5.3　风蚀粉尘源区典型区域地表覆盖模拟的参数化方案

对风蚀粉尘释放的模拟而言,需要根据地表覆盖状况来预测不同地表覆盖类型下空气动力学粗糙度和起动摩阻风速。为了预测实现1°×1°分辨率的粉尘释放通量,需要和该精度匹配的地表覆盖类型数据。中国北方粉尘释放源区地表覆盖类型可分为2类,一类是稀疏的植被而另一类是直径超过2000 μm的砾石和大土壤团块。稀疏植被覆盖采用数字化的1∶1500000植被类型图来确定每个1°×1°网格内的植被覆盖类型分布比例和面积,以此作为植被覆盖参数来推测空气动力学粗糙度(图5-3)。

图5-3　植被覆盖参数化区域及1°×1°网格编号(梅凡民, 2013)

地表参数化区域分为2个典型区域(见图5-3):巴丹吉林沙漠及戈壁地区位于内蒙古自治区的最西部,西部和西南部接河西走廊戈壁带,东部与玛亚雷克沙漠戈壁带相连,东南部为腾格里沙漠,北部与蒙古的戈壁相连,地理坐标大致在97~103°E, 39~43°N之间。区域地貌可以分为3部分,分别为西部、南部边缘地带和东北角干燥剥蚀的低山和残丘;中东部的冲洪积平原(其中包括东西戈壁和弱水河两岸阶地以及冲积平原);东部为巴丹吉林沙漠。地貌类型可以分为中低山剥蚀残丘(石质戈壁)、冲积-洪积沙砾质平原(沙砾质戈壁),流动沙丘、沙山、半固定沙丘以及湖盆洼地等。由于地处极端干旱的荒漠地带,降水稀少,蒸发量大,地表水和地下水缺乏,风大沙多,因此植被类型单一,种属少,盖度小,多具有低矮耐盐碱的特征,主要类型有低山草原化荒漠植被、低山残丘荒漠植被、高平原荒漠植被和河泛低地草甸植被等(见图5-4)。阴山以北干草原农垦区东起坝上高原东部,西止巴彦诺尔盟乌拉特中旗的海流图盆地,西北为砾质戈壁,东北为浑善达克沙地,经度在108°30′~117°30′之间。植被类型分为草甸草原、干草原和荒漠草原等3大类型(见图5-4)。地貌为阴山山地和北部高平原的过渡地带,坡状缓起伏、残山丘陵和宽浅洼地相间分布是干草原农垦区的主要地貌特色,从地貌形成的外动力来看,以干燥剥蚀为主地貌为主,其次是风蚀地貌和流水地貌和黄土地貌。这样的地貌过程和特点决定了地表组成物质普遍较粗,夹杂了砾石等成分,分选性差。本区由于近代垦殖,已变为农牧交错带,旱地农田和草原景观并存。在42°N以北,114°E以西,地表景观变为草原牧区,荒漠草原和草原化荒漠占有很大的面积,有一部分干草原。疏松的砾质化地表,矮草和稀疏的灌木覆盖,加之本区处于中蒙边界,是中国3大风区之一,为土壤风蚀和粉尘释放提供了可能。

图5-4　植被覆盖类型及1°×1°网格编号(梅凡民, 2013)