基於DEM的黃土高原流域侵蝕基準體系研究

《基於DEM的黃土高原流域侵蝕基準體系研究》是依託南京師範大學，由羅明良擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於DEM的黃土高原流域侵蝕基準體系研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：羅明良
• 依託單位：南京師範大學

項目摘要

黃土高原區域及流域地貌發育與土壤侵蝕進程，總體上受該區域侵蝕基準體系及其變化的影響。本項目擬首先提出黃土高原流域侵蝕體系的概念模型，明確其基本屬性、存在條件、影響因素與分類方法；基於DEM及相關信息源，實現侵蝕基準提取與空間關係構建,制定定性與定量相結合的流域侵蝕基準系列指標；以系統論的視角，研究不同等級侵蝕基準之間及其與黃土地貌形態之間的相干效應、組織效應與結構效應，揭示侵蝕基準對地貌發育進程和區域土壤侵蝕的影響；研究黃土高原不同地貌類型區流域侵蝕基準體系的功能差異性及區域差異性，深化對黃土地貌形成機理、發育進程的認識；以典型黃土小流域為例，分析溝道淤地壩系建設對流域侵蝕基準體系的影響，為黃土高原水土保持工程規劃與建設提供理論依據。研究成果可望在黃土地貌研究上取得原創性的成果，豐富數字地形分析的理論與方法，為黃土高原水土保持工程規劃與建設提供理論依據。

結題摘要

黃土高原是研究土壤侵蝕與地貌發育的理想實驗區；對影響黃土高原區域、流域等不同尺度土壤侵蝕的侵蝕基準進行研究，是地理信息科學（GIS）、數字高程模型（DEM）及數字地形分析、地貌形態學、土壤侵蝕與水土保持等多學科交叉研究的有益嘗試，有重要的理論創新性與實踐套用價值。從系統論視角出發，認為黃土高原區多級、不同類型、不同顯著性及穩定性程度的侵蝕基準，存在較強的組織效應，構建了黃土高原流域侵蝕基準體系概念模型。黃土高原流域侵蝕基準體系，是在一定面積流域範圍內，以主侵蝕基準面為核心，以溝谷裂點溯源侵蝕為引擎，以溝谷縱剖面為聯繫紐帶，一系列不同等級、不同功能、相互聯繫的侵蝕基準組成的有機體。流域邊界限定了侵蝕基準控制的作用域；流域出口設定了下游的水沙條件，又控制上游地貌發育及縱剖面形態；縱剖面銜接徑流節點及源點，沿程變化刻畫了侵蝕與沉積狀態及地貌發育過程；裂點不規則分布於剖面上；當裂點溯源至接近徑流節點處，上游小流域的地貌發育加快、侵蝕加劇。侵蝕基準面是海拔大致相同的高程面，常表現為剖面形態趨於均衡並在一定尺度內保持不變。從黃土高原重點流失區的區域尺度、延河流域的小流域尺度研究了局部侵蝕基準。研究表明在黃土高原重點流失區由北至南，存在多級侵蝕基準面，海拔高程依次降低；研究了與土壤侵蝕、地貌發育緊密相關的上坡匯水面積閾值、徑流節點空間格局及其影響因素等，證實坡面因子是影響匯水面積閾值的重要因子；下伏基岩對徑流節點格局有較大影響。在黃土高原重點小流域尺度，研究了延河流域存在的多級侵蝕基準面；局部侵蝕基準與地貌發育階段有一定對應性；研究還揭示受黃河主幹道下切的影響，延河流域中游相對穩定、下游侵蝕強烈。項目發表相關SCI、EI論文2篇，CSCD等論文6篇，在審SCI/EI論文多篇、相關國家發明專利3項。以項目研究成員為班底組建西華師範大學“數字地貌”科研創新團隊（主持人排名第二），獲得6年48萬元經費資助；完成西華師範大學“水土保持與荒漠化防治”碩士學位授權點申報，培養該專業全日制學術型研究生6人；參加國家基金委等主辦的2014年地球系統科學大會等學術會議；組織、參與2012年度南京師範大學、中科院古脊椎所、西北大學、西華師範大學等多家單位的黃土高原聯合科學考察；科學普及成績突出，主持人獲2014年度四川省科普工作先進個人表彰。