基于GIS的三江源区冻融侵蚀评价与分析.pdf

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1、第28卷第19期农业工程学报V01．28No．192142012年10月TransactionsoftheChineseSocietyofA鲥culturalEnginee血gOct．2012基于GIS的三江源区冻融侵蚀评价与分析史展1，一，陶和平1※，刘淑珍1，刘斌涛1，c郭兵1’2(1．中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，成都610041；2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：三江源区由于其高海拔、高纬度和低气温的气候特点而成为冻融侵蚀较严重的区域，因此开展其冻融侵蚀强度的研究对

2、区域合理的生态环境规划和生态环境保护方案制定具有积极作用。该文采用归一化方法和冻融评价模型，利用影响冻融侵蚀的主要因子气温年较差、降水量、坡度、植被盖度和太阳辐射进行定量研究与分析，结果表明：三江源区冻融侵蚀区分布面积较广，占源区总面积的75．7％，其中长江源区的冻融区面积比最大，其次是澜沧江源区和黄河源区。3个流域的冻融侵蚀均以中度侵蚀为主，但它们在侵蚀强度等级构成和不同强度等级所占比例均存在显著差异，总体而言长江流域的冻融侵蚀相对最严重。相同强度冻融侵蚀区在空间上积聚，不同强度冻融侵蚀空间分异明

3、显，呈现出由东向西的低．高．低．高侵蚀的带状分布特征。尽管该区域内存在多个高值和低值区交叉分布的现象，但它们的主要影响因素存在一定的差异，其中西部地区以植被覆盖和太阳辐射为主，而东部地区以降水、坡度和太阳辐射为主。关键词：侵蚀、温度、模型、三江源区，冻融侵蚀强度doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．19．029中图分类号：s157文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一19一0214—08史展，陶和平，刘淑珍，等．基于GIS的三江源区冻融侵蚀评价与分析[

4、J]．农业工程学报，2012，28(19)：214—221．ShiZhaIl，TaoH印ing，LiuShuzllen，eta1．Researchof丘eeze—thawemsionintheThree—RiVer_SourceareabasedonGIS[J]．Tr蛐sactionsoftheChineseSocietyofA鲥culturalEngineering(TraIlsactionsoftheCSAE)，2012，28(19)：214—221．(inChinesewimEnglishab

5、s仃act)0引言冻融侵蚀是高寒地区由于温度变化，导致土体或岩石中的水分发生相变，体积发生变化，以及由于土壤或岩石不同矿物的差异胀缩，造成土体或岩石的机械破坏并在重力等作用下被搬运、迁移、堆积的整个过程【1】。冻融侵蚀的形成过程十分复杂，其主要动力是寒冻风化和雪蚀的作用，而寒冻风化作用又存在岩石和土体的物理、化学和生物风化，其中物理风化和化学风化是冻融侵蚀最主要动力，前者表现为土体或岩石中水分相变引起的土体或岩石的破碎，后者则表现为土壤或岩石中不同矿物与水分结合后体积变化引起的土壤或岩石的破碎【2‘

6、3J。而冻融侵蚀在中国分布较广，面积较大，全国水土流失总面积356万km2中，存在冻融侵蚀的面积就收稿日期：2012．04—16修订日期：2012一06—28基金项目：中国科学院西部行动计划项目(KzCX2．Ⅻ3．08)；第一次全国水利普查水土保持情况普查项目。作者简介：史展(1987一)，女，汉，山东临沂人，博士生，主要从事GIs和Rs技术在山地区土壤侵蚀和土地利用中的应用。成都中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，61004l。Email：shi曲aIllxz@163．com※通信作者：陶和

7、平(1952一)，男，汉，江苏镇江人，博导，研究员，主要从事山地环境变化与地图学研究。成都中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，6l004l。Email：山p@imde．ac．cn有126．89万km2，所占比例为35．6％，占全国总面积的13．36％，青藏高原及其附近高山区是中国冻融侵蚀最集中和最强烈的区域【4J。三江源地区作为青藏高原的一部分，冻融侵蚀成为该区主要土壤侵蚀类型，不仅制约了该区畜牧业和农业的发展，还对下游生态环境造成威胁，因此开展三江源区冻融侵蚀强度的评价对三江源区进行合理的生

8、态环境规划和生态环境保护方案制定具有积极作用。然而国内外学者对土壤侵蚀的研究主要集中在水蚀和风蚀邻域，而冻融侵蚀由于其复杂的形成机理和研究区恶劣的地理条件受到限制，研究相对较少。李瑞平等利用野外实验测量数据研究了季节性冻融土壤水盐运移特征，分析了冻融期气温、低温等因子与土壤水盐运移的关系【3，5】。张立新等利用地基微波辐射计在黑河流域上游对典型地物的微波辐射进行了连续观测，获取了3种典型土地类型的冻融过程中2个频率双极化的微波辐射特征，计算和分析了土壤冻融过程中发射率