黄土高原丘陵沟壑区切沟侵蚀与地形关系分析——以纸坊沟流域为例-论文.pdf

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1、第16卷第1期地球信息科学学报vo1．16．NO．12014年1月JOURNALOFGEO—INFORMATIONSCIENCEJan．。2014黄土高原丘陵沟壑区切沟侵蚀与地形关系分析——以纸坊沟流域为例张文杰，程维明，李宝林，周成虎，仝迟明1,2(1．中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室，北京1001012．中国科学院大学，北京100049)摘要：沟蚀是土壤侵蚀研究的主要内容之一，地形地貌是沟蚀的一个重要影响因子。本文以安塞纸坊沟流域作为研究区域，选择土地利用方式、土壤类型、坡度坡长因子、平面曲率、坡向和地形湿度指数6个因子

2、，通过因子内切沟所占比重／整个研究区切沟所占比重计算各个因子的权重值，通过空问叠加分析土壤侵蚀敏感性，并通过重分类的方法把土壤侵蚀敏感性分为基本无侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀、剧烈侵蚀5个等级，来研究切沟侵蚀与地形的关系。结果表明：切沟多发生在坡度坡长较大、地表湿度较高的林草地区域和更容易发生侵蚀的黄绵土区域，并且多分布在阴坡的凹面；对比分析切沟侵蚀和土壤侵蚀敏感性，切沟大多分布在中等侵蚀敏感性以上的区域，约占总切沟的90％；实验权重值对验证区冲沟的响应精度为82．43％(中度侵蚀及其以后阶段)，与实际值90．53％相差不大，说明此种方法对黄土丘陵

3、沟壑区具有一定适用性，对黄土丘陵沟壑区水土保持工作有重要意义。关键词：地形地貌因子；切沟侵蚀；土壤侵蚀敏感性；纸坊沟D0I：】0．3724／SRJ．】047．20I4．000871引言国内外对水蚀的研究主要集中在片蚀与细沟侵蚀[8-10])对切沟和冲沟侵蚀没有引起足够重视。近年沟蚀是一种常见的土壤侵蚀类型，在沟道的侵来，随着国内外对切沟和冲沟系统研究的深入和蚀形成过程中，往往是在水流动力和自身重力联合GIS研究的日益增多，对切沟侵蚀的认识也不断加作用下形成的u。沟壑纵横是黄土高原的一大特深。点，复杂的沟系和沟蚀在黄土高原土壤侵蚀中占有切沟和冲沟是黄土丘陵

4、沟壑区典型的负地貌重要的地位，侵蚀泥沙主要来自沟谷地。根据沟类型，它的发生是由一系列复杂的、彼此相互影响蚀发生的形态和演变过程通常分为细沟侵蚀、浅沟的因素共同决定的，比如气候、地形地貌、土壤、植侵蚀、切沟侵蚀、冲沟侵蚀和河道侵蚀等不同阶段被和人类活动等因素的影响等””。地理学研究中。细沟、浅沟多发生在坡面上，且在航片立体观测涉及的地形地貌因子有很多，比如坡度与坡向、地中影像不明显。河沟侵蚀，一般指水路网的冲刷过形曲率(包括平面曲率和垂直曲率)等微观地形因程，沟道侵蚀过程发展缓慢。而切沟由浅沟演变而子和流域面积、地形粗糙度、汇水面积、坡形坡长等来，沟头前进

5、，沟底下切，属于侵蚀沟发育的早期阶宏观地形因子。纸坊沟流域为黄土高原典型丘段，切沟进一步演变成冲沟，沟头和沟床崩塌活跃，陵沟壑区，多暴雨，众多侵蚀沟发育，沟壑切割深，属于侵蚀沟的中期阶段]。这两个阶段的土壤侵蚀切沟侵蚀和冲沟侵蚀是纸坊沟流域重要的侵蚀过极为活跃，是沟道的主要泥沙来源，它的发育带来程，是河流泥沙的主要来源之一。目前，很多学者了大量的水土流失，是黄土高原丘陵沟壑区环境恶在黄土高原地区和东北黑土地区开展了大量切沟化的主要原因之一。。以前对切沟和冲沟侵蚀危害侵蚀和冲沟侵蚀研究，然而他们所采用的研究方法的认识不足，以及研究方法的限制，使得过去几十年

6、主要是利用多时段遥感影像或者是GPS测量生成收稿日期：2013—05—15；修回日期：2013—06—27．基金项目：国家自然科学基金项目(41171332)；科技支撑计划项目(2012BAH28B01—03)；科技基础性专项(2011FY110400—2)。作者简介：张文杰(1988一)，男，山东人，硕士生，主要从事数字地形地貌分析。E-mail：zwj@lreis．ac．cn通讯作者：程维明(1973一)，男，甘肃人，副研究员，主要从事地形地貌研究。E-mail：chengwm@lreis．ac．cn88地球信息科学学报2014住DEM来开展沟谷侵蚀

7、演变的定量研”。1，而对于28”，流域面积8．27km2(图1)。藿nN_0器n亭n毫n0荨n切沟和冲沟与其地形的关系研究较少n。】。本文以受基础地形和现代土壤侵蚀影响，流域呈现出纸坊沟小流域作为研究对象，选择土地利用、土壤沟谷密集。气候上属于暖温带半湿润半干旱气候类型、坡度坡长因子、平面曲率、坡向和地形湿度指过渡区，年均降雨量482．7ITfn，降雨主要集中在6-9数6个因子，计算小流域土地侵蚀敏感性，研究冲沟月，以暴雨为主，降雨量占全年的73．6％，尤其是集侵蚀与地形的关系。人为因素是影响土壤侵蚀的中于7-8月，降雨量占全年降雨量的46．3％。该区重

8、要因子之一，土地利用属于人为地貌，所以，把它域属于黄土丘陵沟壑区，海拔在1425