塔克拉玛干沙漠西部广泛分布胡杨(Populus euphratica),胡杨作为沙漠主要乔木植被,对沙漠生态环境具有重要意义。胡杨沙堆(Populuseuphraticanebkha)即是风沙流遇到胡杨干扰,沙物质在树下和周围沉降堆积形成的与胡杨形体分离的凸起地形。对胡杨沙堆的研究不仅可以丰富风沙地貌学的研究内容,而且在干旱荒漠区生物多样性保护、区域生态建设、土地荒漠化监测与评价研究以及重建区域环境演变历史等方面具有重要意义。目前,国内外对胡杨沙堆的研究报道甚少。本文选取塔克拉玛干西部别里库姆沙漠为研究区,以胡杨沙堆为研究对象,通过野外采样,利用RTK技术测量胡杨沙堆及其周围的连续地形,并利用ArcGIS软件和SPSS软件对其形态参数进行获取与分析;以Lsandsat8 OLI影像为数据源,结合Erdas软件的子像元分类技术,获取胡杨沙堆空间分布信息,并利用ArcGIS软件的空间统计分析功能对其空间格局进行分析;基于野外采样获得的地下水潜水高程数据,空间插值生成水力坡面,同时,以ALOSPALSAR数据为数据源,基于Insar技术,构建高精度DEM,进而将DEM与水力坡面作差,生成地下水埋深DTM,并对其空间格局进行分析;利用ArcGIS软件,对胡杨沙堆沙堆形态特征及其空间格局对地下水埋深的响应进行分析;以别里库姆沙漠中胡杨和胡杨沙堆形态参数实测值的平均值为模型参考值,在ANSYS软件Geometry模块下分别对胡杨及胡杨沙堆进行1:1建模,再通过Fluid flow(Fluent)分析系统对单棵胡杨及胡杨沙堆在风速分别为6m/s、1Om/s、14m/s下进行纯气流流场数值模拟,得出单棵胡杨及胡杨沙堆周围流场结构特征;通过对胡杨沙堆表层土壤粒度分布的测量间接验证了胡杨沙堆的流场结构特征,胡杨增加了地表的粗糙度,干扰了气流的运行,并且大大减弱了气流的能量,使气流的结构发生一定的变化,最终引起气流中沙质物质在不同部位的沉积。以上研究分析对促进胡杨沙堆发育机制研究、维持胡杨沙堆形态和固沙方面研究具有重要意义,并期望研究结论对沙堆理论体系进行补充和扩展,同时为沙漠生物多样性的保护、合理利用荒漠植被及有效阻挡沙漠向绿洲蔓延,提供相应的科学依据。研究结果如下:(1)研究区不同样方胡杨沙堆的形态特征差异很大,各样方内胡杨沙堆形态参数间具有良好的相关性。胡杨沙堆平面形态不规则,三维形态似锥形,顶部呈尖状,表面坡度总体较缓,主要分布于0°～50°之间。(2)研究区胡杨沙堆所占像元的总个数为1171353,总面积为263554425m2。胡杨沙堆以像元为单位离散分布于整个研究区,整体上呈“V”型,大多数沙堆以独立像元的形式存在。水分条件(地下水)有可能是胡杨沙堆分布密度、空间分布形态复杂性、沙堆像元面积的连续性的限制因素。胡杨沙堆集群面总体上的形态趋势为东北-西南走向,且面积在空间分布上具有逐层变化的现象。(3)研究区地下水水力坡面呈现西南高、东北低,由西南向东北递降,潜水层最大高程为1229.73m,位于西南角,最小高程为1117.67m,位于东北角,平均高程为1168.99m。研究区大部分区域的地下水埋深的高值和低值离散分布,地下水埋藏深度变化范围约为-18.45m～61.45m,负值区域表示沙漠“湖盆”低地。距离和田河越远,地下水埋深的变化似余弦曲线,振幅变化与和田河旧河床的关系密切。(4)地下水位较浅区域的胡杨沙堆形态参数与地下水位较深区域的胡杨沙堆存在显著差异性。最适宜胡杨沙堆存在的地下水埋深可能为5.87m。(5)胡杨沙堆流场数值模拟表明:以H表示胡杨高度,单棵胡杨迎风面距离约1/3H,高约1/2H的范围为气流减速区;单棵胡杨上方约2/3H以上的范围为气流加速区;单棵胡杨背风面1H-2H的范围形成弱涡流区和单棵胡杨两侧的气流加速区。胡杨沙堆迎风坡为低压区,气流速度减弱;胡杨沙堆顶部2-3H长度内为气流加速区域,气流速度增大明显;沙堆背风坡为负压区,气流发生绕流速度急剧降低,在背风坡一定距离内形成涡流。(6)胡杨沙堆平均粒径从迎风坡坡脚至背风坡坡中逐渐变细,从背风坡坡中至背风坡坡脚逐渐变粗;平均粒径以胡杨沙堆迎风坡坡脚最粗,背风坡坡中平均粒径最小,从迎风坡坡脚至沙堆顶部逐渐变小,从背风坡坡中至背风坡坡脚逐渐变大。沉积物粒度分布特征与胡杨沙堆流场结构特征基本吻合。