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【沙丘地理】高考地理中的沙丘问题、高考地理常见的四类沙丘

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沙丘是风力作用下沙粒堆积而成的丘状或垄状地貌。沙丘的形成受风力大小、地表形态变化,及植被、沙源等条件影响,沙丘形态多样,新月形沙丘是基本形态。沙丘问题,也是高考地理中一个重要考点。

影响沙丘形成的因素

风力风向:风力决定着沙丘的移动速度,风向决定着沙丘移动方向。一般沙丘的迎风坡缓,背风坡陡。

地面起伏:山岭是风沙流运行的障碍,起伏大,易在其迎风侧大量堆积沙子,形成巨大的沙丘。

地表物质(沙源供应):沙子供应量的多少关系着沙丘发育的规模。

水分、植被条件愈好,愈不利于沙丘的发育。




高考地理中的沙丘问题

1.定义:

一般自然界的沙丘是由风堆积而成的小丘或小脊,常见于海岸,某些河谷以及旱季时的某些干燥沙地表面。


2.成因:风力沉积分类

根据沙丘的形成与风向的关系:有纵向沙丘、横向沙丘和多风向下形成的沙丘;

根据沙丘表面的植被覆盖:有流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘;

根据沙丘的形态:有新月形沙丘、抛物线形沙丘、格状沙丘、金字塔沙丘等。


(1)沙丘并不仅仅是固定的,而是每年都会移动一段距离,为什么会移动呢?

△沙丘移动有两种移动方式:

第一种,通过跳跃的过程,风把沙粒刮起,吹移一段距离后再落下。沙子在刮过多石的表面时,沙粒可能弹起几米高,否则它们在地表面上移动只有几厘米高。

第二种,跳跃的沙粒再一次碰撞地面,并借助冲击力将别的沙粒推向前进。这种运动称作表层蠕动。

△一个障碍物(石头或植物),阻挡了气流,使得沙子在顺风一侧堆积起来形成沙丘;

△沙丘逐渐增大,对风携带的沙起更大的阻挡作用,并截住下风隐蔽处跳跃的沙粒;

△沙丘增大后,顺风缓慢移动,呈现更不对称的形状,对气流的干扰作用越来越大;△沙丘向风侧风速加大,跳跃的沙粒被吹动向上,越过丘峰,下落到下风丘坡上部,形成较陡峭的滑面;

△沙丘沙粒的直径往往小于1毫米,可使沙粒停住的休止角度约为35度。当滑面更为陡峭的上段达到或超过这个角度时,丘坡变得不再稳定。沙子最终滑下滑面,于是沙丘便向前推进。



(2)新月形沙丘是一种常见的沙丘形态,两边窄中间高,它的成因又是什么呢?

沙堆迎风坡,坡形微凸,坡度平缓;背风坡,坡形下凹,坡度较陡。

经沙堆顶部和两侧的气流在沙堆背风坡产生涡流,将携带的沙粒推挤在背风坡两侧,形成马蹄形小洼地。

随着风速和沙量继续增大,背风坡的小洼地扩大,沙堆顶部和两侧的沙粒在涡流作用下不断向后堆积,形成幼年期新月形沙丘。

随着沙丘的增高,背风坡处产生的涡流加大,洼地扩展,两侧的流沙堆积到一定规模,形成典型的新月形沙丘。

3.沙丘形态

①顺风向呈长条状延伸的沙丘,叫纵向沙垄 。

②形似金字塔的沙丘,叫金字塔沙丘。

③形状似新月的沙丘,叫新月形沙丘(新月形沙丘迎风坡较缓,背风坡较陡)。


(1)沙垄

新月形沙丘在两组风向斜交的情况下一翼消失,另一翼延伸发展成为沙垄。


(2)新月形沙丘

新月形沙丘迎风坡坡形微凸而平缓,背风坡坡形下凹、坡度较陡。

两侧有近似对称的两个尖角,称为新月形沙丘的两翼,两翼延伸方向指向下风向。


(3)金字塔型沙丘(星状沙丘)

金字塔型沙丘又称星状沙丘,是由三个或更多三角面构成,是多风向、且各个方向的风力都相差不大的风造就的。是一种干扰型风积地貌。每个沙丘由3~4个三角形斜面组成,每个斜面代表一个风向。


(4)格状沙丘

由相互垂直的风相互作用形成,因风向较多使沙丘纵横交错。


(5)抛物线状沙丘(线状沙丘)

线状沙丘又称抛物线状沙丘,线状沙丘的底部窄小,沿着直线向一个方向弯曲延伸。它的长度大于宽度许多倍。


目前,抛物线沙丘的成因尚无定论,还存在很多争议。一般认为,它的起源与植物、风况、沙源和水分4个因素有关,其中关键控制因素在各地有所不同。其中一种观点认为:抛物线形沙丘是由新月形沙丘的演变而来的。


在自然界中,单独的新月形沙丘并不多见,其他形态的沙丘基本上都可以看成是新月形沙丘的变形。




新月形沙丘:迎风坡凸缓,背风坡凹陡。

抛物线沙丘:与新月形沙丘相反,凹面为背风坡。


新月形沙丘在两组风向斜交的情况下一翼消失,另一翼延伸发展成为沙垄。

4.问题探究

沙丘是否只出现在干旱、半干旱地区?


