中國北方主要沙漠沙塵粒度特征比較研究

霍 文，何 清，楊興華，劉新春，丁國鋒，程玉景

（1.中國氣象局 烏魯木齊沙漠氣象研究所，烏魯木齊830002；2.和靜縣巴音布魯克氣象站，新疆 巴音布魯克841314；3.庫爾勒市氣象局，新疆 庫爾勒 841000）

粒度測試是通過特定的儀器和方法對粉體粒度特性進(jìn)行表征的一項實驗工作。粒度是一個比較成熟的古環(huán)境指標(biāo)，它具有易于采樣、前處理過程相對簡單、測量速度快等特點(diǎn)，因而應(yīng)用范圍很廣，尤其是在深海沉積物和黃土研究方面起了很重要的作用［1－8］。前人對于粒度這一恢復(fù)古環(huán)境指標(biāo)的研究已經(jīng)相當(dāng)深入，提出了很多表征粒度的參數(shù)來進(jìn)行古環(huán)境恢復(fù)。粒度分布是用特定的儀器和方法反映出粉體樣品中不同粒徑顆粒占顆粒總量的百分?jǐn)?shù)。有區(qū)間分布和累計分布兩種形式。區(qū)間分布又稱為微分分布或頻率分布，它表示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。累計分布也叫積分分布，它表示小于或大于某粒徑顆粒的百分含量。粒度分布是很多應(yīng)用領(lǐng)域中最受關(guān)注的一項指標(biāo)，所以客觀真實地反映粉體的粒度分布是一項非常重要的工作［9］。就沙塵暴及其沙漠源區(qū)而言，粒度研究工作開展相對較少。對中國北方主要沙漠源區(qū)地表沙的分析目前還很欠缺，錢亦兵［10］曾對準(zhǔn)噶爾盆地中南部沙塵暴源區(qū)地表沉積物粒度作過分析，但大多數(shù)研究成果［12－18］主要集中在沙漠沙丘粒度空間分布特征，姚濟(jì)敏對典型干旱區(qū)沙塵氣溶膠光學(xué)厚度及粒度譜分布做了初步分析［19］，劉樹林等也開展過有關(guān)粒度特性的相關(guān)工作［20－24］。沙塵物質(zhì)的物理特性，尤其是粒度組成，對它的起動與遷移有著重要的影響。沙塵顆粒能否被搬運(yùn)，很大程度上取決于其粒度組成。研究表明［1，3，25］，粗沙粒不能在空氣中懸浮搬運(yùn)，只能在地面跳躍遷移；細(xì)沙可以進(jìn)入地面以上2 m高度，但不能做長途懸浮搬運(yùn)；粉砂顆粒是易浮動的，易分散的，為風(fēng)塵的基本粒組，可被帶入1 500 m以上的高空，作較長距離的搬運(yùn)；黏粒可懸浮于對流層中并被搬運(yùn)到幾千公里以外。因此，研究中國北方主要沙漠的土壤粒度特征參數(shù)組成，對深入了解這些沙漠區(qū)域沙塵暴發(fā)生的機(jī)理及其防治具有重要意義。

