李志星，李志忠，3*，靳建輝，3，白 利，程 延，徐曉琳，張文靜

（1.濕潤(rùn)亞熱帶山地生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，福建 福州 350007；2.福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)學(xué)院，福建 福州 350007；3.福建師范大學(xué) 地理研究所，福建 福州 350007；4.廣西百色學(xué)院 旅游管理學(xué)院，廣西 百色 533099）

海岸沙丘廣泛分布于具有充足沙源供給、強(qiáng)勁向岸風(fēng)和低平濱海平原的沙質(zhì)海岸帶，其形成和演化與區(qū)域海平面、氣候條件變化等因素密切相關(guān)，是古海岸線位置和全球氣候變化的重要信息載體[1-3]。構(gòu)成海岸沙丘的風(fēng)成沙是記錄海岸環(huán)境演變的常見沉積類型之一，風(fēng)成沙的粒度特征是直接反映海岸帶風(fēng)力性質(zhì)的代用指標(biāo)。海岸風(fēng)沙沉積在揭示海岸帶的風(fēng)力作用變化歷史、海岸沙丘的形成與演化方面具有重要意義[4]。

前人對(duì)海岸沙丘的形態(tài)類型、風(fēng)沙粒度特征、沉積構(gòu)造、發(fā)育模式及動(dòng)態(tài)變化等方面進(jìn)行了大量研究[5-11]。在海岸風(fēng)沙粒度特征方面，國(guó)外學(xué)者如Bigarella指出當(dāng)海灘沙較粗且分選較差時(shí)，相鄰的沙丘沙通常更細(xì)且分選好，反之，相鄰沙丘沙與海灘沙粒度參數(shù)無明顯差異[12]；Abuodha對(duì)肯尼亞馬林迪海岸的現(xiàn)代沙丘沙與海灘沙的粒度組成與分布進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，沉積物具有自海向陸逐漸細(xì)化的趨勢(shì)[13]；Saye等對(duì)英國(guó)Spurn 半島的沙丘進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，風(fēng)沙沉積的粗細(xì)會(huì)影響沙丘的發(fā)育規(guī)模與堆積潛力[14]；Ahlbrandt 還對(duì)464個(gè)內(nèi)陸沙丘沙與海灘沙的粒度參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)內(nèi)陸沙丘沙分選性更差，認(rèn)為這主要是由沉積物來源及搬運(yùn)距離的差異導(dǎo)致[15]。國(guó)內(nèi)學(xué)者周莉曾利用粒度參數(shù)對(duì)山東半島的淺灘沙、沙丘沙及河口沙進(jìn)行了沉積環(huán)境的判別[16]；吳正對(duì)華南海岸沙丘沙進(jìn)行粒度分析后指出，現(xiàn)代風(fēng)成沙主要由中、細(xì)沙組成，較海灘沙細(xì)且分選好[17]；董玉祥對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外海岸風(fēng)成沙的粒度參數(shù)，指出海岸風(fēng)成沙的粒度參數(shù)特征主要取決于其發(fā)育條件和演化過程[18]。

