甘肃省志·自然地理志：风沙地貌及形成原因

1.雅丹

雅丹出自维吾尔语，原意为具有陡壁的土丘，是干燥地区的一种风蚀地貌。中国古籍《汉书》则称为龙堆、白龙堆和龙城。“雅丹”作为专业术语是瑞典探险家、地理学家斯文·赫定（Sven Hedin）于20世纪初所提出。随着他的著作《中亚和西藏》（Central Asia and Tibet）在国内外学界的广泛传播，Yardang一词便流传于国外地学界，并被国际地理学界用以命名这种风蚀地貌，汉语译为雅尔丹或雅丹。

雅丹与风蚀残丘不同，它不是发育在基岩上，而是发育在河湖相的土状堆积物中。其成因是在极干旱地区的一些干涸的湖底，常因干缩裂开，风沙流沿着这些裂隙吹蚀、磨蚀，裂隙越来越大，使原来平坦的地面发育成许多不规则的平行垄脊和宽浅沟槽。磨蚀的强度取决于风速和携带沙粒的数量。近地表面处沙粒大而多，但风速小；远离地表处风速大而沙粒数量少且小。因此，只有在中间某一高度处能产生最大的磨蚀。研究证明，最大的磨蚀出现在距地表23厘米处。这种力量强大的风沙流，对农作物和地面上的各种建筑物具有很大的破坏作用。

根据野外观察、雅丹地貌的不同发展形态，大致可分为以下3个阶段。沟槽是雅丹发育的初级阶段，随着风蚀作用的加强，它会变得支离破碎；上小下大的造型各异的陡峭土丘是雅丹的中年阶段，即目前所见地貌的主体部分；上大下小的蘑菇状土丘是雅丹的衰亡阶段，接下来它的特征就将消失，成为一片戈壁。通过实地考察，可以发现塑造雅丹地貌的营力，除了风的作用外，周围山地阵发性的暴雨和洪水对塑造雅丹地貌也起重要作用。如三垅沙一带，雅丹沟谷长轴的走向与当地主风向不一致，而与附近山地洪水沟的走向一致，并在雅丹的土丘上留有洪水的痕迹，表明该地区的雅丹地貌是洪水作用形成的。

甘肃的雅丹地貌，主要分布于疏勒河下游阿奇克谷地三陇沙以东一带的敦煌雅丹国家地质公园，面积约100平方公里。雅丹主要是在浅棕色泥岩和砂岩互层的基础上发育而成，表层有洪积砾石层覆盖。土丘高15～20米，长30～50米，宽20～30米，排列整齐，属于大—特大型雅丹群。而且风蚀谷狭窄，雅丹造型丰富多彩（2-6）。这一带雅丹地貌又可分为两片，北片与主风向平行，沟谷长轴走向北10°东。南片与主风向垂直，沟谷长轴走向近于东西。土墩物质为粉砂、细砂和砂质粘土互层，砂质粘土往往构成土墩顶面，向下风方向作1°～2°的倾斜。

图2-6　敦煌雅丹地貌

在瓜州县疏勒河沿岸的桥湾、布隆吉、双塔水库和百齐堡一带，也可以看到比较典型的雅丹地貌。特别是从甘新公路去布隆吉乡的支路（40°33′41″N，96°31′31″E）开始，往西9km的狭长地段上，平地矗立起似城如堡、高低参差的土丘峰、林，其间夹杂着较多低矮的岗丘，成为雅丹地貌的一种明显而奇特的景观。在锁阳城遗址以东和以南的戈壁滩上，则可以见到正在发育中的雅丹。凸起的土丘几乎在同一个高度上，而沟谷则有规律的排列着。站在高处远看，就好像一座现代化的城市，土丘组成了高楼大厦，沟谷则为大街小巷。

此外，金塔、嘉峪关、玉门花海一带也有零星分布。

2.戈壁

戈壁是指在干旱或极端干旱区受长期、强烈的风蚀或物理风化作用，广泛分布于地势开阔地带，地表由砾石覆盖或基岩裸露的一类荒漠景观。戈壁（Gobi）一词源自蒙古语，原意为“难生草木的土地”。戈壁作为河西干旱荒漠的主要景观类型之一，主要分布在乌鞘岭以西地区，如祁连山和阿尔金山的北麓、河西走廊和马鬃山一带。这里的剥蚀残山和砾石堆积表面长期暴露在干旱气候环境之下，受干燥大气的作用，产生了一系列与其它地区基岩和砾石层不同的特征。这种基岩和砾质堆积与干燥大气相互作用的界面，被称为戈壁面。戈壁面具有一定厚度，它取决于大气作用的深度，大体与风化作用的深度（风化带厚度）相当，从数毫米至数米不等。戈壁面常有一层光亮的褐黑色薄膜，通常称荒漠漆（desert varnish），以区别于一般岩石表面形成的漆皮（rock varnish）。

