最高氣溫39 ℃，最低氣溫?29.6 ℃，年均降水量140.3 mm，年均蒸發量2 380.6 mm，年均風速3.7 m/s，瞬時風速最高可達24 m/s，年均大風日數12.5 d，風沙是主要自然災害。天然植被以旱生和超旱生的荒漠植被為主，如：白刺（Bobr.）、油蒿（Krasch.）等；人工植被以楊樹（）、梭梭（(C.A.Mey.) Bge.）等沙旱生灌木為主[28]。

圖1 烏蘭布和沙漠東北緣風沙觀測場位置

1.2 數據來源及分析

1.2.1 數據來源

本文所用2013－2017年的風速、風向原始數據均取自于磴口站（40°19′36.12"N，106°47′32.28"E，海拔1 045 m）風沙監測塔上安裝的Windsonic二維超聲風速風向傳感器，啟動風速0.01 m/s，精度12 m/s時，量程（0～60 m/s，0～359°），分辨率（0.01 m/s，1°）。數據采集頻率為10 min，觀測高度為12 m。由于觀測儀器故障，因此出現個別月份的觀測數據不夠完整，因此起沙風頻數的計算采用起沙風出現時數與風速風向總統計時數的百分比表示。

1.2.2 數據計算分析方法

1）輸沙勢計算

將2013－2017年的原始風速、風向數據以10 min為統計單位，參考相關研究[30]，計算每月風速≥5 m/s的起沙風的平均風速、最大風速及起沙風頻率。統計計算N、NNE、NE、ENE、E、ESE、SE、SSE、S、SW、SSW、WSW、W、WNW、NW和NNW 16個方位起沙風頻率，為了更好地表述風速風向分布特征，每個方位的起沙風均按照5 m/s≤＜7 m/s，7 m/s≤＜9 m/s，9 m/s≤＜11 m/s，≥11 m/s 4個風速段進行分段統計，根據以上統計分析數據繪制起沙風玫瑰圖。輸沙勢計算公式[31-32]如下

式中DP為輸沙勢，以矢量單位VU表示；和V分別為起沙風風速和臨界起沙風風速，單位為節（1節≈0.5 m/s）；為起沙風時間，用觀測時段內所觀測的起沙風時間數與總觀測時間數的百分比表示。

根據統計的16個方位的起沙風頻率，計算每個方位的輸沙勢，然后根據矢量合成法則合成16個方位的輸沙勢，得到合成輸沙勢（RDP）和合成輸沙勢方向，合成輸沙勢與輸沙勢的比值為方向變率指數（RDP/DP）。依據合成輸沙勢將區域風能環境可劃分為高?中?低3個級別，對應的合成輸沙勢范圍分別為>400、200～400和<200 VU，方向變率指數劃分為大（≥0.8）、中（0.3～0.8）、小（≤0.3）3個級別[33]。本文采用中國氣象學上四季劃分方法[34]，即3－5月為春季，6－8月為夏季，9－11月為秋季，12月－翌年2月為冬季。

2）輸沙率計算

為了解決傳統的單方向積沙儀不能全方位連續觀測的問題，本文采用全方位定點積沙儀觀測輸沙量，研究區內放置一臺多向積沙儀，該積沙儀地上部分為為圓柱狀集沙筒（直徑10 cm，高50 cm），每隔22.5°有一個積沙盒（共16個積沙盒），積沙儀集沙口面積為2 cm×2 cm，通過導管與地下部分的收集器相接。積沙儀在2013－2017年期間連續觀測風沙運動規律，每個完整年度內獲取12次輸沙量數據，本文試驗階段共獲取60次輸沙量數據。采集的沙物質樣品采用電子天平稱質量（精度為0.01 g），從而獲得輸沙量數據。輸沙率（單寬輸沙率）計算公式如下

