山地学报

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王世杰, 张信宝, 白晓永

2015, 33(06): 641-648. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000079

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对热带喀斯特地貌形成的动力学机制和任美锷先生提出的喀斯特地貌演化理论展开讨论,并遵循地貌类型的地带性和非地带性规律,根据地貌形态和成因的相似性,提出我国南方喀斯特地貌分区纲要。根据喀斯特地貌的气候类型,南方喀斯特地区分为:热带喀斯特地貌类型区和非热带喀斯特地貌类型区。根据喀斯特地貌形态组合,热带喀斯特地貌类型区再分为:黔中高原浅碟型峰丛洼地,黔-桂斜坡带漏斗型峰丛洼地和广西峰林平原等3个亚区。根据区域地貌形态,非热带喀斯特地貌类型区再分为:川西、滇西北中高山,滇东高原盆谷,北盘江高原峡谷,黔渝川鄂湘接壤的中低山槽谷,湘中、湘南、鄂东中低山丘陵区等5个亚区。

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中国丹霞地貌分布(下)

黄进, 陈致均, 齐德利

2015, 33(06): 649-673. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000080

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地貌实地调研是区域地貌学研究的传统方法之一。通过大规模的野外考察,收集第一手素材,结合实验室参数对比分析,可以解决丹霞地貌的很多科学问题,比如地貌空间结构、形态特征和分类问题,地貌发育演化的内外动力机制问题以及地貌资源的开发利用和保护问题等等。通过红层物质的承压力差异,很好地区别了陆相红层与海相红层发育的地貌形态差异;通过区域红层盆地的沉积分析,返演红盆发育演化规律;对比丹霞地貌大量的微地貌形态差异,分析其内外动力的主导因素;分析丹霞地貌区自然景观与文化景观的外在依存关系,深入剖析其紧密结合的内在联系,赋予丹霞地貌深厚的文化遗产价值。随着丹霞地貌国内外大尺度调查的深入开展,这种地貌具有全球广域分布的事实日益显现,而以中国科学家命名并率先在中国开展大规模考察和研究的丹霞地貌,随着其自然和文化遗产价值越来越被社会各界认识,丹霞地貌正成为地貌资源开发利用的亮点和全球地貌对比研究的热点。

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少华山地质遗迹景观特征及地学意义

查方勇, 郭威, 王峰, 杨望暾

2015, 33(06): 674-682. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000081

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依据对少华山地质公园地质地貌考察和区域地质构造现有资料等综合分析,划分出地质遗迹资源类型,并探讨了主要地质遗迹资源特征。结果表明,少华山地质公园属秦岭造山带发展演化中的重要组成部分,以花岗岩地貌景观资源为主体,兼具混合岩化、区域断裂、瀑潭泉湖、古地震崩塌遗迹等。开展少华山区域研究,将为北秦岭构造演化和古地理环境分析提供有利突破口,公园内老牛山花岗岩体将为区域深部地壳物质组成提供大量信息,华县特大地震遗迹具有开展新构造运动与地震关系研究和防灾避险科普教育等科学意义。

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2000—2012年祁连山中段雪线与气候变化关系

赵军, 黄永生, 师银芳, 李龙

2015, 33(06): 683-689. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000082

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利用MOD10A2积雪产品、气温、降水数据和DEM数据,借助于GIS空间分析技术和统计方法,分析2000—2012年祁连山中段地区的雪线变化,并探讨温度和降水对雪线变化的影响。研究结果表明:1.2000—2012年祁连山中段雪线平均高程值呈波动上升,平均上升速率为42.3 m/(10 a);各年的雪线平均高程>4 600 m,多年雪线平均高程值为4 673 m。2.祁连山中段地区各坡向的雪线平均高程值、年平均上升速率均呈现相一致的特征,即阳坡>半阴半阳坡>阴坡。3.2000—2012年暖季气温和6—8月累计降水量是影响祁连山雪线变化的重要因素,暖季气温升高是引起雪线升高的主导因素。在6—8月累计降水量保持稳定的情况下,暖季气温上升(下降)1℃,祁连山中段雪线高度上升(下降)约58 m。