在植被稀少的沙质湖岸、海岸或多沙的河谷地带,也往往会有沙丘的分布。



沙丘的类型可以根据含沙气流结构、风力方向、含沙量以及风力作用的方向和沙丘形态分布之间的关系等进行分类,常见的沙丘类型有多种类型,在高考地理试题中有四类最为常见。


一、流动沙丘


1. 新月形沙丘:平面如新月,走向与风向垂直或大于60°。沙丘两侧有顺风向前延伸的两个尖角,迎风坡较平缓,坡度约5°~20°;背风坡较陡,坡度约28°~34°。


单个新月形沙丘大多零星分布在沙漠的边缘地区,相互连接可形成新月形沙丘链、复合新月形沙丘和复合沙丘链等形态。当横向沙丘的地面上遇植物灌丛阻碍时,还可形成抛物线沙丘,其平面形状与新月形正好相反,继续发育会形成平行低矮的双生沙垄。


2. 纵向沙垄:沙丘形态的走向与起沙风合成风的方向基本一致(一般小于30°),呈长条状展布,最长达数十千米,高约数十米,宽数百米。沙源丰富时可形成复合型纵向沙垄。


3. 金字塔沙丘:又称星状沙丘,是在多风向且各个方向风力相差不大的情况下形成的。它由一个尖顶和三个或更多的沙坡面以及沙坡面之间的沙脊组成,沙丘高大如金字塔形,高50~100m,甚至更高,一般单独分布,也有成行排列。


4. 格状沙丘:由相互垂直的风相互作用形成,因风向较多使沙丘纵横交错,在腾格里沙漠较常见。


5. 蜂窝状沙丘:在多种方向风且风力比较均势的情形下形成,地表形态体现为中间低、四周以无一定方向的沙梗所形成的圆形或椭圆形的沙窝形态。


6. 沙波纹:沙地和沙丘表面呈波状起伏的微地貌,排列方向与风向垂直。


7. 沙堆:风沙流受障碍物阻挡,在背风面堆积形成的各种不规则沙体,高度1~5m或10m,是不稳定的堆积体。


此外,在塔克拉玛干沙漠等沙丘类型复杂多样的地区,还可能存在穹状沙丘、鱼鳞状沙丘群、塔型沙丘群、各种蜂窝状、羽毛状等其他形态的沙丘。

二、水岸沙丘


水岸沙丘又叫爬坡沙丘,是发育在各纬度沙源丰富、风况适宜和沙汇充足的海岸带的一种风沙地貌形态。


水岸沙丘的形成需要一定的条件,主要包括以下三个方面:

1.动力条件:盛行风,特别是在沙土露出水面、大风日数多且风力强劲的地区。

2.物质来源:有充足的沙土供应,例如河流泥沙含量大,且该地水流速度慢,泥沙能够在河床沉积。

3.水文条件:河流水位降低,使得泥沙裸露且干燥。


在热带——亚热带的华南海岸,受热带——亚热带海洋性季风气候的影响,发育了以海岸前丘、横向沙丘、新月形沙丘、抛物线沙丘、纵向沙垄、海岸沙席和爬坡沙丘等类型为主的沙丘;而在温带海岸,受温带海洋性季风气候的影响,沙丘形态以雏形前丘、横向前丘脊、草灌丛沙丘、抛物线沙丘、斜向沙脊、新月形沙丘、横向沙脊、纵向沙垄、海岸沙席和爬坡沙丘为主。


世界各地海岸沙丘的形成条件差异较大。例如,澳大利亚西南海岸沙丘的形成与海岸线上升速率、波浪侵蚀速率与范围等有关;英国西北海岸的沙丘主要受海岸地形、海滨动力状态、风况特点、自然植被覆盖的范围与生长方式等条件控制;欧洲大陆海岸沙丘主要受沙源、风况、海岸形态及植被的影响,法国与西班牙等国的主要海岸沙丘则多与大江大河提供的丰富沙源相关联。

中国海岸沙丘类型多样,形态复杂,具有分布范围广泛但规模较小且分布零散、分布地形多样但集中于河口地区、类型与规模区域差异大等特点。中国大规模海岸沙丘多形成发育于一些有丰富沙源的河流入海口的旁侧,如河北滦河口以北的昌黎海岸、福建闽江入海口以南的长乐海岸就是中国海岸沙丘规模最大、形态最典型的沙丘分布地。