河北省昌黎縣位于東亞溫帶季風(fēng)區(qū)，其東部沿海發(fā)育著中國(guó)海岸帶規(guī)模最大的沙丘群[19]。近三十余年來，前人對(duì)昌黎海岸沙丘沙粒度特征進(jìn)行了大量研究。高善明、傅啟龍等將沙丘沙與海灘沙進(jìn)行對(duì)比后認(rèn)為，海岸沙丘沙繼承了海灘沙的特征，反映海岸沙丘沙主要由濱海沉積改造而成[20-21]；李從先等結(jié)合鉆探和天然剖面調(diào)查資料研究發(fā)現(xiàn)，海岸沙丘沉積以中細(xì)沙為主，分選優(yōu)良，各類沙丘沙樣及同一沙丘的不同部位沙樣粒度差異不甚明顯[22]。王穎等研究發(fā)現(xiàn)，海岸沙丘丘頂為分選良好的細(xì)沙，丘頂至坡腳存在粗顆粒成份增高的趨勢(shì)[23]。祈興芬、馬駿在對(duì)橫向沙丘沙進(jìn)行粒度分析后均發(fā)現(xiàn)，同一沙丘不同部位沙粒的粒度特征存在差異[24-25]。董玉祥等對(duì)新月形沙丘與橫向沙脊的表面粒度分異特征進(jìn)行了分析，將海岸沙丘表層粒度分布模式歸納為沙丘頂部沙物質(zhì)最粗的橫向沙脊粒度分布模式和自沙脊兩側(cè)坡腳向脊頂粒徑變細(xì)、分選變好的新型沙丘粒度分布模式，認(rèn)為這兩種粒度分布模式是風(fēng)向變化、風(fēng)力差異及沙丘形態(tài)等因素綜合作用的結(jié)果[26-27]。而河北昌黎海岸沙丘分布區(qū)海岸風(fēng)沙沉積記錄的海岸帶風(fēng)動(dòng)力變化歷史過程尚不清楚。本文擬通過系統(tǒng)采集河北昌黎海岸沙丘表層沙樣進(jìn)行粒度分析，對(duì)比前人的粒度研究成果，進(jìn)一步闡明研究區(qū)現(xiàn)代海岸風(fēng)沙動(dòng)力特征，分析近30 a來研究區(qū)表層沙樣的粒度參數(shù)變化及其成因，繼而以人工探坑剖面的OSL年代為時(shí)間標(biāo)尺，以風(fēng)成沙的粒度參數(shù)作為過去風(fēng)力變化的代用指標(biāo)，提取海岸帶風(fēng)力變化序列信息，通過鄰近區(qū)域典型記錄的對(duì)比分析，重建研究區(qū)海岸風(fēng)沙活動(dòng)演變序列。

1 研究區(qū)概況

河北省昌黎縣東部的黃金海岸（見圖1-a）是中國(guó)第一個(gè)國(guó)家級(jí)海洋自然保護(hù)區(qū)[9]，屬于渤海西部典型的沙質(zhì)海岸帶，地勢(shì)低平，沿岸海灘寬闊，海灘沙主要源自南側(cè)多沙性河流——灤河[24]。如圖1（b）所示，在豐富的沙源供給與強(qiáng)勁向岸風(fēng)的共同作用下，發(fā)育了規(guī)模較大、形態(tài)多樣的海岸沙丘，這些海岸沙丘整體平行于岸線分布；毗鄰海灘的一列較為高大的沙丘即橫向沙脊，為海岸主沙丘，展布方向?yàn)镹NE-SSW，沿岸延綿不斷，高度為30～40 m。沙脊兩坡呈顯著不對(duì)稱，迎風(fēng)坡較背風(fēng)坡緩且長(zhǎng)（見圖1-c）。橫向沙脊向陸一側(cè)至七里海澙湖之間發(fā)育著新月形沙丘、沙丘鏈、海岸沙席等海岸沙丘類型，向七里海澙湖沼澤濕地方向沙丘高度逐漸降低。這里地下水位接近地表，地表植被生長(zhǎng)較好，新月形沙丘鏈和沙席多呈半固定或固定狀態(tài)。

研究區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，受東亞季風(fēng)控制，風(fēng)向存在季節(jié)變化。冬季受蒙古高原冷高壓控制，西北風(fēng)受地轉(zhuǎn)偏向力作用于渤海西岸形成干寒強(qiáng)勁的東北風(fēng)；夏季受太平洋副熱帶高壓控制，盛行東南風(fēng)，帶來大量水汽，形成濕熱少風(fēng)的氣候環(huán)境[8]。在東亞季風(fēng)和局地海陸風(fēng)的共同影響下，全年以東北向的向岸風(fēng)與西南向的離岸風(fēng)為主，其中以東北風(fēng)為優(yōu)勢(shì)風(fēng)或強(qiáng)風(fēng)向。根據(jù)1980—2010年觀測(cè)資料，平均風(fēng)速為2.58 m/s，春季最大，冬季次之，夏季最低；全年極大風(fēng)速出現(xiàn)在12 月，最高達(dá)22.5 m/s。年平均氣溫11.8 ℃左右；年平均降水量600.0 mm左右，主要集中于夏季。冬季大風(fēng)少雨的氣候特征有利于風(fēng)沙搬運(yùn)[28]。

圖1 研究區(qū)位置及采樣地點(diǎn)（a、b據(jù)文獻(xiàn)[21]修改）Figure 1 Geographical location of the study area and sampling locations（a、b modified based on reference[21]）

