view in publisher's site

The effects of interdune vegetation changes on eolian dune field evolution: a numerical-modeling case study at Jockey's Ridge, North Carolina, USA

Abstract Changes in vegetation cover within dune fields can play a major role in how dune fields evolve. To better understand the linkage between dune field evolution and interdune vegetation changes, we modified Werner's (Geology, 23, 1995: 1107–1110) dune field evolution model to account for the stabilizing effects of vegetation. Model results indicate that changes in the density of interdune vegetation strongly influence subsequent trends in the height and area of eolian dunes. We applied the model to interpreting the recent evolution of Jockey's Ridge, North Carolina, where repeat LiDAR surveys and historical aerial photographs and maps provide an unusually detailed record of recent dune field evolution. In the absence of interdune vegetation, the model predicts that dunes at Jockey's Ridge evolve towards taller, more closely‐spaced, barchanoid dunes, with smaller dunes generally migrating faster than larger dunes. Conversely, the establishment of interdune vegetation causes dunes to evolve towards shorter, more widely‐spaced, parabolic forms. These results provide a basis for understanding the increase in dune height at Jockey's Ridge during the early part of the twentieth century, when interdune vegetation was sparse, followed by the decrease in dune height and establishment of parabolic forms from 1953‐present when interdune vegetation density increased. These results provide a conceptual model that may be applicable at other sites with increasing interdune vegetation cover, and they illustrate the power of using numerical modeling to model decadal variations in eolian dune field evolution. We also describe model results designed to test the relative efficacy of alternative strategies for mitigating dune migration and deflation. Installing sand‐trapping fences and/or promoting vegetation growth on the stoss sides of dunes are found to be the most effective strategies for limiting dune advance, but these strategies must be weighed against the desire of many park visitors to maintain the natural state of the dunes. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

اثرات تغییرات پوشش گیاهی بین تلماسه بر تکامل میدان تپه‌های ماسه‌ای: مطالعه موردی مدل‌سازی عددی در ریدج جوکیوس، کارولینای شمالی، آمریکا

چکیده تغییر در پوشش گیاهی در حوزه‌های تپه می‌تواند نقش مهمی در چگونگی تکامل حوزه‌های تپه ایفا کند. برای درک بهتر ارتباط بین تکامل زمین تپه و تغییرات پوشش گیاهی بین تپه، ما مدل تکامل زمین تپه (زمین‌شناسی، ۲۳، ۱۹۹۵: ۱۱۰۷ - ۱۱۱۰)را اصلاح کردیم تا اثرات تثبیت پوشش گیاهی را در نظر بگیریم. نتایج مدل نشان می‌دهد که تغییرات در تراکم پوشش گیاهی بین تلماسه به شدت رونده‌ای بعدی در ارتفاع و مساحت تپه‌های بادی را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد. ما این مدل را برای تفسیر تکامل اخیر تپه جکی در کارولینای شمالی به کار بردیم، جایی که نقشه‌برداری‌های تکراری LiDAR و عکس‌ها و نقشه‌های هوایی تاریخی، یک رکورد به طور غیر معمول مفصل از تکامل اخیر میدان تپه فراهم می‌کنند. در غیاب پوشش گیاهی بین تلماسه، این مدل پیش‌بینی می‌کند که تپه‌های جکی ریج به سمت تپه‌های با فاصله بیشتر، بلندتر و با فاصله بیشتر، با تپه‌های کوچک‌تر به طور کلی سریع‌تر از تپه‌های بزرگ‌تر مهاجرت می‌کنند. برعکس، ایجاد پوشش گیاهی بین تپه‌ماهورها باعث می‌شود که تپه‌های شنی به اشکال پارابولیک کوتاه‌تر، با فاصله بیشتر، تکامل یابند. این نتایج مبنایی را برای درک افزایش ارتفاع تلماسه در تپه جکی در اوایل قرن بیستم فراهم می‌کند، زمانی که پوشش گیاهی بین تلماسه پراکنده بود، به دنبال آن کاهش ارتفاع تلماسه و ایجاد فرم‌های سهموی از سال ۱۹۵۳ تا کنون وقتی تراکم پوشش گیاهی بین تلماسه افزایش یافت. این نتایج یک مدل مفهومی را ارایه می‌دهند که ممکن است در دیگر مناطق با افزایش پوشش گیاهی بین تلماسه قابل کاربرد باشد و آن‌ها قدرت استفاده از مدل‌سازی عددی را برای مدل کردن تغییرات در تکامل میدان تلماسه بادی نشان می‌دهند. ما همچنین نتایج مدل طراحی‌شده برای آزمایش تاثیر نسبی استراتژی‌های جایگزین برای کاهش مهاجرت تپه‌های شنی و انحراف را توصیف می‌کنیم. نصب حصارهای تله شنی و / یا ارتقا رشد پوشش گیاهی در کناره‌های تپه‌های شنی موثرترین استراتژی برای محدود کردن پیشرفت تپه هاست، اما این استراتژی‌ها باید در مقابل تمایل بسیاری از بازدید کنندگان پارک به حفظ وضعیت طبیعی تپه شنی وزن شوند. حق چاپ ۲۰۰۹ جان ویلی پسران، با مسئولیت محدود.
ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.