黃河於積石峽進入甘肅後，因在總體上呈南北方向，從而把甘肅省分為河東與河西兩大區域。實際上，人們並不把位於黃河以西的永登、皋蘭、白銀、景泰以至天祝新治所華藏寺一帶視為河西的一部分，而是借用內外流域分水嶺作為河東、河西的界線，亦即河西地區在冷龍嶺、烏鞘嶺、一條山、黃草埫山（2057m）等內外流區分水嶺一線以北。其北、西、南三麵，分別與內蒙古、新疆、青海三省區為鄰，僅西北一隅在馬鬃山以北與蒙古人民共和國的戈壁阿爾泰省接壤。總麵積271萬km2，占全省麵積59.8%，為本省最大的一個地理區。河西走廊曾經是甘肅省域的主體和政治中心，西漢時曾先後置敦煌、酒泉、張掖、武威四郡，即著名的“河西四郡”，唐代設瓜州、沙州、肅州、甘州和涼州，宋和西夏仍之。元代所建之甘肅省，省會即在今之張掖市。在曆史上，甘肅曾不止一次領轄整個阿拉善高原，目前則僅統屬其南部邊緣。祁連山自西漢時起即具有界山的性質，甘肅主要領轄山地北部。目前，甘肅省在河西地區設有嘉峪關、金昌、酒泉、張掖、武威五個地級市。
第一節 沙漠、戈壁與綠洲
一、沙漠
廣泛分布的戈壁灘，局部沙漠和作為交通中途站與人們生活不可缺少的荒漠綠洲，是河西走廊的典型自然景觀。走廊自然植被以各種類型的溫帶、暖溫帶荒漠為主，在一些山前地帶則分布著一些溫帶荒漠草原。
荒漠，是指氣候幹旱、降水稀少且多變、植被稀疏低矮、土地貧瘠的自然地帶，意為“荒涼之地”。英語和法語均稱desert，阿拉伯語為“厄格”（Erg），維吾爾語叫“庫姆”，蒙古和滿語稱“戈壁”。荒漠地表組成物質，有石質（岩石長期裸露、遭受風化）、礫質（地麵由石塊或卵石覆蓋）、沙質、鹽質等不同。石質荒漠和礫質荒漠又分別叫做“岩漠”和“礫漠”，二者合稱為戈壁。泥質、鹽質的荒漠平地，相應地稱為“泥漠”和“鹽漠”。沙漠專指荒漠地帶的沙質土地，不包括石質荒漠（黑戈壁）和礫質荒漠（白戈壁），它是幹旱氣候和豐富沙源條件的產物。我國古書上有的稱沙漠為流沙、沙河、瀚海，也有的稱為沙磧、沙幕、大漠或旱海。河西走廊及其毗鄰地區分布有騰格裏沙漠、巴丹吉林沙漠和庫姆塔格沙漠等沙區。
1、騰格裏沙漠
騰格裏為蒙古語，意為像天一樣浩渺無際。騰格裏沙漠位於阿拉善左旗西南部和甘肅省中部邊境。東抵賀蘭山，南越長城，西至石羊河流域。麵積約3.67萬km2，海拔1300m～1400m，是我國五大沙漠之一。沙漠中沙壟起伏、殘山出露，大小綠洲湖盆和鹹淡水湖泊星羅棋布。沙丘相對高度100m～200m，流動沙丘麵積占沙漠總麵積的40.9％，固定、半固定沙丘麵積占19.1％。沙漠潛水受大氣降水、基岩裂隙水和沙漠凝結水補給，地下水豐富，埋深lm～5m。土壤以風沙土為主，並有部分沙質草甸土、潮土和鹽堿土。沙生植物以超旱生和沙生灌木、半灌木為主，植物種類貧乏，蓋度小，多以沙蒿、沙冬青、梭梭、霸王、沙竹、白刺等為主，偶見一年生植物沙米、沙蓬等。輕度鹽化草甸植被拂子茅、蘆葦、雜類草及低濕地植物蘆葦、芨芨草，分布於沙漠邊緣及湖盆低窪處。屬於河西地區的沙漠，包括有八十裏大沙、二十裏大沙、民勤西沙窩等。