石质戈壁（岩漠），主要分布在河西走廊西部干燥剥蚀准平原化的高原和低山残丘上，如北戈壁等。北戈壁因在疏勒河北岸而得名，它西起省界，东至桥湾，南邻瓜州、敦煌绿洲，北界马鬃山南部丘陵。东西长250km，南北宽50km。地表组成物质多为粗大风化岩块及平缓的基岩露头，地面波状起伏，多风化碎屑石砾，植被覆盖度一般在10%以下。它有两个显著的特征：一是风棱石分布普遍，多呈三棱形，表面十分光滑，是它们经受风沙流所夹的沙粒磨蚀的结果；二是暴露地表的岩石和碎石，由于阳光强烈照射，使岩石内部的矿物体积膨胀，岩石内部的盐溶液顺毛细管上升到近表面的细孔中结晶，天长日久，便形成了一层乌黑发亮的深褐色铁锰化合物及高岭石、伊利石、蒙脱石等，即荒漠漆。地表荒漠漆可厚达1mm，因地表一片黑色，被称为“黑戈壁”。

堆积戈壁（砾漠），由于山麓河流较多，水分条件较好，植被覆盖度可达10%～30%。由于砾漠形成时间较短，砾石表面岩漆化过程不充分，难以形成荒漠漆皮，地表保留着原来堆积时的色调，色浅呈灰白，故称它为“白戈壁”，如界于野马山与三危山之间的一百四戈壁。它分布在肃北县与敦煌市、瓜州县交界处，属于野马山北麓山前洪积扇，以党河与榆林河之间长约140km而得名。它南北宽30km，面积约4200余平方公里。扇顶海拔2500m，扇缘1600m。主要由祁连山地中风化剥蚀的岩石碎屑经流水搬运出山后，随着流水的面状向北分散，流速大减，所搬运的物质便沉积在山麓地带形成。这些山麓堆积主要有冲积和洪积两种。冲积砾石可分布较远，但多呈线状，面积有限；暴雨形成的洪水，流量大，流速猛，山坡和山谷的碎屑极易被冲走，沉积在山麓地带，形成大面积的洪积扇，其组成物质砾径大而分选差。这些砾石层堆积很厚，一般越近山麓厚度越大，从几十米到几百米不等。风力在砾石层表层进行吹蚀，把较细物质吹走，使残存地面的物质越来越粗，从而形成了“砾面”。(www.xing528.com)

3.沙漠

沙漠指干旱区地表为大片沙丘覆盖的沙质荒漠及其边缘以风沙活动为主要标志的沙漠化土地（aeolian desertification）。沙丘是沙漠地表最基本的形态，它是风和沙质地表相互作用，并受地面起伏、沙源物质特性和水分植被条件等因素影响的产物。这些因素因地而异，形成各种沙丘形态（如新月形沙丘及沙丘链、新月形沙垄、金字塔沙丘、格状沙丘、梁窝状沙丘、沙垄与树枝状沙垄、蜂窝状沙丘等），及各种复杂沙丘形态的复合体（如巴丹吉林沙漠中广泛分布具有层层叠置次一级新月形沙丘、沙丘链的复合型沙丘链等）。甘肃河西走廊及其毗邻地区分布有腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠和库姆塔格沙漠等沙区。

（1）腾格里沙漠

腾格里沙漠位于阿拉善左旗西南部和甘肃省中部边境，东抵贺兰山，南越长城，西至石羊河流域。腾格里为蒙古语，意为像天一样浩渺无际。沙漠中沙垄起伏、残山出露，大小绿洲湖盆和咸淡水湖泊星罗棋布。沙丘相对高度100m～200m，流动沙丘面积占沙漠总面积的40.9%，固定、半固定沙丘面积占19.1%。沙漠潜水受大气降水、基岩裂隙水和沙漠凝结水补给，地下水丰富，埋深1m～5m。土壤以风沙土为主，并有部分沙质草甸土、潮土和盐碱土。沙生植物以超旱生和沙生灌木、半灌木为主，植物种类贫乏，盖度小，多以沙蒿、沙冬青、梭梭、霸王、沙竹、白刺等为主，偶见一年生植物沙米、沙蓬等。轻度盐化草甸植被拂子茅、芦苇、杂类草及低湿地植物芦苇、芨芨草，分布于沙漠边缘及湖盆低洼处。