1 土壤樣品采集

塔中大氣環(huán)境監(jiān)測實驗站與肖塘過渡帶是塔克拉瑪干沙漠春夏沙塵暴野外觀測主要試驗地點(diǎn)，本文所采用的兩地試驗樣品都是沙塵天氣過程中集沙儀不同梯度所采集到的本底沙源，塔中觀測實驗站建立在深入沙漠近200 km的塔克拉瑪干沙漠腹地，具有流動性沙漠的代表性；肖塘氣象站位于塔克拉瑪干沙漠北緣的過渡帶，其沙塵樣品粒度的研究也具有相當(dāng)可觀的生態(tài)意義，分別于2007年在塔中大氣環(huán)境監(jiān)測實驗站（TZ）及其校準(zhǔn)站（東面站Ta、西面站Tb）、肖塘本站（Xa）及其自動站（Xb）布置集沙儀5套，在塔克拉瑪干沙漠（A′）采集32個，肖塘過渡帶（B′）69個樣品，梯度（20，50，100 cm）觀測采集沙塵暴樣品經(jīng)粒度參數(shù)分析。同年在對庫姆塔格沙漠的國家首次綜合考察中，于庫姆塔格沙漠（C′）的中北部、西部、北緣、腹地及南部、東南緣，采集地表沙樣20個，并分為Ka、Kb、Kc、Kd、Ke共5組，Ka組采自沙漠中北部的羽毛狀沙丘；Kb組采自沙漠西部兩條南北向沙壟之間的平地上；Kc組采自沙漠北緣與阿奇克谷地過渡帶的平沙地，此地出露有洪水堆積的礫石，應(yīng)為古老的洪積扇；Kd組采自沙漠腹地及南部的新月形沙丘和復(fù)合型沙壟上；Ke組采自沙漠東南部高大沙山的北坡，這5組樣品都具有下墊面典型代表性，可以基本反映出庫木塔格沙漠的粒度特征。2008年在內(nèi)蒙古考察沙漠時，分別在巴丹吉林（E′）迎風(fēng)坡、背風(fēng)坡、平緩沙地取3個樣點(diǎn)。毛烏素沙地（F′）3個點(diǎn)，地表植被狀況相對較好，騰格里沙漠（D′）迎風(fēng)坡、背風(fēng)坡共3組6個點(diǎn)，平地3個點(diǎn)，共9個采樣點(diǎn)。庫布其沙漠（G′）3個點(diǎn)，限于考察的安排，樣品點(diǎn)雖然比較稀少，但是迎風(fēng)坡、背風(fēng)坡、平緩沙地代表性的采點(diǎn)樣品還是能基本反映出內(nèi)蒙古沙漠或沙地的粒度特征參數(shù)。通過不同區(qū)域、不同沙漠的粒度參數(shù)對比分析，可以客觀地看到粒度參數(shù)分布差異和分布特征，從而反映動力的風(fēng)選狀況和環(huán)境指示意義，具有十分重要的科學(xué)研究意義。

2 粒度分析方法與原理

2.1 樣品的預(yù)處理

不同前處理過程會對粒度結(jié)果產(chǎn)生重要影響，前處理過程中加H2O2是為了除去有機(jī)質(zhì)，加HCl是為了除去碳酸鹽及其形成的膠結(jié)作用，而分散劑（NaPO3）6起到防止顆粒膠結(jié)的作用。采用的前處理步驟為：首先將樣品低溫烘干、過粗篩、去除較大的石塊以及草根、樹葉等；取適量的樣品（0.2～0.5 g）放入燒杯中，根據(jù)有機(jī)質(zhì)含量的多少加入10～30 ml的雙氧水（1∶3），加熱煮沸至反應(yīng)無細(xì)小氣泡為止，以便除去樣品中的有機(jī)質(zhì)；待冷卻后，在燒杯中加入10 ml的鹽酸（1∶3），加熱到不產(chǎn)生氣泡為止，去除樣品中的碳酸鹽及有機(jī)質(zhì)膠結(jié)；向燒杯中加滿蒸餾水，靜置直至溶液清亮，所有顆粒沉降下來為止；抽去上層清液，加入10 ml分散劑六偏磷酸鈉（NaPO3）6，36 g／L），搖勻以形成高分散的顆粒懸浮液供激光粒度儀測定。

2.2 激光粒度分析

粒度分析實驗在中國氣象局樹木年輪理化研究重點(diǎn)開放實驗室進(jìn)行，使用英國Malvern公司生產(chǎn)的Mastersizer 2000型激光粒度儀進(jìn)行測量，測量范圍為0.02～2 000μm，誤差＜3%，并給出每一粒級的百分含量，同時可提供粒度分布曲線和累積曲線。該粒度儀是目前粒度測量中最普遍使用的粒度分析儀器之一，具有測量范圍廣、精度高、速度快的優(yōu)點(diǎn)。激光粒度儀測定是根據(jù)光學(xué)衍射或散射原理的等效直徑，反映的是顆粒的橫截面積，粒度軟件可以換算成表面積平均粒徑和體積平均粒徑等。該方法的特點(diǎn)是：（1）測試速度快，自動化程度高，應(yīng)用范圍廣；（2）測試結(jié)果不受人為因素干擾，具有良好的重現(xiàn)性；（3）適用粒度范圍較廣。

