元谋干热河谷侵蚀沟发育阶段及其侵蚀特征研究.pdf

摘要

摘要

元谋干热河谷是我国西南地区典型的生态脆弱区之一，土壤侵蚀严重，

对当地生态环境影响较大。因此，对该区域侵蚀沟不同发育阶段的形态及侵

蚀研究具有重要意义。本文以元谋干热河谷区典型侵蚀沟为研究对象，基于

实地调查及无人机航拍数据，结合ArcGIS空间分析功能，以划分侵蚀沟不

同发育阶段为出发点，计算侵蚀沟形态参数及其相关性，分析土壤侵蚀变化

及转换规律，随后构建不同发育阶段下沟道演化树和侵蚀沟发育链，以揭示

侵蚀沟在时空上的演变规律及与土壤侵蚀特征的响应。研究得到的主要结论

如下：

（1）在沙地村和秃秃脊梁子两个区域内，通过对侵蚀沟进行提取并分类，得

到流域共计168条侵蚀沟。侵蚀沟发育经历深切侵蚀期、过渡期和均衡调整期三

个阶段，主要以均衡调整期为主。当侵蚀沟发育处于均衡调整期和深切侵蚀期时，

对各形态指标呈现出较大的影响，同时当侵蚀沟发育处于均衡调整期时的各参数

指标，如沟长、面积、坡度分布范围较广，而整体上过渡期的形态参数指标分布

较窄。不同发育阶段下，参数指标之间的相关性也呈现出差异。在沙地村，当侵

蚀沟处于深切侵蚀期、过渡期和均衡调整期时，面积和沟长之间有明显的相关关

系，但对于该区域沟宽和周长来说，仅当侵蚀沟发育处于深切侵蚀期时，两参数

之间才具有相关关系，且在该时期的拟合斜率为124.94。在秃秃脊梁子地区，当

侵蚀沟处于均衡调整期时，面积与沟长之间有相关关系，而在深切侵蚀期和过渡

期的相关关系较弱；当侵蚀沟处于过渡期时，周长和面积、沟长和坡度、沟宽和

周长之间分别呈现明显的相关关系。这些研究结果揭示了不同发育阶段侵蚀沟的

形态特征和相关性变化规律，为干热河谷区侵蚀沟的治理提供理论依据。

（2）从侵蚀过程的变化来看，沙地村侵蚀强度总体呈现先升高后降低的趋势，

在深切侵蚀期、过渡期、均衡调整期轻度侵蚀面积占比较多，分别为63.93%、

72.73%、75.61%，其中侵蚀沟处于均衡调整期时的侵蚀面积最大、侵蚀量最多，

其次是深切侵蚀期，再次是过渡期，同时在该区域各发育阶段下无剧烈侵蚀现象

的发生。在秃秃脊梁子侵蚀沟道处于均衡调整期时，微度、轻度、中度、强烈、

极强烈、剧烈侵蚀等级的面积均高于深切侵蚀期和过渡期，其中均衡调整期强烈、

极强烈、剧烈土壤侵蚀占该阶段区域总量的28.55%，而深切侵蚀期时轻度侵蚀占

比最高，达到40.74%。

（3）土壤侵蚀广度指数和相对变化率的分析表明，不同发育阶段下土壤侵蚀

程度呈现出明显的动态变化过程，其中以轻度向强烈、极强烈甚至剧烈侵蚀的转

换为主；随着发育阶段的变化，剧烈侵蚀面积有逐渐降低的趋势。在相对变化率

方面，深切侵蚀期、过渡期、均衡调整期土壤侵蚀程度的加剧和减轻也具有明显

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摘要

的趋势性，两区域深切侵蚀期、过渡期、均衡调整期轻度向强烈、极强烈、剧烈

转换时的相对变化率较高。这些结论为深入理解元谋干热河谷区沟道土壤侵蚀特

征、演化规律提供了科学依据。

（4）通过构建不同发育阶段下沟道演化树和侵蚀沟发育链发现，侵蚀沟的均

衡调整期是最为常见的发育阶段，均衡调整期侵蚀沟状态相对稳定，其中沙地村

主要以深切侵蚀期转化到均衡调整期为主（61.40%），而秃秃脊梁子以过渡期转

化到均衡调整期为主（82.88%）。

关键词：侵蚀沟；发育阶段；形态特征；RUSLE模型；演变规律；干热河谷

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目录

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第1章绪论1

1.1研究背景及意义1

1.2国内外研究现状2

1.2.1土壤侵蚀模型2

1.2.2侵蚀沟发育阶段划分2

1.2.3侵蚀沟形态特征3

1.2.4干热河谷侵蚀沟研究现状