属于河西地区的沙漠，包括有八十里大沙、二十里大沙、民勤西沙窝等。红水河东岸的八十里大沙，由西南向东北倾斜，海拔1450m～1691m。由于红水河的阻隔，交通不便，远离绿洲，基本无人固定居住。沙漠深处的邓马营湖和一、二、三、四、五、六道沟一带，地下水位较高或有湖水聚集，植被较好，是良好的天然放牧地。红水河东岸的一段，沙丘约占40%，丘间地约占60%。沙丘类型主要为新月形沙丘及新月形沙丘链，移动方向南偏东，每年前进1m左右。沙丘高度一般为2m左右，迎风坡坡度一般4～5度。固定沙丘占8%～15%，半固定沙丘占2～5%，固定和半固定沙丘白刺植被盖度一般为70%。北部丘间低地平坦开阔，南段和中段有轻度风蚀，可见风蚀凹槽。丘间低地的土壤为灰棕漠土，pH值8.0～8.5。植被稀疏，生长较弱，盖度6%～11%之间。红水河西岸的二十里大沙，地势由东南向西北倾斜，海拔1455m～1590m。除清源乡蔡寨、中沙、王庄、新地等大队附近有极少数固定、半固定沙丘外，均为流动沙丘，沙丘约占35%；丘间地约占65%。沙丘呈新月型、新月型沙丘链和小沙垄，以新月型沙丘链居多。沙丘向南偏东移动，沙区中段高达10m以上；北段一般4～5m；南段沙丘较少（王庄村以北地段除外）。沙丘机械组成越向西北，细沙成分越多，沙丘含水率亦因之而异，北段沙丘迎风坡平均含水率3.4%～4.0%，中段2.4%，南段4.0%～4.5%。丘间地一般较为平坦，部分地段有风蚀凹槽。新地村以北旱生植被盖度6%，高沟堡一带盖度达40%以上，其他地带植被稀少，盖度在5%以下。地下水位较高，北段5m，南段8m，高沟堡一带仅2m左右。

据清乾隆十四年（1749）编纂的《武威县志》图载，当时腾格里沙漠尚未越过红水河西岸，红水河沿岸为原高沟堡和武威驻军的牧马场。经过200多年的变迁，这一地段已成沙漠（即现今的二十里大沙）。至今，沙漠中村庄的废址，农田的轮廓依稀可辨。二十里大沙南端的武威沙漠公园，海拔高度1560m～1575m，占地面积8km2。经过近30年的治理，在约5km2的范围内，约有1/3为可耕地，2/3为固定、半固定和流动沙丘。流动沙丘分布在公园西南部和北部，新月型沙丘链与丘间洼地相间分布。主风向为西北风，沙丘高一般在3m～5m，最高的达11m之多。目前是当地一座融大漠风光、草原风情、园林特色为一体的游览胜地。

民勤县西沙窝位处河西走廊东段的石羊河下游现代绿洲的西缘，为腾格里沙漠的一部分。沙窝东西宽约11km，南北长约92km，它东起民勤绿洲边缘，西至大西河旧河床之西，南起红崖山北麓，北抵莱茯山洪积平原前缘，面积达982.3km2。因为它能代表河西走廊沙漠的一般特点，早在1959年中国科学院治沙队即建立民勤治沙综合试验站于沙窝南缘的沙井子一带，初步勘查的站址面积为66.6km2。今天这一地区的地面景观为成片分布的半固定白刺灌丛沙堆，沙堆高约2～3m，白刺覆盖度30%～40%，其间亦有少许裸露的新月形沙垄；当接近其东部现代绿洲边缘之处，则绵延着一条宽约1km许的柽柳灌丛沙堆带，沿现代绿洲西缘南北延伸，沙堆基本是固定状，高约3～5m，柽柳覆盖度约60%～70%，其株高可达1.5m～2.5m。然而在今天这里的茫茫沙丘之中却残存着沙井柳湖墩、黄蒿井、黄土槽等原始聚落遗址和端字号柴湾古城、三角城、连城、古城等多座古代废墟。

（2）巴丹吉林沙漠

巴丹吉林沙漠在甘肃省金塔县东部，位于合黎山、龙首山以北，弱水（黑河下游）东岸古鲁乃湖以东，雅布赖山、宗乃山以西，拐子湖以南。地势南高北低，海拔1100～1400m。面积5.2万km2，东西长约270km，南北宽达320km，是仅次于塔克拉玛沙漠的中国第二大沙漠。西北部多新月形沙丘，中部多复合型沙丘链和沙山。沙丘相对高度西部50m～100m，东北部15m～20m，中部200～300m，边缘降为5～10m。在自然地带上处于阿拉善荒漠的中心，气候极端干旱，干燥度为7～12，其主要的特色是：1）以流动沙丘为主，占整个沙漠面积的83%。只有西部沙漠边缘古鲁乃湖地区及北部拐子湖、东部树贵等地有半固定沙丘分布。（2）高大沙山密布重叠，其面积约占沙漠总面积的61%，主要集中在沙漠中部。沙山一般高达200m～300m，最高可达450m，形成巨大的沙山，居我国诸沙漠之首。沙山形态主要有三种：第一种为迎风坡具有叠置沙丘的复合型沙山，排列方向为北东（30°～40°），反映了当地是西北风占优势，沙山长度一般达5～10km，宽1～3km不等。迎风坡上的次一级叠置沙丘的形态也是多种多样，或为沙丘链，或为横向沙垄，或为格状沙丘。第二种同样是巨大的沙山，但迎风披上无明显的叠置沙丘链。第三种是金字塔状沙山，主要分布在沙漠西北部、及东南部邻近山岭的地带，特别是在山岭的迎风面，往往都是一个个孤立的分布。3）巴丹吉林沙漠与我国其它沙漠显著不同之处，还在于高大沙丘之间的低地分布有许多内陆小湖泊（海子）。湖泊总数达110个之多，主要集中分布在沙漠的东南部，北部及西部较少。