2.3 粒度分析參數(shù)

2.3.1 粒度參數(shù)的計算 粒度參數(shù)包括平均粒徑、標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度和峰度。文中粒徑單位采用Φ值，該值是克魯賓（Krumbein）根據(jù)伍登溫德華粒級標(biāo)準(zhǔn)通過對數(shù)變換而得，換算公式為Φ＝－lb d，式中：d——直徑值（mm），再通過Folk和 Ward［8］方法計算粒度參數(shù)。

式中粒度參數(shù)指從累積曲線上求出的能表示樣品粒度分布特征的數(shù)值，例如橫坐標(biāo)為粒徑大小，縱坐標(biāo)為粒度頻率累積分布即為累積百分含量。樣品累積曲線中的5%處的粒徑大小換算為Φ值即可用Φ5表示；Φ50表示樣品累積曲線中的50%處的Φ值；以此類推，Φ16、Φ25、Φ75、Φ84、Φ95分別表示樣品累積曲線中的所對應(yīng)16%、25%、75%、84%、95%處的Φ值。

2.3.2 粒度參數(shù)的意義 中值粒徑為累積頻率達(dá)到50%的粒徑值。平均粒徑代表粒度分布的集中趨勢。標(biāo)準(zhǔn)偏差提供了沉積物粒度相對于均值散布遠(yuǎn)近的信息，反映了土壤樣品的分選情況，其值越大，說明顆粒分布范圍越大，其值越小，說明顆粒的分布越集中。偏度表現(xiàn)了曲線的對稱程度，正態(tài)分布的偏度為零，正偏差表明在頻率曲線上細(xì)顆粒偏多，而負(fù)偏差表示粗顆粒偏多。峰度反映了頻率曲線上峰值的高低。標(biāo)準(zhǔn)偏差越大說明顆粒的分選性越差，而峰度越大說明顆粒的峰值越高，因此兩個參數(shù)表示的意義是相反的。

2.3.3 不同粒極的百分含量 粒級根據(jù)不同的用處有不同的劃分方法，目前國際上通用標(biāo)準(zhǔn)為：平均粒徑Ф＝－lb d，Ф值＜－1（粒徑大于2 000μm）為礫，Ф值在－1～4（63～2 000μm）為砂，Ф 值在4～8（4～63μm）為粉砂，Ф值＞8（粒徑小于4μm）為黏土4個等級。由于＜10μm的細(xì)顆粒在疏松干燥的條件下極易被風(fēng)吹起，選用砂（＞63μm）的百分含量代表粗物質(zhì)來進(jìn)行分析。