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闽中北柳杉树轮指示的气候信号与季风区不同地域干湿变化关系

陈峰, 袁玉江, 喻树龙

2015, 33(06): 690-695. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000083

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利用采自闽中北部柳杉树轮样芯,建立树轮宽度标准化年表,通过树轮气候响应分析,发现柳杉树径向生长主要反映了该地上年7月至当年2月帕尔默干旱指数(PDSI)变化(r=0.6,p<0.001)。进一步研究发现,该年表与山东地区油松树轮年表有着良好相关,他们之间的第一主成分能够准确指示东部沿海季风区干湿变化(r=0.661,p<0.001),并揭示6个偏湿阶段和5个偏干阶段。该第一主成分序列所记录的一些极端干旱事件与中国北方干旱半干旱地区的极端干旱事件有着良好对应,这些极端干旱事件对中国社会有着重要影响。同时也发现该第一主成分序列与东亚夏季风尾闾区的兴隆山降水序列在低频变化上具有很好的一致性,并准确记录了最近30 a东亚夏季风变化趋势。

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贡嘎山生态系统土壤呼吸带谱特征

彭亮, 彭尽晖, 孙守琴, 吴艳宏, 何刚

2015, 33(06): 696-702. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000084

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对贡嘎山高山生态系统2 013~3 650 m海拔梯度上的土壤呼吸速率特征、时空变化规律及其与土壤温湿度、土壤有机碳、全氮等的关系进行了分析,结果表明:随海拔的升高,土壤呼吸速率先逐渐增加然后降低,土壤呼吸最大值出现在海拔2 750 m处。土壤呼吸速率在8月初最高,12月初最低。随着季节的变化,一天中土壤呼吸速率最高和最低值出现的时间也会发生变化。8月土壤呼吸值日变化范围最大,最低和最高值分别出现在9:30和15:00,5—7月以及9—11月土壤呼吸速率的最低值和最高值分别出现在7:30点和13:30。进入秋冬季(10—12月)土壤呼吸速率日变化特征减弱,尤其是进入12月后无明显日变化特征。土壤温度是影响土壤呼吸时空变异的主要因子;土壤有机碳和全氮含量也是影响土壤呼吸的因子;土壤湿度并不是影响土壤呼吸速率的贡嘎山高山生态系统重要因素。

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冰川终碛湖溃决-再生特征与机理

赵万玉, 陈晓清, 刘建康, 苏凤环

2015, 33(06): 703-712. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000085

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冰川终碛湖溃决引发的大规模山洪泥石流灾害,常给下游沿河一带造成重大人员伤亡和财产损失,受到社会广泛关注。冰川终碛湖一次溃决常未到底,其部分溃决后,残留湖因源头冰川进退、冰舌持续消融致后期湖面面积增大,湖水量增加,作者将这种现象定义为冰川终碛湖溃决-再生现象。以西藏波密米堆沟光谢错和聂拉木章藏布次仁玛错冰湖为研究对象,基于前人研究成果,利用遥感解译方法,分析了光谢错和次仁玛错冰湖面积的变化和冰川末端进退变化的特征。研究表明:光谢错、次仁玛错呈现出冰湖面积增大→溃决缩小→面积再增大的过程,光谢错在1988年溃决后面积已恢复至溃决前的63.6%,次仁玛错在1981年溃决后面积已基本恢复至溃决前的大小;从1980年代末至现在,贡扎冰川、阿玛次仁冰川末端处于退缩状态,终碛湖面积呈扩张状态。结合波密、聂拉木两气象站多年年降水量和年平均气温观测资料进行同步对比分析,初步探讨了冰川终碛湖再生现象的机理:1.冰川末端的前进与后退是冰湖面积变化的主导者,冰舌前进推动湖盆底冰碛物和溃口两侧岸坡垮塌导致堵塞泄流通道,冰川末端的退缩提供了空间条件;2.持续高温与强降雨的耦合作用是冰湖溃决的直接激发条件,持续高温累积是冰川消融冰湖面积增大的主要因素。