2 材料與方法

2.1 樣品采集

野外采集樣品包括兩部分，一是海灘沙、橫向沙丘沙及丘間地等不同地貌單元的表層沙樣，二是在橫向沙脊頂部和丘間地人工探坑的剖面沙樣。

（1）表層沙樣

沿課題組早期的探地雷達(dá)探測(cè)剖面GPR04所在位置，自海向陸，在潮間帶和海岸前丘迎風(fēng)坡坡腳處，采集3組6個(gè)海灘表層沙樣。在橫向沙脊上由迎風(fēng)坡坡腳、迎風(fēng)坡上部、丘頂，到背風(fēng)坡上部、背風(fēng)坡坡腳等間距20 m采集表層沙樣，依次編號(hào)為CLCDG2-0、CLCDG2-1、CLCDG2-2、CLCDG2-3、CLCDG2-4、CLCDG2-5、CLCDG2-6、CLCDG2-7，共計(jì)8個(gè)樣。在丘間地采集CLW1、CLW2-1、CLW2-2、CLW3-1和CLW3-2共5個(gè)丘間地表層沙樣。

（2）剖面沙樣

在橫向沙脊丘頂兩側(cè)的CLCDG2-4和CLCDG2-5兩個(gè)表層沙樣采樣點(diǎn)上，人工開挖深度1 m左右的探坑，探坑編號(hào)分別為CLCDO2-4和CLCDO2-5，等間隔10 cm共采集10個(gè)樣品，樣品自上而下進(jìn)行編號(hào)。丘間地人工探坑剖面位于距離橫向沙脊西部、背風(fēng)坡坡腳約400 m左右的位置，即丘間地表層沙樣CLW3-2采集點(diǎn)處，深度約1 m，自上而下間隔2 cm采樣，50個(gè)樣品按順序編號(hào)，即CLW3-2（01）、CLW3-2（02）、CLW3-2（03）……CLW3-2（50）。

2.2 粒度測(cè)試

據(jù)文獻(xiàn)[29]對(duì)樣品進(jìn)行前處理，采用英國(guó)Mastersizer 2000 型激光粒度儀（粒徑測(cè)量范圍為0.02～2000 μm）進(jìn)行測(cè)試。粒級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)際通用的烏登-溫特沃思等比制（Udden Wentworth grade scale）Φ值粒級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[30-31]。選用精確度高、物理意義明確的Folk-Ward公式[4]，使用圖解法進(jìn)行粒度參數(shù)的計(jì)算[32-33]。

3 結(jié)果與分析

3.1 粒度組成特征

3.1.1 表層沙樣的粒度組成

研究區(qū)海灘沙、橫向沙脊沙丘沙和丘間地表層沙樣總體上以中沙和細(xì)沙組分占優(yōu)勢(shì)，這兩種組分的含量達(dá)90%以上，此外有少量的粗沙和極細(xì)沙組分（見圖2-a）。三者沙樣的優(yōu)勢(shì)粒度組分又存在較明顯的差異：橫向沙脊沙樣的中沙和細(xì)沙平均含量分別為66.87%和30.84%，兩種粒度組分平均含量相差較大；海灘沙樣的中沙和細(xì)沙平均含量分別為41.28%和58.24%，細(xì)沙組分含量相對(duì)較高；丘間地沙樣的中沙和細(xì)沙平均含量分別為49.54%和48.43%，兩個(gè)粒度組分平均含量相差不大。細(xì)沙含量有自沙丘頂部向兩側(cè)坡腳明顯減少的趨勢(shì)，在迎風(fēng)坡由39.82%減少為坡腳的20.79%，在背風(fēng)坡減少到坡腳的21.43%。中沙與粗沙含量則有自沙丘頂部向兩側(cè)坡腳逐漸增加的趨勢(shì)，其中中沙含量由65.95%分別增加到70.74%和76.32%，粗沙含量則由0.47%分別增加到2.26%和8.47%。

3.1.2 探坑剖面沙樣的粒度組成

橫向沙脊上部探坑剖面CLCLO2-5 的沙樣以中沙和細(xì)沙為主（見圖2-b），中沙含量最高（51.05%～77.63%），平均含量為64.79%；其次為細(xì)沙（20.26%～48.79%），平均含量為34.14%；粗沙平均含量為1.05%；極細(xì)沙平均含量為0.014%。

在深度0～20 cm、40～50 cm、90～100 cm處，中沙和粗沙含量高于剖面的平均含量，分別達(dá)到68.51%和1.45%；而相應(yīng)深度的細(xì)沙和極細(xì)沙的含量較低，分別為30.04%和0.002%，因而沙樣在這3 個(gè)深度范圍內(nèi)較粗。