（3）库姆塔格沙漠与鸣沙山

库姆塔格，维吾尔语即沙山之意。该沙漠分布在新疆东部，甘肃敦煌以西，阿尔金山以北，罗布泊低地、玉门关以南。东西较长350km，南北最宽120km，面积约2.28万km2。这里是我国极端干旱地区之一，湿润气流不易到达，年降水量仅10～30mm，自然条件严酷，植被特别稀疏。其主要特色是：1）几乎全为流动沙丘，分布密集，起伏很大。因受主风向—东北风的影响，在阿尔金山山前地带，沙丘做东北—西南走向顺山坡向上延伸，覆盖在海拔1250m～2000m高度的石质山地斜坡上。但由于南北方向沟谷的切割，沙丘主要分布在沟间梁状山坡上，相对高度在100～200m，也有达300m以上者，因而地面起伏相当大。在沙漠边缘及东部一些南北方向沟谷的源头有泉水出露，水分条件较好，生长有红柳、沙拐枣、白刺等植物。这些植物拦截了风沙中的沙子，形成半固定灌丛沙丘，一般高1～5m，也有高达10m左右者，但面积不大。2）独特的沙丘类型。在库姆塔格沙漠北部，主要为羽毛状沙垄分布地区，面积约4000km2，占整个沙漠面积的1/5。羽毛状沙丘是在新月形沙垄的基础上发育演变而成的，在东北—西南走向的沙垄间，两旁排列着无数平行的小沙垄与沙埂交角接近直角，沙垄好似羽毛的管子，沙埂好似管子两侧的羽毛，从而形成了我国独一无二的羽毛状沙垄。沙垄高度一般为10～20m，两侧斜坡较平缓，坡度在15～20度之间。垄体宽50～100m，垄间宽500～1000m，长几十公里至数十公里，在羽毛状沙垄的迎风坡部位常见有高起的新月形沙堆。金字塔形沙丘主要分布在库姆塔格沙漠南部，阿尔金山北麓山前丘陵和台地上。沙丘成锥状体，具有三角形的斜面、锐角的顶和狭窄的脊线，一般有3～4个棱面，各代表一个方向。此外，在库姆塔格沙漠北缘和三垄沙一线，分布有新月形沙丘链。沙丘高8～6m，也有高达数十米者，由东北向西南移动，速度为每年5～10m。

鸣沙山又名神沙山，位于敦煌市南5km处，其与山麓下的月牙泉，堪称沙漠绿洲中的一绝。鸣沙山东起莫高窟崖壁，西至党河口，绵亘40多公里，宽20余公里，海拔1650m，相对高度100余米。《后汉书》说敦煌地区“水有悬泉之神，山有鸣沙之异”。《元和郡县图志》记载：“鸣沙山一名神沙山，在县南七里。今按其山积沙为之，峰峦危峭，踰于山石。四面皆为沙垄，背有如刀刃，人登之即鸣，随足颓落，经宿风吹，辄复如旧。有一泉水，名曰沙井，悬历古今，沙填不埋，水极甘美”。敦煌文书唐写本《敦煌录》也有关于鸣沙山的记载。其大意说：此山神异，峰如削成，其间有井，沙不能蔽。……风俗端午日城中子女皆跻高峰，一起蹙下，其沙吼声若雷。鸣沙山陡峭挺拔，背如刀刃，有的沙丘落沙坡坡度竟然超过了干沙的自然休止角，甚至就连众多游人攀登落下来的流沙，也会在夜里经风吹后而恢复原貌。实际上鸣沙山并非全部由流沙堆积而成，它原来是祁连山的剥蚀残丘，在漫长的岁月里逐渐由流沙吹拂覆盖而成。由于鸣沙山特殊的弧状山体构造和这里独特的大气流动状态，使得风随山旋转，气流盘旋上升，山体可以自始至终保持高大陡峭的形状，流沙也不至于掩埋月牙泉水。敦煌地区的沙粒既大又硬，尘的含量比较少，如果人从沙山下滑，干湿沙层的沙粒相互摩擦，就要发出声响。