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细颗粒迁移在泥石流形成过程中的作用

庄建琦, 崔鹏, 胡凯衡, 陈晓清

2015, 33(06): 713-720. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000086

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针对松散物质异常丰富孕灾环境条件下泥石流的形成过程和泥沙来源,设计了人工降雨条件下泥石流形成试验,主要获得以下结果:1.震后孕灾环境条件下泥石流的形成首先需要细颗粒的起动,然后夹杂大颗粒运动,径流量快速增加,并伴随着沟道堵塞-溃决现象,形成阵性泥石流;此后随着细颗粒的迁移,沟道粗化现象严重,泥石流现象逐渐消失。2.坡面首先对降雨开始响应,发生崩塌形成堰塞体,对沟道侵蚀产生较大影响,并伴随着坝体松散物质溃决向下游迁移。3.泥石流的泥沙主要来源于沟道中下游,其次是沟道中上游和源头坡面,三处的泥沙来源占到70%以上。4.土体对降雨的响应明显,孔隙水压力和含水量在不同时间段和不同部位变化曲线具有明显差异,并出现一定的波动特征,其不仅受到降雨的影响,同时对土体细颗粒含量和土体结构也有明显响应。5.细颗粒在泥石流的形成过程中扮演者非常重要的角色,其位移和汇集均对流域地形的演化和泥石流的形成产生影响。在泥石流形成预报时,应考虑土体细颗粒含量,不同的细颗粒含量其泥石流起动时临界含水量和孔隙水压力差异较大。

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稀性坡面泥石流粗颗粒在不同水力作用下的起动

何坤, 沈军辉, 刘海, 童建波, 蔺力

2015, 33(06): 721-725. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000087

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"5.12"汶川地震产生了大量崩滑堆积体,这些棱角状粗颗粒体在水流激发下易起动形成坡面泥石流。在对汶川地震区坡面泥石流地质模型调研基础上,建立以立方体为稀性坡面泥石流粗颗粒的基本模型,结合坡面泥石流的宽级配特性,提出立方体模型的滑移、翻转(包括绕边翻转、绕支点翻转及嵌固绕边翻转)等起动方式。并以水力学、泥沙动力学为理论基础,推导得出粗颗粒在滑移、翻转起动方式下的起动平均流速公式。参照陈伯奇的实验数据,计算粒径为5~10 mm颗粒在不同坡度条件下的起动流速,并对比显示两者具有较好的吻合性,表明立方体作为稀性坡面泥石流粗颗粒的起动模型是合理的。计算结果也表明,在同一坡度条件下,粗颗粒滑移起动所需的水流激发流速最低,绕边起动次之,颗粒嵌固起动所需的激发流速最大,如坡度为30°条件下,滑移起动的水流激发流速为0.349 m/s,绕边起动为0.430 m/s,嵌固起动为0.473 m/s。据此推断,当水流达到一定流速(如30°坡度下、流速为0.349 m/s)时,粗颗粒的最初起动以滑移为主;随着流速增大,逐渐出现翻转起动;当水流流速急剧增大时,大部分嵌固粗颗粒会以翻转的方式瞬间起动,从而形成稀性坡面泥石流。成果对稀性坡面泥石流起动条件研究具有一定的理论意义,对泥石流灾害预警具有一定的指导作用。

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阶梯型均质边坡的开挖效应

刘小丽, 王婉, 英姿, 张旭

2015, 33(06): 726-732. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000088

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关于开挖对阶梯型边坡稳定性及其潜在滑动面位置的影响,目前还缺乏系统研究。以二阶阶梯型均质挖方边坡为研究对象,利用基于有限元应力状态的边坡稳定性分析方法,分别对不考虑开挖效应和考虑开挖效应两种条件下阶梯型边坡的稳定性及其潜在滑动面特征进行了对比,同时对开挖强扰动区的分布特征进行分析。研究结果表明:1.与不考虑开挖效应时计算的边坡安全系数相比,考虑开挖效应后计算得到的边坡安全系数偏小;2.开挖对阶梯型边坡的整体安全系数及其潜在滑动面位置的影响较小;3.在阶梯型均质挖方边坡的设计中,其平台宽度宜大于其上下级坡高平均值的0.5倍,上下级边坡的坡高比宜控制在1~2范围,且下级边坡的坡率小于上级边坡坡率时更有利于边坡的整体稳定。