3 粒度特征分析

3.1 平均粒徑

風(fēng)沙天氣過程中，塔中平均粒徑Ф值在3～4之間，屬于極細(xì)沙范圍（0.062 5～0.125 mm），表明分布相對集中，分選情況好，且分布范圍小，表明風(fēng)沙來源具有單一性，主要成份來自塔克拉瑪干沙漠，沙源的均一性較好。肖塘沙漠過渡帶的平均粒徑Ф值大于塔中，平均粒徑范圍3～7，屬于極細(xì)沙3～4（0.062 5～0.125 mm），粗粉沙4～5（0.031～0.062 5 mm）中粉沙5～6（0.015 6～0.031 mm）混合體。表明風(fēng)沙來源具有混合型，根據(jù)平均粒徑范圍判識，風(fēng)沙天氣過程中，肖塘富含局地性沙源和外來沙源，其中外來沙源主要來自塔克拉瑪干沙漠。庫姆塔格沙漠采樣共分 Ka、Kb、Kc、Kd、Ke五組，每組沙樣數(shù)分別為4個、3個、4個、5個、4個。Ka組沙樣平均粒徑Ф 值為1.86，其粒徑范圍為1.66～2.18；Kb組的平均粒徑則為2.06，粒徑范圍為1.93～2.24；Kc組的平均粒徑是1.84，粒徑范圍為1.55～2.22；Kd組的平均粒徑為2.32，粒徑范圍為1.93～2.92；Ke組的平均粒徑為2.54，粒徑范圍是2.33～2.92。春季庫姆塔格沙漠位勢高度場多呈現(xiàn)出東高西低型，受地形的影響，冷空氣南下繞過天山東段后，形成氣流東灌，風(fēng)向多為偏東風(fēng)；4－5月為春季氣團(tuán)最活躍的季節(jié)，致使庫姆塔格沙漠平均風(fēng)速增大。夏季多為冷空氣翻山型沙塵天氣和鋒前熱低壓發(fā)展型沙塵天氣多發(fā)季節(jié)，風(fēng)向多為偏西風(fēng)。沙塵暴發(fā)生期間，各種粒徑的沙塵在風(fēng)的強(qiáng)迫作用下形成風(fēng)沙流。在風(fēng)沙流中，粒徑大于0.5 mm多為在地表滾動或滑動的蠕移砂粒；粒徑在0.25～0.5 mm的多為躍移沙粒；粒徑小于0.25 mm才能產(chǎn)生懸移運(yùn)動。庫姆塔格沙漠的平均粒徑Ф值在1～3之間，為中沙和細(xì)沙的混合體，沙粒在風(fēng)力作用下多為躍移沙粒，部分相對粒徑較小的沙粒表現(xiàn)為懸移運(yùn)動。庫姆塔格沙漠通過常年風(fēng)力作用，分選結(jié)果顯示，偏北風(fēng)和偏西風(fēng)頻次要大于偏東風(fēng)，庫姆塔格沙漠整體具有向東南方向移動的傾向。因此，東南緣的Ke組平均粒徑最小，Ф值為2.54，并且沙粒相對均勻，跨度不到70μm；其次為位于中間及南部的Kd組、西部的Kb組、中北部的Ka組，北緣的Kc組平均粒徑最大為295.37μm，而且Kc組粒徑分布最不均勻，跨度在200μm以上。巴丹吉林沙漠平均粒徑Ф值范圍在1.6～1.8之間，騰格里沙漠Ф值為1.7～2.3，毛烏素沙地Ф值為1.7～2.0，庫布其沙漠Ф 值為2.1～2.4，巴丹吉林沙漠和毛烏素沙地為中沙，騰格里沙漠為中沙和細(xì)沙的混合體，庫布其沙漠為細(xì)沙。其中巴丹吉林迎風(fēng)坡平均粒徑Ф值為1.67＜BDJL平地1.73＜BDJL背風(fēng)坡1.77。騰格里沙漠迎風(fēng)坡平均粒徑Ф值最小為1.84＜TGL背風(fēng)坡平均粒徑Ф最小值1.93，這都是風(fēng)力風(fēng)選直接結(jié)果的表現(xiàn)。