紅水河東岸的八十裏大沙，由西南向東北傾斜，海拔1450m～1691m。由於紅水河的阻隔，交通不便，遠離綠洲，基本無人固定居住。沙漠深處的鄧馬營湖和一、二、三、四、五、六道溝一帶，地下水位較高或有湖水聚集，植被較好，是良好的天然牧地。紅水河東岸的一段，沙丘約占40%，丘間地約占60%。沙丘類型主要為新月形沙丘及新月形沙丘鏈，移動方向南偏東，每年前進1m左右。沙丘高度一般為2m左右，迎風坡坡度一般4～5度。固定沙丘占8%～15%，半固定沙丘占2～5%，固定和半固定沙丘白刺植被蓋度一般為70%。北部丘間低地平坦開闊，南段和中段有輕度風蝕，可見風蝕凹槽。丘間低地的土壤為灰棕漠土，pH值8.0～8.5。植被稀疏，生長較弱，蓋度6%～11%之間。紅水河西岸的二十裏大沙，地勢由東南向西北傾斜，海拔1455m～1590m。除清源鄉蔡寨、中沙、王莊、新地等大隊附近有極少數固定、半固定沙丘外，均為流動沙丘，沙丘約占35%；丘間地約占65%。沙丘呈新月型、新月型沙丘鏈和小沙壟，以新月型沙丘鏈居多。沙丘向南偏東移動，沙區中段高達10m以上；北段一般4～5m；南段沙丘較少（王莊村以北地段除外）。沙丘機械組成越向西北，細沙成分越多，沙丘含水率亦因之而異，北段沙丘迎風坡平均含水率3.4%～4.0%，中段2.4%，南段4.0%～4.5%。丘間地一般較為平坦，部分地段有風蝕凹槽。新地村以北旱生植被蓋度6%，高溝堡一帶蓋度達40%以上，其他地帶植被稀少，蓋度在5%以下。地下水位較高，北段5m，南段8m，高溝堡一帶僅2m左右。
據清乾隆年間（1749）編纂的《武威縣誌》圖載，當時騰格裏沙漠尚未越過紅水河西岸，紅水河沿岸為原高溝堡和武威駐軍的牧馬場。經過200多年的變遷，這一地段已成沙漠（即現今的二十裏大沙）。沙漠的侵入，是由於人們不合理的濫墾、過牧和樵采，破壞了原有的植被，造成生態環境的惡化，使原來並不具備沙漠特征的地區出現了沙漠的景觀。至今，沙漠中村莊的廢址，農田的輪廓依稀可辨。二十裏大沙南端的武威沙漠公園，海拔高度1560m～1575m，占地麵積8km2。經過近30年的治理，在約5km2的範圍內，約有1/3為可耕地，2/3為固定、半固定和流動沙丘。流動沙丘分布在公園西南部和北部，新月型沙丘鏈與丘間窪地相間分布。主風向為西北風，沙丘高一般在3m～5m，最高的達11m之多。目前是當地一座融大漠風光、草原風情、園林特色為一體的遊覽勝地，園內建有高32m的觀景塔，占地近4000㎡的遊泳池，還有跑馬場、賽馬場、賽駝場、沙浴場以及“大漠亭”、“陶心閣”、“鴛鴦亭”等設施。園內沙丘起伏，百草叢生，有梭梭、樺木、紅柳、沙米等植物。
