【摘要】：元謀干熱河谷區(qū)是我國(guó)金沙江干熱河谷區(qū)的重要生態(tài)保護(hù)區(qū),其沖溝侵蝕日趨劇烈,對(duì)該區(qū)域的生態(tài)建設(shè)提出了巨大的挑戰(zhàn)。同時(shí)該區(qū)域土壤屬性為燥紅土和變形土,致使其土壤水分的空間變化不均,因此研究沖溝TWI是亟待解決的科學(xué)問(wèn)題。地形濕度指數(shù)(Topographic Wetness Index,TWI)廣泛應(yīng)用于不同研究區(qū)域的土壤水分空間分布中,在沖溝的研究中其TWI可以模擬量化干熱河谷區(qū)沖溝土壤的空間含水量�，F(xiàn)有基于格網(wǎng)DEM研究TWI主要集中在流域(小流域)、工程地質(zhì)中的道路邊坡和梯田等,對(duì)于不同發(fā)育階段的沖溝而言,不同的徑流算法究竟對(duì)沖溝TWI有何影響?對(duì)不同發(fā)育階段的沖溝土壤水分含量模擬又有哪些差異?此外,基于高精度的點(diǎn)云DEM數(shù)據(jù)哪種尺度下符合沖溝TWI的預(yù)估?這些問(wèn)題的存在,仍需進(jìn)一步的探索研究,本文基于此進(jìn)行初步探析。本文選取干熱河谷區(qū)不同發(fā)育階段的典型沖溝作為研究樣區(qū),以高分辨率0.5m格網(wǎng)大小的點(diǎn)云DEM為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并選取不同徑流算法、不同格網(wǎng)大小以及幼年期、壯年期和老年期沖溝對(duì)其TWI提取的影響這三部分進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明:(1)在元謀干熱河谷區(qū)內(nèi),通過(guò)SAGA中徑流的算法提取沖溝TWI,符合其地形地貌規(guī)律,能夠最佳模擬其土壤中水分含量,同時(shí)D∞算法下沖溝TWI要優(yōu)于D8算法。(2)以元謀干熱河谷區(qū)的沖溝點(diǎn)云DEM(0.5m)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并且基于ArcGIS平臺(tái)派生1m~2.5m的沖溝點(diǎn)云DEM數(shù)據(jù),更進(jìn)一步研究高精度沖溝點(diǎn)云DEM,伴隨其格網(wǎng)不斷的增大,沖溝在不同的尺度下其平均坡度值減小,同時(shí)單位匯水面積(Specific Catchment Area,SCA)和TWI呈增大的趨勢(shì),這體現(xiàn)了這二者之間呈正比的關(guān)系。(3)不同發(fā)育階段的沖溝通過(guò)尺度效應(yīng)和地形地貌的不同比較,整體上不同發(fā)育階段的沖溝的最大值在不同的分級(jí)范圍內(nèi)呈下降趨勢(shì),最小值呈明顯的下降趨勢(shì),但是平均值卻表現(xiàn)為先增大再減小的趨勢(shì),其平均值的峰值在坡度分級(jí)的8~15°處。在SAGA中徑流算法下,沖溝TWI值體現(xiàn)了自定義匯水面積算法的優(yōu)越性,符合沖溝發(fā)育的地形地貌規(guī)律,能夠很好地反應(yīng)沖溝的實(shí)際地形情況。研究以高精度的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),以期更精確的指示元謀干熱河谷地區(qū)土壤水分的空間分布特征,可望為元謀干熱河谷區(qū)的生態(tài)重建土壤水分模擬研究提供一定的參考價(jià)值,同時(shí)期冀為該地區(qū)的水土保持、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)恢復(fù)以及生態(tài)環(huán)境重建提供科學(xué)基礎(chǔ)。
【圖文】：

研究樣區(qū)圖

本研究實(shí)驗(yàn)樣區(qū)為元謀干熱河谷的典型沖溝，該區(qū)主要的的自然特征主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：從海拔高程上看，元謀干熱河谷區(qū)的高程接近 2000m；從氣候類型上來(lái)看，研究區(qū)域以干濕季明顯、炎熱干燥的低緯度的高原季風(fēng)氣候?yàn)橹鳎麄�(gè)區(qū)域的年均溫為 21.9℃；從降水量上來(lái)看，該區(qū)域降雨多集中于 6~10 月，這一時(shí)期降水量占據(jù)全年降水的 90%以上，且年均降水量為615.1mm，但是該區(qū)域的水分蒸發(fā)為 3911.2mm，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)年均降水量；從地質(zhì)上看，該區(qū)域的地層為第四紀(jì)河湖相沉積物，它的主要特征為結(jié)構(gòu)非常松散，，而且其膠結(jié)度比較差及其地質(zhì)層組成的物質(zhì)差異性明顯；從土壤類型上看，該研究區(qū)域主要以變形土和燥紅土為主，它的結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)乃缮�，水分的滲入能力較低，同時(shí)其含水量和保持水分的能力也是較弱，致使土壤極為干旱、質(zhì)地較為粘重和其養(yǎng)分含量偏低，進(jìn)一步導(dǎo)致地面光禿（圖 2-2A）。綜上幾個(gè)方面的特征，該區(qū)域氣候干燥，降雨少且集中以及土壤的物理屬性差，這就導(dǎo)致了區(qū)域內(nèi)沖溝廣泛發(fā)育，崩塌侵蝕和水土流失嚴(yán)重。同時(shí)研究區(qū)內(nèi)的沖溝形體迥異，新舊沖溝發(fā)育交替進(jìn)行，區(qū)域化惡性循環(huán)嚴(yán)重[29,30]。
【學(xué)位授予單位】：西華師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S157

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2658878