圖1 中國北方主要代表沙漠多樣品平均粒徑Ф值

3.2 標(biāo)準(zhǔn)偏差

從單樣的粒徑分布曲線上看，塔中和肖塘均屬于單峰分布。肖塘風(fēng)沙來源具有多樣性，有來自塔克拉瑪干沙漠的極細(xì)沙成份，同時也有沙漠過渡帶的粗粉沙以及中粉沙成份，標(biāo)準(zhǔn)偏差Ф值較大，最大值1.82，最小值0.59，塔中標(biāo)準(zhǔn)偏差Ф值均在1以下，范圍在0.53～0.94之間。顯然，肖塘標(biāo)準(zhǔn)偏差極值很大，分選情況較差。塔中沙漠地區(qū)的沙塵天氣較多，除了春季的系統(tǒng)性沙塵暴以外，夏季也常常發(fā)生局地性沙塵暴，在風(fēng)力的長期作用下，細(xì)顆粒被風(fēng)力搬運(yùn)流失，遺留粗顆粒較多，因此分選情況良好。肖塘過渡帶附近有國家胡楊林自然保護(hù)區(qū)，對于風(fēng)力的營運(yùn)和風(fēng)化作用具有減弱效果，因此得出分選相對較差的情況。庫塔格沙漠Kc組粒度頻率曲線呈單峰態(tài)和多峰態(tài)共存狀態(tài)，其他幾組呈單峰狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)偏差Ф值范圍在0.41～1.11之間。其中A組為0.53～0.78；Kb組為0.41～0.58；Kc組為0.78～1.11；Kd組為0.55～1.01；Ke組的范圍為0.45～0.65。根據(jù)Folk和 Ward分選性等級標(biāo)準(zhǔn)［15］劃分，在沙漠中北部的A組屬于分選較好和分選中等的范圍；西部的B組屬于分選好和分選較好的范圍；北緣的C組屬于分選中等和分選較差的范圍；中間及南部的D組屬于分選較好至分選較差的范圍；東南緣的E組屬于分選好和分選較好的范圍。它們的平均值分別為0.67，0.51，0.93，0.75，0.53［16］，就庫姆塔格沙漠而言，Kb組分選最好，Kc組分選最差。庫布其、騰格里、毛烏素、巴丹吉林沙漠單樣的體積粒度分布曲線均呈單峰狀。就標(biāo)準(zhǔn)偏差均值而言，肖塘＞毛烏素＞塔中＞庫姆塔格＞騰格里＞巴丹吉林＞庫布其沙漠，從側(cè)面反映出，肖塘過渡帶的風(fēng)選情況最差，顆粒的分布相對分散，庫布其沙漠分選情況最好，顆粒分布比較集中。

圖2 中國北方主要代表沙漠多樣品標(biāo)準(zhǔn)偏差Ф值

3.3 偏 度

偏度和峰度是描述分布形態(tài)的指標(biāo)，偏度度量數(shù)據(jù)的一側(cè)較另一側(cè)有更為擴(kuò)展的趨向，依據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理，均值對稱的數(shù)據(jù)偏度為0；在左側(cè)更為擴(kuò)展的數(shù)據(jù)，其偏度為負(fù)；在右側(cè)更為擴(kuò)展的數(shù)據(jù)，其偏度為正。風(fēng)沙天氣過程中，肖塘沙漠過渡帶的偏度值大部分為正值，粒度曲線分布形態(tài)左偏。偏態(tài)程度較高，表明在頻率曲線上細(xì)顆粒較多［17］，原因之一，成份中有源于粒徑較大的塔克拉瑪干沙漠，所以均一性較差。原因之二，肖塘附近的塔里木河古河床的沉積土粒徑為70～80μm，所以細(xì)顆粒較多。塔中沙漠地區(qū)偏度值大部分為負(fù)值，粒度曲線分布形態(tài)右偏，表明在頻率曲線上粗顆粒較多。但是偏態(tài)程度較小，表明塔中風(fēng)沙天氣主要成份來源于塔克拉瑪干沙漠本身。溫度偏高時段引起的局地性沙塵暴，沙源較為單一；系統(tǒng)天氣引起的大范圍沙塵暴沙源成份會相對復(fù)雜。

偏度也是表示沉積物粗細(xì)分布對稱程度的一個定量描述指標(biāo)［18］。分析庫姆塔格沙漠沙樣得出：Ka組4個沙樣的偏度分別為0.07，0.01，0.04，0.20，前3個屬于近對稱，第4個為正偏；Kb組3個沙樣的偏度分別為0.02，0.03，0.01，都屬于近對稱；Kc組4個沙樣的偏度分別為0.17，0.25，0.31，0.12，屬于正偏至極正偏；Kd組的分別為0.05，－0.11，－0.08，0.21，－0.02，屬于負(fù)偏至正偏；E組的4個沙樣的偏度分別為0.00，0.00，0.00，0.02，全部為對稱或近對稱。上述信息表明除了Kd組的部分沙樣，庫木塔格沙漠基本為正偏，細(xì)顆粒偏多。騰格里沙漠的偏度值大部分為負(fù)值，形態(tài)右偏，偏離程度不大，近似于正態(tài)分布及對稱，說明粗顆粒稍偏多。毛烏素沙地偏度Ф值在－1.01～－1.73之間，偏離程度很大，反映出粗顆粒所占比重較多。巴丹吉林沙漠偏度值為負(fù)值，粒度曲線分布形態(tài)右偏，粗顆粒所占偏多的比重介于騰格里沙漠與毛烏素沙漠之間。庫布其則近似于對稱（正態(tài)分布），略有正偏，細(xì)顆粒稍偏多。