圖2 垂直岸線各地貌單元表層沙樣(a)和丘頂剖面CLCDO2-5(b)沙樣的粒級(jí)變化Figure 2 Variation of different grain size parameters of surface deposition perpendicular to the coast and deposition in the pit profile on the top of the sand dunes

橫向沙脊西側(cè)丘間地的風(fēng)沙沉積粒度組成主要以中沙為主（見圖3），含量為51.56%～81.31%，平均含量為67.30%；其次為細(xì)沙與粗沙，平均含量分別為19.00%和13.65%；而極細(xì)沙含量極少，為0.06%。各粒度組分在垂直方向上的變化比較明顯，粗沙、中沙、細(xì)沙含量變化的標(biāo)準(zhǔn)差分別達(dá)到42.70%、30.75%、47.25%。尤其在34 cm、82 cm以及98 cm深度處，粗沙含量都出現(xiàn)峰值，而細(xì)沙含量較低。

圖3 丘間地剖面（CLW3-2）風(fēng)成沙不同粒級(jí)含量隨深度變化的特征Figure 3 Variation of different grain size parameters with depth of the profile at the interdune trough (CLW3-2)

3.2 粒度參數(shù)特征

3.2.1 不同地貌單元表層沙樣的粒度參數(shù)特征

海灘表層沙樣的平均粒徑（Mz）在1.75～2.17 φ范圍內(nèi)，均值為2.07 φ；分選系數(shù)（σ）為0.38～0.48，分選性好；峰度（KG）平均值為0.96，表現(xiàn)為中等峰態(tài)；偏度（SK）為-0.03～0.03，平均值為0.01，呈近對(duì)稱分布。

橫向沙脊表層沙樣的平均粒徑為1.73～1.99 φ，均值為1.88 φ；分選系數(shù)為0.36～0.45，平均值為0.39，分選性好；峰度平均值為0.97，表現(xiàn)為中等峰態(tài)；偏度平均值為0，呈近對(duì)稱分布。

丘間地表層沙樣的平均粒徑為1.96～2.17 φ，均值為2.09 φ；分選系數(shù)為0.40～0.52，平均值為0.45，分選性好；峰度平均值為0.96，表現(xiàn)為中等峰態(tài)；偏度平均值為0.02，呈近對(duì)稱分布。

不同地貌單元表層沙樣粒度參數(shù)空間變化見圖4a，以丘間地表層沙樣的平均粒徑最細(xì)，其次為海灘沙，橫向沙脊沙最粗。分選程度以橫向沙脊沙樣最佳，中等峰態(tài)，海灘沙與丘間地表層沙略呈正偏。從橫向沙脊不同部位沙樣粒度參數(shù)的變化特點(diǎn)看，平均粒徑呈現(xiàn)隨沙丘高度增加而變小的趨勢(shì)，即由迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡坡腳的1.73 φ和1.79 φ增加到丘脊頂部的1.99 φ；由迎風(fēng)坡向背風(fēng)坡，沙樣的分選系數(shù)逐漸減小，分選性變好；峰度變化標(biāo)準(zhǔn)差為0.03，呈中等峰態(tài)；偏度無明顯變化，呈近對(duì)稱分布。

3.2.2 剖面沙樣的粒度參數(shù)特征

橫向沙脊探坑CLCLO2-5剖面沙樣粒度參數(shù)變化特點(diǎn)見圖4b。在垂直方向上，剖面沙樣的平均粒徑為1.77～2.07 φ，平均值為1.92 φ；分選系數(shù)為0.36～0.41，平均值為0.37，分選性好；峰度為0.96～0.98，為中等峰態(tài)；偏度為0～0.01，呈近對(duì)稱分布。

丘間地探坑剖面沙樣粒度參數(shù)的變化特點(diǎn)見圖5。在垂直方向上，沙樣的平均粒徑為1.19～2.07 φ，均值為1.65 φ；分選系數(shù)為0.34～0.59，均值為0.44，分選性好；峰度為0.92～0.98，均值為0.95，呈中等峰態(tài)；偏度為-0.01～0.04，均值為-0.01，呈近對(duì)稱分布。從整體上看，各個(gè)粒度參數(shù)的變化范圍均大于橫向沙脊剖面。隨剖面深度的變化，各個(gè)粒度參數(shù)存在顯著的波動(dòng)變化。