式中為輸沙率，kg/m·d；為集沙量，kg；為積沙儀進沙口寬度，m；?為時間，d。

采用Exce1 2016軟件整理分析風速、風向及輸沙量數據，利用Origin 8軟件繪制風向玫瑰圖、輸沙勢玫瑰圖及輸沙率圖。

2 結果與分析

2.1 烏蘭布和沙漠東北緣風況特征

2.1.1 起沙風年內分布及風速變化特征

2013－2017年期間，研究區各月起沙風頻率及風速變化特征存在差異（圖2）。平均風速是衡量區域風沙活動強度的指標之一，可用年平均和月平均風速等表示不同時間尺度的風速變化。研究區年均起沙風風速為6.77 m/s，起沙風的月均風速變化較小，在6.27～7.30 m/s之間波動，最大值出現在5月份（7.30 m/s），最小值出現在1月份（6.27 m/s）；春季平均風速最高（7.10 m/s），秋季次之（6.81 m/s）；夏季與秋季平均風速較為接近（6.64 m/s），冬季最小（6.53 m/s）。年均起沙風頻率為19.74%，1－5月起沙風頻率呈現增加趨勢，5－9月呈現減小趨勢，9－11月又呈現增加趨勢，5月最高（28.40%），11月次之（27.90%），9月最小（12.46%）；就季節而言，春季最高（24.63%），秋季次之（18.65%），夏季（18.06%）與秋季較為接近，冬季最小（17.61%）。起沙風最大風速與起沙風頻率變化趨勢一致，1－5月呈現增加趨勢，5－9月呈現減小趨勢，9－11月又呈現增加趨勢，最大值出現在5月（20.76 m/s），4月次之（19.38 m/s），1月最小（11.86 m/s）；就季節而言，春季最高（18.43 m/s），夏季次之（16.06 m/s），秋季與夏季較為接近（15.84 m/s），冬季最小（13.60 m/s）。在春季，氣壓活動中心位置不穩定，天氣系統頻繁過境，因此導致大風天氣較其他季節增多。

圖2 起沙風月際變化（2013－2017）

2.1.2 年起沙風風向玫瑰圖

風速決定近地層風沙運動，但風向決定風沙運動的方向，對風沙運動而言具有同樣至關重要的作用。通過對烏蘭布和沙漠東北緣風向資料的統計分析可知（圖3），2013－2017年期間，研究區主要以偏東風（NNE，NE，ENE，E）和偏西風（SW，WSW，W，WNW）為主，這2組風向占全年風向的79.50%，其中偏東風占28.90%，偏西風占50.60%。偏東風中以NE為主，而偏西風中的四個風向分布較為均勻，所占比例相近。

圖3 烏蘭布和沙漠東北緣全年起沙風玫瑰圖（2013－2017）

2.1.3 季節起沙風風向玫瑰圖

2013－2017年期間，研究區四季起沙風風向與全年起沙風風向一致，均以偏東風（NNE，NE，ENE，E）和偏西風（SW，WSW，W，WNW）為主（圖4），這2組風向累計占春、夏、秋、冬起沙風頻率的75.51%，70.56%，84.63%，86.37%，其中偏東風占春、夏、秋、冬起沙風頻率的31.24%，43.12%，22.90%，20.55%，偏西風占春、夏、秋、冬起沙風頻率的44.27%，27.44%，61.72%，65.83%。

圖4 烏蘭布和沙漠東北緣各季節起沙風玫瑰圖（2013－2017）

起沙風風向在春、夏季具有較高的相似性，均表現為風向多變，而秋、冬季相對而言則起沙風風向相對集中，季節差異性主要表現在起沙風頻率與主風向組成結構兩個方面，由此導致了研究區起沙風的季節性變化特征。春季起沙風占全年起沙風頻率的29.49%，偏西風占主導地位，其中NE方向所占比例最高（17.74%），其次為WNW方向（14.03%）；夏季起沙風占全年起沙風頻率的20.22%，偏東風占主導地位，其中NE方向所占比例最高（24.49%），其次為WNW方向（9.52%）；秋季起沙風占全年起沙風頻率的26.88%，偏西風占主導地位，其中W方向所占比例最高（16.76%），其次為SW方向（16.23%）；冬季起沙風占全年起沙風頻率的23.40%，偏西風占主導地位，其中SW方向所占比例最高（20.80%），其次為WSW方向（18.26%）。

2.2 烏蘭布和沙漠東北緣風沙活動強度

2.2.1 烏蘭布和沙漠東北緣年輸沙勢

輸沙勢對區域內風沙活動強度以及風沙地貌形成的研究起著至關重要的作用，而輸沙勢則是通過分析年輸沙勢?月輸沙勢?合成輸沙勢?合成輸沙勢方向以及風向變率等具體指標進而對研究區域內風沙活動強度進行評價[35]。合成輸沙勢是輸沙勢玫瑰圖中各個方向輸沙勢的矢量合成，反映一個地區的風沙活動強度，合成輸沙勢方向表示輸沙的凈走向，反映區域的沙物質搬運方向[1]。

2013－2017年期間，研究區年輸沙勢和合成輸沙勢分別為183.38VU和73.41VU，根據區域風能分類標準[33]，研究區全年整體上處于低風能環境（圖5），其中以W方向的輸沙勢最大（36.87 VU），WNW方向與W方向輸沙勢相近，其值為（36.79 VU），其次為NE方向（27.88 VU）；年方向變率指數（RDP/DP）為0.40，屬于中比率，風況屬于鈍雙峰或銳雙峰；年合成輸沙勢方向（RDD）為111.15°，為ESE方向，表明全年沙物質整體朝東南偏東方向輸移。