圖3 中國北方主要代表沙漠多樣品偏度Ф值

3.4 峰 度

風(fēng)沙天氣過程中，肖塘沙漠過渡帶的峰度值較大，反映了頻率曲線上的峰值較高，塔中峰度值較小，反映了頻率曲線上的峰值較低，造成這種情況的主要原因是肖塘過渡帶下墊面的均一性較塔中流動性沙漠而言較差，且肖塘沙源中沙塵粒徑極值最小。肖塘平均粒徑的震蕩最大幅度也要大于塔中亦可以佐證。根據(jù)Folk和Ward制定的峰態(tài)等級數(shù)據(jù)界限標(biāo)準(zhǔn)［15］，肖塘取值范圍分別在0.97～1.78之間，為中等型、窄型混合型，其中窄型偏多。塔中取值范圍分別在0.92～1.41之間，也為中等型、窄型混合型，但大部分沙樣為中等型。庫塔格沙漠5組峰度平均值分別為0.96，0.95，0.97，0.97，0.94，取值范圍分別為0.94～1.03，0.93～0.96，0.77～1.23，0.84～1.10，0.93～0.96。，Ka、Kb、Ke屬于中等峰度；Kc屬于寬型、中等型、窄型混合型；Kd組屬于寬型、中等型混合型。巴丹吉林沙漠為寬型，庫布其沙漠為寬型，毛烏素沙地為窄型，騰格里沙漠為寬型。

圖4 中國北方主要代表沙漠多樣品峰度Ф值

4 結(jié)論

（1）風(fēng)力作用所引起的分選狀況可以造成同一沙漠區(qū)域不同粒徑的沙塵分布，在盛行風(fēng)向的源頭，沙塵粒徑粗顆粒較多。在沙塵天氣過程中，肖塘過渡帶的沙塵源明顯富含局地性沙源和外匯性沙源，塔中地區(qū)的外匯性沙源極少，均一性越高。在植被較好的過渡帶或者沙地，植被會減弱近地面風(fēng)力，從而導(dǎo)致分選效果不好，下墊面沙塵均一性較差，粒徑分布范圍越大。平均粒徑肖塘最小，其次塔中，余下依次為庫姆塔格沙漠、庫布其、騰格里、毛烏素、巴丹吉林沙漠。肖塘標(biāo)準(zhǔn)偏差最高，分選最差，其它依次為毛烏素沙漠、塔克拉瑪干沙漠、庫姆塔格沙漠、騰格里沙漠、巴丹吉林沙漠，庫布其分選最好。在頻率曲線上反映肖塘、庫姆塔格、庫布其沙漠細(xì)顆粒偏多，塔克拉瑪干沙漠、毛烏素、騰格里、巴丹吉林沙漠粗顆粒偏多。

（2）肖塘沙漠過渡帶的偏度值大部分為正值，粒度曲線分布形態(tài)左偏，且偏態(tài)程度較高，表明在頻率曲線上細(xì)顆粒較多；塔中沙漠地區(qū)偏度值大部分為負(fù)值，粒度曲線分布形態(tài)右偏，表明在頻率曲線上粗顆粒較多，但是偏態(tài)程度較??；庫木塔格沙漠基本為正偏，細(xì)顆粒偏多；騰格里沙漠的偏度值大部分為負(fù)值，形態(tài)右偏，偏離程度不大，近似于正態(tài)分布及對稱，說明粗顆粒稍偏多；毛烏素沙地偏度Ф值為負(fù)，偏離程度很大，反映出粗顆粒所占比重較多；巴丹吉林沙漠偏度值為負(fù)值，粒度曲線分布形態(tài)右偏，粗顆粒所占偏多的比重介于騰格里沙漠與毛烏素沙漠之間；庫布其則近似于對稱（正態(tài)分布），略有正偏，細(xì)顆粒稍偏多。肖塘過渡帶峰度在中等型、窄型范圍內(nèi)波動性較大，庫木塔格沙漠峰度變化范圍較為復(fù)雜，中等型、窄型、寬型兼有；塔克拉瑪干沙漠在中等型，窄型混合型范圍內(nèi)波動性相對較小。局限于樣本數(shù)量只能暫時將巴丹吉林沙漠定義為寬型，庫布其沙漠為寬型，毛烏素沙地為窄型，騰格里沙漠為寬型，待日后的工作中再做補(bǔ)充。