3.3 頻率和概率曲線特征

所有沙樣的粒級(jí)頻率分布均呈現(xiàn)為單峰形態(tài)，中沙、細(xì)沙等優(yōu)勢(shì)粒度分布集中，說明沉積環(huán)境穩(wěn)定，物質(zhì)來源單一（見圖6）。

圖4 垂直岸線各地貌單元表層沙樣（a）和丘頂剖面CLCLO2-5（b）沙樣粒度參數(shù)的變化Figure 4 Variation of grain size parameters of surface deposition perpendicular to the coast and deposition in the pit profile on the top of the sand dunes

圖5 丘間地剖面（CLW3-2）沙樣粒度參數(shù)隨深度變化特征Figure 5 Variation of grain size parameters with depth of the profile at the interdune trough (CLW3-2)

不同地貌單元表層沙樣的頻率曲線特點(diǎn)（見圖6-a）。橫向沙脊表層沙樣的粒級(jí)頻率曲線展開度狹窄，峰度較高，說明對(duì)沙丘沙的分選更強(qiáng)。從概率累積曲線特征看，所有表層沙樣均以蠕移和躍移兩種搬運(yùn)方式為主，其中躍移組分占總體的90%以上，粒度為0～3.5 φ。橫向沙脊表層沙樣的概率曲線斜率顯著高于海灘沙與丘間地沙樣，其中躍移組分占總體的97%以上。

橫向沙脊剖面沙樣的粒級(jí)頻率分布曲線展開度窄，峰值高，概率累積曲線顯示躍移組分占比很高，占總體的97%以上，表現(xiàn)為典型的風(fēng)成沉積特點(diǎn)（見圖6-b）。

丘間地剖面中，沙樣粒級(jí)頻率分布曲線總體顯示展開度較窄、峰值較高的特點(diǎn)（見圖6-c），說明沙樣分選性好，但隨深度不同粒度分布區(qū)間存在差異，深度0～30 cm與71～100 cm的沙樣總體較細(xì)，粒度區(qū)間分別為100～600 μm 及120～700 μm；深度31～70 cm 沙樣總體較粗，粒度區(qū)間為140～850 μm。概率累積曲線顯示沙樣總體以躍移組分為主，占總體的90%以上。

不同深度丘間地剖面沙樣的頻率與概率累積分布曲線峰值變化較明顯（見圖6-d），34 cm與78 cm深處沙樣展開度較寬，峰值較低，沙樣分選性較差；而82 cm深處沙樣展開度較窄，峰值較高，分選性較好，說明區(qū)域風(fēng)力強(qiáng)度在過去存在顯著的波動(dòng)變化。

圖6 研究區(qū)沙樣的頻率曲線與概率累積曲線特征Figure 6 The frequency curves and cumulative probability curves of samples in study area

4 討論

4.1 沙質(zhì)沉積參數(shù)特征指示的動(dòng)力成因

董玉祥[34]曾研究分析了中國(guó)溫帶海岸現(xiàn)代風(fēng)成沙的粒度特征并對(duì)其粒度參數(shù)范圍作出了界定，指出中國(guó)溫帶海岸現(xiàn)代風(fēng)成沙的平均粒徑為0.21～4.14 φ，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.26～2.57，偏度為-0.48～0.65，峰度為0.80～3.09。從河北昌黎海岸風(fēng)沙沉積的粒度參數(shù)來看，沙丘沙整體以中、細(xì)沙為主，平均粒徑均值為1.88 φ，屬中沙；標(biāo)準(zhǔn)偏差均值為0.39，分選好；偏度值為0，呈近對(duì)稱分布，峰度平均值為0.97，表現(xiàn)為中等峰態(tài)，各項(xiàng)粒度參數(shù)值均位于中國(guó)溫帶海岸現(xiàn)代風(fēng)成沙粒度特征范圍內(nèi)，與Pye、Bigarella等以及吳正早期所描述的海岸風(fēng)成沙粒度參數(shù)特征大體吻合[1，12，17]。

對(duì)比傅啟龍等、祈興芬、董玉祥、姜峰前期對(duì)昌黎海岸風(fēng)沙沉積粒度特征的研究結(jié)果[21，24，34，35]（見表1），可以發(fā)現(xiàn)所有結(jié)果均顯示風(fēng)成沙的分選性優(yōu)于海灘沙，說明風(fēng)成沙受風(fēng)力的分選作用較強(qiáng)。而本文所得沙丘沙的粒度參數(shù)結(jié)果同樣顯示出其分選性優(yōu)于海灘沙的特點(diǎn)，表明研究區(qū)海岸沙丘沙具典型的風(fēng)成沙特征。