民勤縣西沙窩位處河西走廊東段的石羊河下遊現代綠洲的西緣，為騰格裏沙漠的一部分。沙窩東西寬約11km，南北長約92km，它東起民勤綠洲邊緣，西至大西河舊河床之西，南起紅崖山北麓，北抵萊茯山洪積平原前緣，麵積達982.3km2。因為它能代表河西走廊沙漠的一般特點，早在1959年中國科學院治沙隊即建立民勤治沙綜合試驗站於沙窩南緣的沙井子一帶，初步勘查的站址麵積為66.6km2。今天這一地區的地麵景觀為成片分布的半固定白刺灌叢沙堆，沙堆高約2～3m，白刺覆蓋度30%～40％，其間亦間有少許裸露的新月形沙壟；當接近其東部現代綠洲邊緣之處，則綿延著一條寬約1km許的檉柳灌叢沙堆帶，沿現代綠洲西緣南北延伸，沙堆基本是固定狀，高約3～5m，檉柳覆蓋度約60%～70％，其株高可達1.5m～2.5m。然而在今天這裏的茫茫沙丘之中卻殘存著沙井柳湖墩、黃蒿井、黃土槽等原始聚落遺址和端字號柴灣古城、三角城、連城、古城等多座古代廢墟。這些古遺址雖然身陷沙海之中，早已無聲無息地退出了曆史的舞台，但是它們存在的本身及其周圍暴露的豐富的遺物和成片的棄耕地，向人們顯示了昔日綠洲的繁榮。例如位於西沙窩中部的連城遺址，東南距民勤縣泉山鎮約10km，南距武威市127km。其牆垣甚殘破，且大部被沙丘壅壓，但輪廓仍十分清晰。南北長360m，東西寬300m，另南牆向西延約50m。夯土版築，殘垣高一般2m～3m，最高6m，四壁各有馬麵兩座，門一，西開。遺址及周圍地麵暴露有大量的灰陶片、紅陶片、藍釉硬陶片、碎磚塊等物；城內西門南側銅甲、鐵甲殘片、鐵箭頭等物甚多，似為兵器庫；城中東部銅質殘渣集中，似銅器作坊；西南隅瑪瑙碎片遍布，似瑪瑙作坊；城外西側有幾座封土堆較明顯的魏晉墓葬。2001年我們考察至此，曾撿到“開元”銅錢等。
2、巴丹吉林沙漠
巴丹吉林沙漠在甘肅省金塔縣東部，位於合黎山、龍首山以北，弱水(黑河下遊)東岸古魯乃湖以東，雅布賴山、宗乃山以西，拐子湖以南。地勢南高北低，海拔1100m～1400m。麵積5. 2萬km2，東西長約270km，南北寬達320km，是僅次於塔克拉瑪沙漠的第二大沙漠。西北部多新月形沙丘，中部多複合型沙丘鏈和沙山。沙丘相對高度西部50m～100m，東北部15m～20m，中部200m～300m，邊緣降為5m～10m。在自然地帶上處於阿拉善荒漠的中心，氣候極端幹旱，幹燥度為7～12，其主要的特色是：
(1)以流動沙丘為主，占整個沙漠麵積的83％。隻有西部沙漠邊緣古魯乃湖地區及北部拐子湖、東部庫乃頭廟等地有半固定沙丘分布。巴丹吉林沙漠雖以流沙為主，但在它東南邊緣的沙丘以及沙山上仍生長有稀疏的植物，在沙山上大約有植物占據的地段要占整個沙山麵積的l/3左右。植物主要分布在迎風坡和背風坡的下部，有時也可見於背風坡的上部。植物成分在東、西部具有差別。西部主要有沙拐棗、籽蒿、花棒、霸王、麻黃、沙木蓼等。而在沙漠東部主要為籽蒿和沙竹。沙拐棗已不占重要地位，麻黃、霸王、木蓼等向東部逐漸減少。這種植物生長和分布的特征，說明了巴丹吉林沙漠並不是像過去一般所認為的那樣，全是裸露流沙。