注：DP為輸沙勢，RDP為合成輸沙勢，RDP/DP為方向變率指數。下同。

2.2.2 烏蘭布和沙漠東北緣季節輸沙勢

2013－2017年期間，研究區輸沙勢呈現出季節變化特征，年輸沙勢和年合成輸沙勢季節變化特征與起沙風頻率和平均風速的季節變化趨勢一致，春季輸沙勢和合成輸沙勢顯著高于其他季節（圖6）。春季DP、RDP最大，分別為66.25、32.85 VU，RDD值為116.35°，為ESE方向，方向變率指數為0.50，屬于中比率；其次為秋季，DP、RDP分別為50.78、25.91 VU，RDD值為98.26°，為ESE方向，方向變率指數為0.51，屬于中比率；再次為冬季，DP、RDP分別為34.14、12.09 VU，RDD值為99.21°，為E方向，方向變率指數為0.35，屬于中比率；夏季DP、RDP最小，分別為32.22、6.42 VU，RDD值為166.87°，為SSE方向，方向變率指數為0.20，屬于低比率。結合圖2分析，研究區春季起沙風頻率較高，加之降水少、地表凍土開始融化、地表裸露，在多種因素共同作用為地表風沙運移提供了有利的動力條件以及豐富的沙源，因此春季為研究區最主要的風沙活動期。

圖6 烏蘭布和沙漠東北緣季節輸沙勢（2013－2017）

2.2.3 烏蘭布和沙漠東北緣月輸沙勢

由圖7可知，2013－2017年期間，研究區DP和RDP月變化特征與起沙風頻率和平均風速的月變化趨勢一致。5月DP、RDP最大，分別為27.75、13.66 VU，RDD值為109.97°，為ESE方向，方向變率指數為0.49，屬于中比率；其次為11月，DP、RDP分別為24.96、13.57 VU，RDD值為83.83°，為E方向，方向變率指數為0.54，屬于中比率；4月與11月較為接近，DP、RDP分別為23.79、13.27 VU，RDD值為120.40°，為ESE方向，方向變率指數為0.56，屬于中比率；1月DP、RDP最小，分別為6.99、4.04 VU，RDD值為78.86°，為E方向，方向變率指數為0.58，屬于中比率。從整體變化趨勢上分析，RDD的年內變化趨勢較穩定，主要為偏東方向（ESE、E、ENE），其中ESE方向所占比例較大。

2.2.4 實測輸沙量

由圖8可知，2013－2017年期間，研究區16方位輸沙率為35.11 kg/m·d，以偏北方向（NW，NNW，N，NNE）和偏西方向（SW，WSW，W，WNW）為主，這2組方向分別占總輸沙率的32.87%和30.65%。其中偏西方向以WNW方向的輸沙率最大（3.21 kg/m·d），偏北方向以NW方向的輸沙率最大（3.08 kg/m·d）。在研究階段，輸沙率的計算結果與輸沙勢一致，但是與合成輸沙勢方向不一致，這與謝勝波等人在青藏高原紅梁河地區的研究結果一致[36]。主要是因為實測輸沙率不僅受風速和風向的影響，當地的環境條件與沙源狀況也與之密切相關。

圖7 烏蘭布和沙漠東北緣月輸沙勢（2013－2017）

圖8 烏蘭布和沙漠東北緣年輸沙率和季節輸沙率（2013－2017）

2013－2017年期間，研究區四季輸沙率與年輸沙率一致（圖8），均以偏北方向（NW，NNW，N，NNE）和偏西方向（SW，WSW，W，WNW）為主，這2組方向累計占春、夏、秋、冬總輸沙率的60.12%，76.87%，65.08%，62.27%，其中偏北方向占春、夏、秋、冬總輸沙率的31.59%，30.88%，29.32%，29.68%，偏西方向占春、夏、秋、冬總輸沙率的28.54%，45.98%，35.75%，32.59%。

輸沙率呈現出明顯的季節變化特征，春季輸沙率顯著高于其他季節。春季輸沙率最大，為16.50 kg/m·d，占總輸沙率的47.15%，其中NW和NNW方向的輸沙率最大，分別為1.47和1.46 kg/m·d；其次為冬季（8.03 kg/m·d），其中SW方向的輸沙率最大（0.70 kg/m·d）；夏季最小（4.34 kg/m·d），其中WNW方向輸沙率最大（0.62 kg/m·d）。