表1 不同研究者粒度參數(shù)分析結(jié)果對(duì)比Table 1 Comparison of grain size parameter analysis results by different researchers

同時(shí)，從頻率曲線和概率累積曲線來看，沙丘沙較之于海灘沙，頻率曲線呈現(xiàn)出更為窄而尖銳的單峰形態(tài)，且概率累積曲線的斜率更大，躍移組分含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，表明沙丘沙樣以風(fēng)力搬運(yùn)作用為主。因此，本文采集的海岸沙丘沙樣品為典型的風(fēng)成沙。

4.2 探坑剖面記錄的風(fēng)力強(qiáng)弱變化

風(fēng)積物粒度參數(shù)隨時(shí)間的峰谷波動(dòng)變化是重建過去風(fēng)沙環(huán)境變遷歷史的重要信息來源，而建立風(fēng)沙沉積剖面的時(shí)間標(biāo)尺是有效提取風(fēng)積物古氣候信息的基本前提。

根據(jù)姜峰在橫向沙脊丘頂與中上部1 m深度探坑底部采集沙樣獲得的（13±3）a和（37±8）a兩個(gè)OSL年齡結(jié)果[35]可知，研究區(qū)橫向沙脊上部1 m深度探坑底部的OSL年齡一般為25 a左右，橫向沙脊迎風(fēng)坡腳出露最老沙層年齡為（184±16）a。另?yè)?jù)王小樂等在渤海北部盤錦海岸沙丘深3 m 的探坑剖面底部沙樣獲得的（120±6）a OSL年齡[36]，并參考橫向沙丘丘間地的風(fēng)沙過程和沉積速率變化特點(diǎn)[37]，初步推斷研究區(qū)丘間地深度1 m的人工探坑剖面是大約200 a以來的風(fēng)沙沉積。

因此，綜合前期OSL測(cè)年結(jié)果和丘間地風(fēng)沙沉積速率建立時(shí)間標(biāo)尺，以探坑剖面風(fēng)沙平均粒徑作為過去風(fēng)力強(qiáng)弱變化的主要替代指標(biāo)，根據(jù)其峰值谷值的波動(dòng)變化特點(diǎn)，可將研究區(qū)近200 a來的風(fēng)沙活動(dòng)劃分為3個(gè)階段（見圖7）。

階段I：年代約為1760—1820 AD，深度71～100 cm。此段平均粒徑為1.19～1.92 φ，均值為1.60 φ；分選系數(shù)為0.35～0.55，均值為0.46，分選性較好；偏度均值為-0.02，為近對(duì)稱分布；峰度為0.93～0.97，平均值為0.95，屬于中等峰態(tài)。該時(shí)期海岸風(fēng)力總體上較弱。此時(shí)西北、華北黃土分布區(qū)沙塵天氣頻率[38]和北方降塵頻率[39]均指示冬季風(fēng)強(qiáng)度處于較弱的狀態(tài)，大體上與竺可楨劃分的第二個(gè)暖期（1720—1830 AD）[40]相對(duì)應(yīng)。此段個(gè)別深度的樣品，如76～84 cm（即1800 AD左右），平均粒徑較大，分選性較差，可能與當(dāng)時(shí)研究區(qū)的局部水文地理環(huán)境有關(guān)。據(jù)昌黎縣志記載，這一時(shí)期洪水多發(fā)，灤河多次決口。洪水泛濫使灤河含有大量粗沙，因此供給了較多的粗顆粒沙源。