(2)高大沙山密布重疊，其麵積約占沙漠總麵積的61％，主要集中在沙漠中部。巴丹吉林沙漠以沙丘高大而著稱，一般高達200m～300m，最高可達400m以上，形成巨大的沙山，居我國諸沙漠之首。沙山之所以如此高大，或因現代沙丘覆蓋在古老鈣質濃縮的老沙丘之上，或因沙丘覆蓋在下伏基岩剝蝕殘丘之上，即沙丘移動過程中受下伏地形的阻礙所致。沙山形態主要有三種：第一種為迎風坡具有疊置沙丘的複合型沙山，排列方向為北東（30°～40°），反映了當地是西北風占優勢，沙山長度一般達5km～10km，寬lkm～3km不等。迎風坡上的次一級疊置沙丘的形態也是多種多樣，或為沙丘鏈，或為橫向沙壟，或為格狀沙丘。第二種同樣是巨大的沙山，但迎風披上無明顯的疊置沙丘鏈。第三種是金字塔狀沙山，主要分布在沙漠南部及東部鄰近山嶺的地帶，特別是在山嶺的迎風麵，往往都是一個個孤立的分布。
(3) 巴丹吉林沙漠與我國其它沙漠顯著不同之處，還在於高大沙丘之間的低地分布有許多內陸小湖泊(海子)。湖泊總數達144個之多，主要集中分布在沙漠的東南部，北部及西部較少。由於強烈的蒸發，使湖內聚積大量的鹽類，湖水礦化度很高，含鹽量5 g/L～300g/L，不能飲用或灌溉。但在某些湖盆邊緣及有些小湖的中心仍有淡水泉出露，均係沙丘水，受大氣降水及凝結水的補給，水質較好，礦化度小於l g/L，可供飲用。這些湖泊麵積一般小於1km2。最大的諾爾圖也不過1.5km2，最大深度達16m左右。湖泊周圍的自然景觀呈現出同心圓環狀分異的特征。即中心是鹹水湖，湖泊周圍為沼澤化草甸，地下水埋深不到1m，主要為海韭菜、海乳草等；往外為鹽生草甸，地下水埋深1m左右，主要為蘆葦、芨芨草等；再往外為白刺沙堆，地下水埋深超過3m；最外緣是固定、半固定沙丘與流沙。這些湖盆主要利用作為放牧場，沙漠中的固定居民點如巴丹吉林等即位於湖盆中。
3、鳴沙山與月牙泉
鳴沙山又名神沙山，位於敦煌市南5km處，其與山麓下的月牙泉，堪稱沙漠綠洲中的一絕。鳴沙山東起莫高窟崖壁，西至黨河口，綿亙40多公裏，寬20餘公裏，海拔1650m，相對高度100餘米。《後漢書》說敦煌地區“水有懸泉之神，山有鳴沙之異”。《元和郡縣圖誌》記載：“鳴沙山一名神沙山，在縣南七裏。今按其山積沙為之，峰巒危峭，踰於山石。四麵皆為沙壟，背有如刀刃，人登之即鳴，隨足頹落，經宿風吹，輒複如舊。有一泉水，名曰沙井，懸曆古今，沙填不埋，水極甘美”。敦煌文書唐寫本《敦煌錄》也有關於鳴沙山的記載。其大意說：此山神異，峰如削成，其間有井，沙不能蔽。……風俗端午日城中子女皆躋高峰，一起蹙下，其沙吼聲若雷。鳴沙山陡峭挺拔，背如刀刃，有的沙丘落沙坡坡度竟然超過了幹沙的自然休止角，甚至就連眾多遊人攀登落下來的流沙，也會在夜裏經風吹後而恢複原貌。