3 討 論

風場和沙源供給對于沙丘形態的形成起著至關重要的作用。烏蘭布和沙漠東北部沙丘形態主要是半固定沙丘與梁窩狀沙丘或沙壟相間分布，北部及邊緣地帶有新月形沙丘及沙丘鏈零星分布，流沙集中分布區有復合型縱向沙壟鑲嵌其中，沙壟走向為西北方向[37]，沙壟走向與本研究的輸沙勢方向一致。由于受到大氣環流、下墊面類型和地形地貌等因素的影響，導致不同區域之間的風況存在顯著差異，而風況又是區域風沙地貌特征形成的動力因子[38]，是開展風沙活動強度及規律研究的基礎，而且是制定沙害防治措施的理論依據。2013－2017年期間，烏蘭布和沙漠東北緣春季起沙風的發生頻率最高，風速最大，春季起沙風主要有偏東風（NNE，NE，ENE，E）和偏西風（SW，WSW，W，WNW）2組優勢風向，其中偏西風發生頻次高，風力強勁，是造成該區沙物質向東南方向移動的主導風。而這個方向也正是流沙入侵黃河、鐵路、和公路的方向。因此，建議今后該區域內建設防風固沙體系時應考慮沙障、沿黃防護林等工程措施的走向應該與輸沙凈走向垂直。

輸沙勢是衡量區域風沙活動強度以及風沙地貌演變的重要因子?風沙活動特征與區域下墊面特征相互影響，互為因果[35]，因此不同區域之間的風沙活動特征存在顯著差異。烏蘭布和沙漠東北緣DP和RDP分別為183.38和73.41 VU，屬于低風能環境，RDP/DP為0.40，屬中比率，風況屬于鈍雙峰或銳雙峰。與中國北方其他沙區相比，烏蘭布和沙漠風能環境與科爾沁沙地（DP=180.32 VU）[13]較為接近；高于古爾班通古特沙漠（DP=48.25 VU）[17]、毛烏素沙地（DP=66.75 VU）[14]；低于呼倫貝爾沙地（DP=279.10 VU）[12]、庫姆塔格沙漠（DP=150.01-285.67 VU）[18,39]、柴達木盆地（DP= 284.40 VU）[15]、騰格里沙漠（DP=33.42?358.70 VU）[16]、塔克拉瑪干沙漠（DP=5.40?399.00 VU）[19,40]、巴丹吉林沙漠（DP=34?733.40 VU）[2]。從起沙風頻率、平均風速和輸沙勢來分析，烏蘭布和沙漠年均降水量140.30 mm，年均蒸發量2 380.6 mm，春季風力強勁[41]，天然植被以旱生和超旱生的荒漠植被為主，風動力與降水不同期以及較低的植被蓋度，均會加劇烏蘭布和沙漠風沙災害發生的頻率和強度。

評價中國北方不同沙區的風沙活動特征，并分析其與風沙地貌發育的關系，能夠進一步認識各沙區的風沙活動規律以及風沙地貌區域特征，以期為今后風沙活動強度的評價提供理論依據，并為不同沙區風沙危害的治理措施的提出提供參考，豐富風沙地貌研究的內容。評價區域地表風沙活動強度，不僅要對風速、風向數據進行分析，還需要在野外實地觀測風沙流，同時分析區域地形、植被（蓋度季相變化、類型及其排列方式）、土壤（粒徑、含水量）等因素對風沙活動強度的影響，但是已有的研究表明，沙漠地區關于地表風沙活動特征的研究多集中于風況、輸沙勢、輸沙方向及輸沙量的研究，相關影響因素的研究相對較少，因此，在現有基礎上，應進一步對其影響因素進行深入的探索研究，以期為區域風沙危害的防治與生態系統的恢復和保護提供理論依據。

4 結 論

1）烏蘭布和沙漠東北緣年均（2013－2017年）起沙風風速為6.77 m/s，年均起沙風頻率為19.74%，最大風速20.76 m/s，三者均表現出明顯的季節變化趨勢，且趨勢一致，春季最高，秋季次之，夏季與秋季較為接近，冬季最小；四季起沙風風向與全年起沙風風向一致，均以偏東風（NNE，NE，ENE，E）和偏西風（SW，WSW，W，WNW）為主。

2），烏蘭布和沙漠東北緣全年（2013－2017年）的，輸沙勢DP和合成輸沙勢RDP分別為183.38 VU和73.41 VU，屬于低風能環境，方向變率指數RDP/DP為0.40，屬于中比率，RDD為111.15°，為ESE方向，表明區域沙物質全年朝東南偏東方向輸移；DP和RDP季節變化特征和月變化特征均與起沙風頻率和平均風速的季節變化特征及月變化特征一致，均為春季DP和RDP顯著高于其他季節，5月最大。