階段II：年代約為1821—1900 AD，深度31～70 cm。此段平均粒徑為1.32～1.76 φ，均值為1.48 φ，低于剖面整體平均粒徑的均值0.17 φ，沙樣顆粒較粗，分選系數(shù)平均值為0.40，偏度均值為-0.02，峰度平均值為0.96，較剖面整體而言，分選程度更好，略呈負(fù)偏，粒徑分布更為集中?？傮w上指示區(qū)域冬季風(fēng)較為強(qiáng)盛，風(fēng)沙活動(dòng)較為活躍，與竺可楨劃分的第三個(gè)冷期（1840—1890 AD）相對(duì)應(yīng)。此時(shí)西北和華北地區(qū)也都存在有關(guān)沙塵暴頻發(fā)的記錄。在《清史稿·災(zāi)異志》中，“大風(fēng)折木，晦冥”“昏塵蔽天”“黑風(fēng)晝晦”等有關(guān)沙塵天氣的描述在1830—1910 AD多次出現(xiàn)，說明該時(shí)段氣候較為干冷，易發(fā)生沙塵暴。同時(shí)，內(nèi)蒙古岱海于19世紀(jì)后期因降水量少、蒸發(fā)量加劇，出現(xiàn)了湖泊水位下降的現(xiàn)象[41]；日本鳥取的海岸沙丘在1840 AD左右也存在明顯的陸向加積過程[42]，反映該時(shí)段大陸冷高壓氣團(tuán)十分強(qiáng)盛。

階段III：年代約為1901 AD至今，深度0～30 cm。此段平均粒徑均值為1.94 φ，分選系數(shù)均值為0.45 φ，峰態(tài)均值為0.95，偏度均值為0.01，除峰態(tài)與剖面均值相同外，平均粒徑偏細(xì)，偏度略呈正偏，分選性好，說明冬季風(fēng)活動(dòng)較弱。最近20 a風(fēng)力強(qiáng)弱變化狀況以橫向沙丘上部探坑剖面記錄較好（見圖2b、圖4b）。將底部有OSL定年的探坑剖面（編號(hào)為CLCDO2-5）沙樣的平均粒徑變化與東亞冬季風(fēng)指數(shù)[43]和河西走廊沙塵暴頻率變化曲線[44]進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見圖7。近20 a間的風(fēng)力強(qiáng)弱存在年際尺度的波動(dòng)變化：61～100 cm深度范圍內(nèi)（1988—1998 AD），沙粒平均粒徑呈現(xiàn)出逐年減小的趨勢(shì)，而同時(shí)段東亞冬季風(fēng)指數(shù)變化曲線顯示東亞冬季風(fēng)指數(shù)降低，滑動(dòng)平均以負(fù)相位為主，河西走廊沙塵暴頻率也整體呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，均反映了冬季風(fēng)的減弱趨勢(shì)；31～60 cm 深度范圍內(nèi)（1999—2004 AD），風(fēng)成沙平均粒徑有所增加，東亞冬季風(fēng)指數(shù)呈正相位，河西走廊沙塵暴頻率也有所上升，均指示該時(shí)段冬季風(fēng)由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)；深度0～30 cm深度范圍內(nèi)（2005 AD至今），沙粒的平均粒徑逐漸變細(xì)，與東亞冬季風(fēng)指數(shù)與河西走廊沙塵暴頻率所反映的冬季風(fēng)弱化現(xiàn)象相一致。

圖7 研究區(qū)風(fēng)沙沉積記錄的海岸帶風(fēng)力作用變化歷史Figure 7 The history of wind action in coastal zone recorded by sand deposition in the study area

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)沙丘沙為典型的風(fēng)成沙。研究區(qū)表層沙樣的平均粒徑以丘間地最細(xì)，海灘沙次之，橫向沙脊沙最粗；分選程度以沙丘沙為最佳；峰度值均處于中等峰態(tài)范圍內(nèi)，呈近對(duì)稱分布。橫向沙脊不同部位表層沙樣平均粒徑呈現(xiàn)出自丘頂向兩側(cè)坡腳粗化的趨勢(shì)；分選性由迎風(fēng)坡向背風(fēng)坡逐漸變好。

（2）橫向沙脊探坑剖面沙樣和丘間地探坑剖面沙樣整體分選性好，為中等峰態(tài)且呈近對(duì)稱分布，但相對(duì)而言橫向沙脊探坑剖面沙樣更粗。各個(gè)粒度參數(shù)均隨剖面深度有明顯變化，其中丘間地探坑剖面沙樣變化幅度整體上大于橫向沙脊探坑剖面。

（3）研究區(qū)近200 a 來的風(fēng)沙活動(dòng)變化可劃分為3 個(gè)階段：①1760—1820 AD，冬季風(fēng)強(qiáng)度整體較弱；②1821—1900 AD，冬季風(fēng)相對(duì)強(qiáng)盛；③1901 AD至今，冬季風(fēng)活動(dòng)波動(dòng)減弱。結(jié)果說明在百年-十年尺度上，研究區(qū)海岸風(fēng)沙活動(dòng)受東亞冬季風(fēng)控制。