我国沙漠和戈壁总面积超过国土总面积的十分之一,风沙地貌学研究是我国地貌学研究的重要内容。沙丘形态及其演化是风沙地貌学研究的重要组成部分,不同类型沙丘的形成机制研究已较为充分,但对沙丘高度生长的影响因素和演化规律的研究仍有不足。巴丹吉林沙漠被认为具有全球高度最大的沙丘,且高大沙山的丘间地又有众多常年积水湖泊分布,湖泊与沙山共存的地貌景观成为近几十年来的一个研究热点。关于巴丹吉林沙漠高大沙山成因已经提出多种假说,从不同的角度部分地解释了沙山形成机制,但尚未形成统一认识,尤其是对最高大的沙山集中分布在湖泊区的这种特殊的空间分布格局研究尚有不足。已有一些研究人员认识到了沙山形成可能和水分状况有关,但对水分和沙丘相互作用的机制和途径的认识仍存在较大争议。数值模拟是研究沙丘演化规律的重要途径,但现有数值模型多集中在不同沙丘类型的形成与风况和沙源供应的关系方面,对沙丘高度的演化研究不够充分,且既能够进行复杂沙丘场演化模拟,又能够进行现实时空尺度匹配的模型很少,或过于复杂,会为高度演化研究带来不必要的复杂性,因此一个专门针对沙丘高度演化的模型仍有待开发。在现存高大沙山成因方面,本研究基于DEM数字高程数据开发了沙丘高度和坡度算法,获取了32个全球主要沙漠的最大沙丘高度,并重点分析了巴丹吉林沙漠沙丘高度和坡度的空间分布特征。基于可见光波段高分辨率影像,获取了巴丹吉林沙漠湖泊的位置和面积信息。在巴丹吉林沙漠原位气象观测和浅层含水量的时间序列和高度序列采样分析的基础上,研究了巴丹吉林沙漠腹地湖泊区浅层含水量分布特征及其影响因素。结合前人对沙层含水量的研究以及水同位素结果,提出了水汽影响沙丘浅层含水量的一种新的观点,并结合湖泊面积、沙丘高度、沙丘坡度的相互关系,提出“湖泊-沙山”格局模式用于解释巴丹吉林沙漠最高大的沙丘分布在湖泊区的现象。为了进一步探究沙丘高度的演化规律,本研究参考Werner模型开发了一种沙丘演化的二维元胞自动机模型。该模型可以比较好地重现单向风和双向风情况下二维沙丘演化过程,且具有现实的空间和时间标尺。本研究据此初步研究了二维沙丘高度的演化规律。本研究获得的主要结果和结论如下:（1）湖泊和沙丘共存的情况下,湖泊的存在和湖泊的大小对湖盆内的空气相对湿度有显著的影响,空气中的水汽可以通过非降雨水分的形式与湖盆内沙丘浅层进行水汽交换,增加沙丘浅层含水量,但这种补给的深度和量级还有待进一步研究。（2）巴丹吉林沙漠“湖泊-沙山”共存的格局有利于沙丘高度的增加。湖泊和沙山的长期共存,维持了湖泊对湖盆内沙丘浅层含水量的影响,沙层含水量增加引起沙丘坡度增加和移动速度减缓,前者在沙量不变的情况下增加沙丘高度,后者增加了沙丘捕获风沙的能力,即增加了沙丘体积。巴丹吉林沙漠最大沙丘高度能够居于全球主要沙漠前列与此有关。（3）元胞自动机模型进行的沙丘演化过程中沙丘高度变化规律的研究表明,沙丘场的演化随着时间的推移会逐渐趋向于稳定,此时沙丘高度以及沙丘高度-间距比值的变化幅度都会减缓。这个近似稳定状态下的沙丘高度和沙丘高度-间距比值与最初沙丘场的等效沙层厚度线性相关。下伏地形障碍有利于截留风沙,但沙丘翻越障碍之后,最终的地形高差不超过原有地形障碍的高度。当沙丘处在翻越障碍的过程中时,下伏地形对提高沙丘高度有显著的作用,原理相当于增加沙丘内部不可移动沙量。本研究基于巴丹吉林沙漠沙丘高度的空间分布特征、浅层含水量观测和气象观测的结果,为湖泊和沙山水分循环机制提供了新的视角,并提出了“湖泊-沙山”格局模式影响沙丘高度的机制,有助于巴丹吉林沙漠高大沙山成因问题的最终解决;建立了简单有效的二维沙丘高度演化模型,该模型在时空尺度匹配方面优势突出,其三维扩展值得期待。