風(fēng)蝕、風(fēng)積和平衡是戈壁地區(qū)三種基本的床面過(guò)程。床面性質(zhì)在戈壁蝕積過(guò)程中起著非常重要的作用。礫石面對(duì)底層細(xì)沙物質(zhì)具有保護(hù)作用，被稱為“黑色植被”，在風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)過(guò)程中扮演著非常重要的角色，對(duì)抑制干旱荒漠地表風(fēng)蝕、風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)和粉塵輸送具有重要的作用，是干旱荒漠地區(qū)一種較為有效、簡(jiǎn)便的防沙措施。

    受測(cè)試手段和觀測(cè)儀器的限制，在野外實(shí)地戈壁進(jìn)行風(fēng)沙觀測(cè)十分困難，故取得系統(tǒng)的野外觀測(cè)數(shù)據(jù)非常少，精度也難以保證；室內(nèi)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果往基于理想條件下的假設(shè)，忽略礫石及戈壁下墊面的天然形狀、排列方式等在抑制風(fēng)蝕中所起的重要作用，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與自然戈壁的實(shí)際情況存在偏差，需要通過(guò)野外觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)一步予以驗(yàn)證。

    中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所科研人員通過(guò)野外可移動(dòng)式風(fēng)洞，對(duì)不同風(fēng)速、供沙條件下不同性質(zhì)床面的蝕積變化過(guò)程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)：礫石床面具有捕沙和過(guò)沙的雙重功能，礫石床面的輸、阻性質(zhì)是不同覆蓋度與風(fēng)動(dòng)力耦合的結(jié)果。當(dāng)?shù)[石蓋度小于20%時(shí)，床面基本以風(fēng)蝕作用為主；當(dāng)?shù)[石覆蓋度在30%~50%時(shí)，低風(fēng)速條件下（＜10 m/s），床面以強(qiáng)烈風(fēng)積作用為主，高風(fēng)速條件下（＞12 m/s），床面以強(qiáng)烈風(fēng)蝕為主，其間[(10-12) m/s]床面趨于蝕積平衡狀態(tài)；當(dāng)?shù)[石覆蓋度大于60%時(shí)，隨著風(fēng)速的增大，床面蝕積量變化不大。

    本研究成果為探討影響床面蝕積過(guò)程轉(zhuǎn)化的主控因子及相關(guān)閾值及敦煌莫高窟頂風(fēng)沙防護(hù)工程提供科學(xué)理論依據(jù)。

    本研究項(xiàng)目受到中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新過(guò)程重要方向項(xiàng)目（KZCX2-EW-313）、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40671022)及敦煌研究院重點(diǎn)科研基地開(kāi)放課題（200911）共同資助；研究成果發(fā)表于《地理科學(xué)》。