【摘要】：元謀干熱河谷區(qū)是我國金沙江干熱河谷區(qū)的重要生態(tài)保護區(qū),其沖溝侵蝕日趨劇烈,對該區(qū)域的生態(tài)建設提出了巨大的挑戰(zhàn)。同時該區(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是亟待解決的科學問題。地形濕度指數(shù)(Topographic Wetness Index,TWI)廣泛應用于不同研究區(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DEM研究TWI主要集中在流域(小流域)、工程地質中的道路邊坡和梯田等,對于不同發(fā)育階段的沖溝而言,不同的徑流算法究竟對沖溝TWI有何影響?對不同發(fā)育階段的沖溝土壤水分含量模擬又有哪些差異?此外,基于高精度的點云DEM數(shù)據哪種尺度下符合沖溝TWI的預估?這些問題的存在,仍需進一步的探索研究,本文基于此進行初步探析。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格網大小的點云DEM為基礎數(shù)據,并選取不同徑流算法、不同格網大小以及幼年期、壯年期和老年期沖溝對其TWI提取的影響這三部分進行分析研究。結果表明:(1)在元謀干熱河谷區(qū)內,通過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)的沖溝點云DEM(0.5m)為基礎數(shù)據,并且基于ArcGIS平臺派生1m~2.5m的沖溝點云DEM數(shù)據,更進一步研究高精度沖溝點云DEM,伴隨其格網不斷的增大,沖溝在不同的尺度下其平均坡度值減小,同時單位匯水面積(Specific Catchment Area,SCA)和TWI呈增大的趨勢,這體現(xiàn)了這二者之間呈正比的關系。(3)不同發(fā)育階段的沖溝通過尺度效應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范圍內呈下降趨勢,最小值呈明顯的下降趨勢,但是平均值卻表現(xiàn)為先增大再減小的趨勢,其平均值的峰值在坡度分級的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,能夠很好地反應沖溝的實際地形情況。研究以高精度的數(shù)據為基礎,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值,同時期冀為該地區(qū)的水土保持、農業(yè)生產恢復以及生態(tài)環(huán)境重建提供科學基礎。
【圖文】：

研究樣區(qū)圖

本研究實驗樣區(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氣候為主，整個區(qū)域的年均溫為 21.9℃；從降水量上來看，該區(qū)域降雨多集中于 6~10 月，這一時期降水量占據全年降水的 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，這遠遠超過年均降水量；從地質上看，該區(qū)域的地層為第四紀河湖相沉積物，它的主要特征為結構非常松散，，而且其膠結度比較差及其地質層組成的物質差異性明顯；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，它的結構相當?shù)乃缮�，水分的滲入能力較低，同時其含水量和保持水分的能力也是較弱，致使土壤極為干旱、質地較為粘重和其養(yǎng)分含量偏低，進一步導致地面光禿（圖 2-2A）。綜上幾個方面的特征，該區(qū)域氣候干燥，降雨少且集中以及土壤的物理屬性差，這就導致了區(qū)域內沖溝廣泛發(fā)育，崩塌侵蝕和水土流失嚴重。同時研究區(qū)內的沖溝形體迥異，新舊沖溝發(fā)育交替進行，區(qū)域化惡性循環(huán)嚴重[29,30]。
【學位授予單位】：西華師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S157

【參考文獻】

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本文編號：2658878