虽然水岸沙丘的形成与海岸环境密切相关,但它仍然属于风沙地貌的范畴,其形成和演化受到风力作用、沙源供应、地形条件、水文状况以及植被等多种因素的综合影响。同时,海岸沙丘生态系统服务价值巨大,但也非常脆弱,受海平面上升和人类活动的双重胁迫,需要重视对其的保护。

风影沙丘与灌丛沙丘


流动的沙物质被植物拦截,在植物周围产生沉积,形成一种金字塔状,床面形态为三角形,短边垂直于风向,背风坡延伸的沙丘形态,称为风影沙丘(图1A)。其首先被用来描述海岸环境下的沿岸低沙丘,定义为微沙丘,雏形沙丘与舌状沙丘。后来也被用来描述干旱地区沙漠、半干旱、半湿润沙地中沙丘初始发育阶段的沙丘形态,如灌丛沙丘(图1B)。

三、风影沙丘

风影沙丘是一种与障碍物有关的简单线形沙丘。在沙漠环境中,碎屑物质在风力的搬运下,砂粒以跳跃及滚动的方式爬上稍为倾斜的迎风坡面,然后在陡峭的滑动面坡沉积下来而形成。


其形成过程通常是:风沙流被地表植物阻挡,经过灌丛两侧绕流和顶部翻越后,气流能量削减,沙粒在植物背风侧堆积。风影沙丘的形状一般为垂直于风向的新月形沙丘或横向沙丘。

风影沙丘的形态特征受到多种因素的影响。例如,障碍物(如植物)的形态及其空间排列方式会影响风影沙丘的初始形态;灌丛的高度、宽度以及冠幅面积等会影响风影沙丘的规模,如灌丛高度和冠幅面积的增加可能会导致风影沙丘宽度、长度增大。


此外,风影沙丘沉积物的粒度特征也具有一定的规律。在植株的影响下,风力逐渐减小,沿风向沉积物粒径可能逐渐变粗。

不同地区的风影沙丘可能具有不同的特点和形成机制。相关研究不仅有助于深入了解风沙活动与地表障碍物的相互作用,也对区域防风固沙、荒漠化防治等工作具有重要意义。


在中国科学院新疆生态与地理研究所沙漠研究团队的相关研究中发现,不论灌丛的高度及宽度如何变化,风影沙丘的长度均随剪切风速的增大而减小;风影沙丘在发育过程中可能会经历三个阶段,而各阶段形态控制因子因绕流过程、风况及沙源供给条件的变化而各不相同。区域地下水通过影响植被空间分布,而间接控制了风成沙丘的空间分布格局。谭老师地理工作室综合整理

河道周围风成沙丘最初受河流、风沙作用共同控制,而在河道干涸后,风成过程起主导作用,随着风沙沉积和沙丘掩埋,最终演化为沙源;河床方向与主风向的夹角影响了干涸河道消失的时间。


沙漠南缘戈壁边缘不同走向沙丘共存源于沙源供应量空间差异,而区域风况、风水交互角度、风成系统及河流系统自身沉积物输送及沉积特点、水系深入沙漠程度及强度共同影响了区域沙源的空间分布,从而塑造了区域沙丘的空间分布格局。

四、灌丛沙丘

灌丛沙丘是风沙流遇到灌丛阻挡,沙物质在灌丛周围堆积形成的沙丘类型。


形成灌丛沙丘的条件如下:

1. 丰富的沙源:一般在沙漠边缘、河流下游的河漫滩、干涸的古河床等地,有丰富的沙粒来源。

2. 风力作用:一定强度的风力搬运沙粒,为沙丘的形成提供动力条件。

3. 灌丛植被:如沙柳、梭梭等灌丛,为沙粒的堆积提供障碍物和附着点。


灌丛沙丘的形态特征因灌丛的种类、分布、大小以及风力强度、风向等因素而异。常见的灌丛沙丘形态有:以单个灌丛为中心,周围沙粒堆积形成的圆形或椭圆形沙丘;多个灌丛连在一起,形成链状或条带状的沙丘等。谭老师地理工作室综合整理


灌丛沙丘在防风固沙、维持生态平衡方面具有重要作用:

1. 可以固定流沙,减缓沙漠化的进程。

2. 为一些动植物提供了栖息和繁衍的场所,增加了区域的生物多样性。

在中国的西北干旱区、内蒙古等地的沙漠地区,灌丛沙丘广泛分布。对灌丛沙丘的研究有助于深入了解沙漠地区的风沙运动规律、生态系统的演变以及沙漠化的防治等工作。

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