2.1　表土风蚀的环境意义

从地质学角度来看,风力侵蚀是干旱与半干旱区地貌演化的重要动力,它塑造了各类成因和形态的沙丘和高大沙山(e.g.Bagnold,1941; Lancaster,1995; Dong, et al., 2013)、风蚀戈壁和雅丹等风蚀-风积地貌(于守忠等,1962;赵松乔,1985)。陆地上广泛分布的黄土(e.g.Liu, et al.,1985)和深海沉积物(e.g.Duce, et al.,1980; Rea, et al.,1985)是第四纪或更早时期风蚀粉尘沉积的产物,这类风蚀粉尘沉积物现在已成为理解晚近地质时期气候变化包括大气环流变迁及相关环境要素变化的重要地质载体,并成为研究热点问题(e.g.Zhang, et al.,1997; An, et al., 2000)。

表土风蚀过程不仅在地球表面形态及环境演变中扮演重要的角色,也在太阳系其他行星的地貌演化中起着重要的作用(e.g.Greeley ＆amp; Iversen,1985; Bridges et al., 2007;Rasmussen, et al., 2015)。

对现代大气环境而言,地表风蚀注入大气的粉尘是全球,特别是北半球大气气溶胶的主要组分之一(e.g.Tegen ＆amp; Lacis,1996; Andreae,1995; Zhang, et al.,1997)。这些悬浮的粉尘颗粒对大气物理和化学过程、全球气候和生态系统有着重要的影响。风蚀粉尘通过对太阳辐射的吸收和散射以及对地面、大气红外辐射的吸收而改变地-气辐射平衡(Tegen, et al.,1996;Overpeck, et al.,1996; Sokolik ＆amp; Toon,1996; Sokolik, et al., 2001),进而引起全球气候系统的调整和变化;风蚀粉尘还通过与其他气溶胶组分相互作用过程中影响对流层光化学反应过程、硫酸盐和硝酸盐的输送、沉降以及臭氧的浓度分布(e.g.Dentener, et al.,1996; Harrison, et al., 2001; Kumar, et al., 2011),并进一步影响大气降水过程并及气候系统的稳定。

土壤风蚀与粉尘释放对全球生态系统的生产率也有着重要的影响,长距离输入海洋的粉尘影响了海洋的生物地球化学过程(Duce ＆amp; Tindale,1991; Duce,1995),特别是提高了海洋生物率(Martin ＆amp; Gordon,1988;Falkowski et al.,1998)等。这一系列连锁反应可能进一步调整海陆的热力差异,进而引起全球气候系统的变化(Zhang, et al., 2002)。

表土风蚀还引起农牧交错带土地沙漠化过程而直接威胁到所在地区人民的生存和发展(朱震达,陈广庭,1994;王涛等,2003)。

综上所述,深入地理解风蚀机理和开展风蚀定量模拟对理解全球地理、地质、大气和生物环境变化有着重要的意义。