關於鳴沙山的形成，民間有一個傳說：很久以前，有一位將軍在這裏打敗了仗，積屍無數，一夜之間突然狂風太作，吹沙將屍體覆蓋成丘，因此沙丘內就時常有軍鼓之聲。傳說反映了敦煌地區百姓厭惡戰爭的心情，但關於鳴沙山的形成則純屬無稽之談。實際上鳴沙山並非全部由流沙堆積而成，它原來是祁連山的剝蝕殘丘，在漫長的歲月裏逐漸由流沙吹拂覆蓋而成。由於鳴沙山特殊的弧狀山體構造和這裏獨特的大氣流動狀態，使得風隨山旋轉，氣流盤旋上升，山體可以自始至終保持高大陡峭的形狀，流沙也不至於掩埋月牙泉水。敦煌地區的沙粒既大又硬，塵的含量比較少，如果人從沙山下滑，幹濕沙層的沙粒相互摩擦，自然要發出聲響，再加上空穀回蕩，聲音如雷，就不難理解了。
鳴沙山形態的一大特征是金字塔狀沙丘。金字塔形沙丘有一個高尖的峰頂，並從尖頂向不同方向延伸出三個或更多的沙丘臂（脊或棱），每個丘臂都有一個發育良好的三角形滑落麵（棱麵），坡度一般在25°～30°左右。形成金字塔形沙丘的條件有三：（1）多風向的風沙流，且各個風向的頻率相差不大；（2）鄰近山嶺地帶，尤其是處於山嶺的迎風坡；（3）下伏地麵有起伏，特別是在一些有殘餘丘崗和台地存在的地區更易於發育。研究表明，鳴沙山處的金字塔形沙丘形成的因素為：在冬春季西北風的作用下，首先形成新月形沙丘，在此基礎上，其它風季的東北風和偏南風對其加以改造，3個風向形成並保留3個落沙坡及其相間的向外突出的3個舌狀突出沙體，成為雛形金字塔沙丘。爾後，不斷交替的三組方向的風繼續作用，在背風坡形成一個橫軸渦旋，坡折處產生兩個傾斜螺旋上升流，把背風坡沙子向坡折處運移堆積的同時，並有向上輸送的分量，從而最終形成了一個尖頂、三條尖銳棱線及三個凹形坡麵的典型金字塔形沙丘。
在鳴沙山群峰環繞的一塊綠色盆地中，鑲嵌著一泓東西長300餘米、南北寬約50餘米、水深約5米宛如彎月的碧水，這就是聲譽中外的月牙泉。月牙泉是國家級重點風景名勝區，中國旅遊勝地四十佳之一，具有“天下沙漠第一泉”的美稱。月牙泉位於鳴沙山北麓，其神奇之處在於周圍的流沙永遠不會將其填埋。沙漠和清泉曆來是水火不能相容的，因此月牙泉的存在是一個奇跡。月牙泉泉水清澈見底，味美甘甜，盡管一年四季受到狂風飛沙的襲擊，卻依然碧波蕩漾，泉水潺潺。月牙泉邊，白楊樹亭亭玉立，垂柳舞帶飄絲，沙棗香氣襲人，蘆葦多姿搖曳，鳥語花香，風景如詩如畫。敦煌地區幹旱少雨，年均蒸發量是降雨量的近百倍，而千百年來月牙泉始終不幹涸，這確實是大自然的一個奇跡。唐清代，在月牙泉南岸東南長約300m、南北寬100餘米的高台上，建有娘娘廟、龍王宮、菩薩樓、藥王洞、經堂、雷神台、玉皇閣等殿宇100餘間。千百年來，人們對於月牙泉這一沙漠奇觀，始終無法理解，隻好歸結為“山之神異，泉之神秘”。實際上，月牙泉的形成主要得益於古河道的地下水資源，而泉水又自始至終處於循環交替狀態。月牙泉之所以多年來沒有被沙漠淹沒，主要是因為鳴沙山屬於環形丘，南北兩麵的沙山高聳，吹進月牙泉的風，按空氣力學原理會向上旋，這樣沙塵隨風而走，不但不會落入湖中，而且連同泉周圍滑落下來的沙子也被風力吹至鳴沙山山脊上。今天，月牙泉的水位有了明顯下降，已經引起了廣大旅遊者和有關部門的高度重視，正在進行科學的考察以便進行必要的補救。