3）烏蘭布和沙漠東北緣16方位輸沙率為35.11 kg/m·d，以WNW方向的輸沙率最大（3.21 kg/m·d）；輸沙率呈現出明顯的季節變化特征，春季輸沙率顯著高于其他季節。

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Characteristics of sand-driving wind regime and sediment transport in northeast edge of Ulan Buh Desert

Luo Fengmin, Gao Junliang, Xin Zhiming, Bian Kai, Hao Yuguang※, Liu Fang

(/,,,015200)

The current researches of near surface sand movement pay more attention to the short period and single direction of the blowing sand structure characteristics, but the results were difficult to combine with the long-term geomorphological processes. The sand drift potential (DP) and sediment transport are two important index to reflect windblown sand activity intensity. In order to prove the characteristic of sand-drift activities of the blown-sand movement in the northeast edge of Ulan Buh Desert, we studied the variations of sand-driving wind regime, drift potential and sediment transport rate in the northeast edge of Ulan Buh Desert, and the dates of the annual wind speed, direction and sediment transport data were collected from the “Inner Mongolia Dengkou Desert Ecosystem National Observation Research Station” during 2013-2017. We analyzed the dates by the methods of field observation, laboratory analysis and calculation. The results showed that: 1) the mean speed, frequency and maximum speed of sand-driving wind in the northeast edge of Ulan Buh Desert were 6.77 m/s, 19.74% and 20.76 m/s, respectively. These indexes were all largest in spring, the value were respectively 7.10 m/s, 24.63% and 18.43 m/s, which was main sandstorm activity period, followed by autumn, and were all smallest in winter, the value were6.53 m/s, 17.61% and 13.60 m/s, respectively. 2) The sand-driving wind direction of four seasons and the whole year were consistent with each other in the northeast edge of Ulan Buh Desert, and the main directions these were the easterly winds (NNE, NE, ENE, E) and the westerly winds (SW, WSW, W, WNW. 3) The yearly sand drift potential and the resultant drift potential(RDP) were respectively 183.38 VU and 73.41 VU, which belongs to an intermediate wind energy environment, and the yearly index of directional wind variability (RDP/DP) was 0.40, which belongs to a intermediate ratio. The yearly resultant drift direction (RDD) was 111.15°, which indicated the southeast by east direction. The sand material of the northeast edge of Ulan Buh Desert move to southeast by east direction. The seasonal variation characteristics and monthly variation characteristics in spring of the sand drift potential and the resultant drift potential, the sand drift potential and the resultant drift potential were largest in May, followed by November, and the smallest in January. 4) The sand transport quantity of the sixteen directions of northeast edge of Ulan Buh Desert was 35.11 kg/m·d, the sediment transport quantity of the WNW direction reached the maximum and the value was 3.21 kg/m·d, and the sediment transport rate showed obvious seasonal variation characteristics, while the sand transport quantity of spring was significantly higher than other seasons. The research results provide a basis for the ecological environment assessment of the northeast edge of Ulan Buh Desert, and provide a theoretical basis for regional desertification prevention and control measures.

wind; erosion; sand-driving wind; drift potential; sediment transport; sediment transport rate; Ulan Buh Desert

羅鳳敏，高君亮，辛智鳴，邊 凱，郝玉光，劉 芳. 烏蘭布和沙漠東北緣起沙風風況及輸沙特征[J]. 農業工程學報，2019，35(4)：145－152. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.018 http://www.tcsae.org

Luo Fengmin, Gao Junliang, Xin Zhiming, Bian Kai, Hao Yuguang, Liu Fang. Characteristics of sand-driving wind regime and sediment transport in northeast edge of Ulan Buh Desert[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(4): 145－152. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.018 http://www.tcsae.org

2018-08-16

2019-02-18

中央級公益性科研院所基本科研業務費（CAFYBB2017MB026）；中國科學院沙漠與沙漠化重點實驗室開放基金課題（KLDD-2018-004）；內蒙古磴口荒漠生態系統國家定位觀測研究站運行補助（2018-LYPT-DW-140）；國家林業局防沙治沙專題“烏蘭布和沙漠東北部荒漠化定位監測”共同資助

羅鳳敏，工程師，主要從事荒漠生態監測研究。 Email：lfm359541965@126.com

郝玉光，博士，研究員，主要從事荒漠化防治研究。 Email：hyuguang@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.04.018

P931.3

A

1002-6819(2019)-04-0145-08