（3）新疆塔克拉瑪干沙漠及過渡帶的本底沙塵顆粒比內(nèi)蒙古沙漠平均粒徑偏細(xì)，根據(jù)前人對科爾沁沙地的研究成果，科爾沁沙地主要是以中砂和細(xì)砂為主［26－27］。肖塘沙漠過渡帶是粗粉沙和中粉沙混合體。庫姆塔格沙漠的平均粒徑Ф值在1～3之間，為中沙和細(xì)沙的混合體，沙粒在風(fēng)力作用下多為躍移沙粒，部分相對粒徑較小的沙粒表現(xiàn)為懸移運(yùn)動。巴丹吉林沙漠和毛烏素沙地為中沙，騰格里沙漠為中沙和細(xì)沙的混合體，庫布其沙漠為細(xì)沙。由于粗顆砂粒物質(zhì)只作近地面躍移運(yùn)動，因此大多數(shù)砂在本地區(qū)運(yùn)移形成活動沙丘或侵入臨近地區(qū)。粉沙級別顆粒會進(jìn)入沙塵暴，但不會攜帶太遠(yuǎn)，當(dāng)風(fēng)力減弱時顆粒沉降，對周緣地區(qū)造成危害［28］。根據(jù)粉塵動力學(xué)研究，不同粒徑的粉塵顆粒需要不同動力條件才能作較長距離的搬運(yùn)。在一般風(fēng)暴條件下，10μm以下的顆粒在大氣中可搬運(yùn)幾千千米。在氣旋性風(fēng)暴（平均風(fēng)速15 m／s）條件下，10～20μm以下的顆粒在空氣中的搬運(yùn)距離可達(dá)500 km到幾千千米。30μm以上的顆粒很難搬運(yùn)到100 km 以外的地點(diǎn)［29－30］。因此，在一般的天氣系統(tǒng)過境時所引發(fā)的大風(fēng)，在動力條件充足時，塔克拉瑪干沙漠特別是肖塘過渡帶發(fā)生的沙塵暴會帶起粉沙級別的顆粒（細(xì)粉沙、中粉沙、粗粉沙、極細(xì)沙），但不會攜帶太遠(yuǎn)，當(dāng)風(fēng)沙天氣結(jié)束時，顆粒塵降會影響周邊城市和地區(qū)的環(huán)境與空氣質(zhì)量。在天氣系統(tǒng)很強(qiáng)的情況下引發(fā)特強(qiáng)沙塵暴，被上升氣流所帶起的地面細(xì)小沙粒會隨著西風(fēng)氣流的遠(yuǎn)距離傳輸影響到我國下游地區(qū)甚至海外地區(qū)。而內(nèi)蒙古地區(qū)顆粒組分較粗，沙塵源地所發(fā)生的較強(qiáng)沙塵暴所攜帶的顆粒物沉降會影響到我國華北地區(qū)的較多，遠(yuǎn)距離的輸送影響較少。肖塘過渡帶處于塔里木河流域，是世界上最大的天然胡楊林分布區(qū)，共占地4.5 km2，保護(hù)過渡帶的天然胡楊林，可以抑制沙漠的擴(kuò)張，減少對綠洲的侵蝕，特別是控制塔里木河上游地區(qū)的用水量，給中下游地區(qū)胡楊林帶足夠的水分補(bǔ)給，才能長期穩(wěn)定地保護(hù)好珍貴的天然胡楊林生態(tài)系統(tǒng)，減少本底的沙塵源輸出。

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