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中国山地型世界地质公园地质旅游的主要区域效益

王雷, 田明中, 孙洪艳

2015, 33(06): 733-741. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000089

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我国是世界地质公园快速发展和建设的中心之一。通过地质旅游的开展,积极地推动了地质公园所在地区的社会经济发展。根据中国的7处山地型世界地质公园所在地区的2000年、2004年、2008年和2012年度的旅游统计,利用游客接待量、年综合收入、就业人数和相关行业发展四个发展指标,分析在地质公园建设前后,大力发展的地质旅游给所在地区带来的社会经济效益的变化,以及对社会经济产生不同影响的旅游地生命周期阶段、地质旅游资源类型和地理区位等3个因素。结果表明:1.地质旅游的开展使得四个发展指标均有明显的增长,给当地山区带来区域社会经济效益;2.处于旅游地生命周期不同阶段的地质公园所带来的效益也不同;3.具有美学价值功能或科教和美学价值功能兼有的地质旅游资源对游客的吸引力大于科教价值功能为主的地质旅游资源;4.具有地理区位优势的地质公园利于地质旅游的开展。针对上述结论,提出建议以促进中国山地型世界地质公园的良性发展。

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封面照片:光谢错

嘉益

2015, 33(06): 741.

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<正>光谢错(错,藏语,湖的意思)位于西藏自治区东南部的波密县,是发育在岗日嘎布山北坡的贡扎冰川末端的冰湖,属米堆沟流域。米堆沟为帕隆藏布江左侧支流,帕隆藏布江在雅鲁藏布江大拐弯顶部汇入雅鲁藏布江。米堆沟流域面积123.8 km~2,主沟长16.77 km,沟口高程3 595 m,最高点海拔6 595 m,相对高度3 000

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秦巴山连片特困区地形起伏与人口及经济关系

周亮, 徐建刚, 林蔚, 杨林川, 孙东琪, 叶尔肯·吾扎提

2015, 33(06): 742-750. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000090

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为了探讨地形要素对连片特困山区人口格局、经济布局和贫困程度约束作用,基于Arc GIS10.0空间分析技术与SPSS18.0统计分析工具,利用SRTM3-DEM数据,分别对中国典型贫困山区——秦巴连片特困区80个县区的地形起伏的空间特征,地形起伏与人口经济格局之间关系进行探析,并且对秦巴山区发展适宜性进行评价。结果表明:1.秦巴山区各县区地形起伏、人口密度、经济发展水平呈现出显著的由西北向东南方向递减的梯度空间规律。2.区域地形起伏与所在县区人口密度、三次产业结构存在显著的空间负相关,即地区地形起伏越大,人口密度越小,经济发展受限制越强,相反地形越平缓,经济活动则越活跃,人口的空间分布更为集聚。3.地形起伏度是决定区域经济发展的主导因素,但对秦巴山区深入研究发现,市辖区的人口分布与经济发展受地形起伏约束较小,究其根本原因是:市辖区在地方财政收入、基础设施投入力度、人才引进、资源支配、招商引资等方面存在明显的支配地位和集聚优势,较大程度上抵消地形对经济发展的限制。

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GeoSFM水文模型在西藏拉萨河流域的应用

除多, 达平, 向莉英, 罗布坚参, Shrestha Mandira, Bajracharya Sagar

2015, 33(06): 751-758. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000091

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基于物理过程的半分布式水文模型USGS Geo SFM(Geospatial Stream Flow Model)对拉萨河2005年1—12月日径流量进行了模拟,并与同期的观测资料进行了对比。结果表明,Geo SFM模型在拉萨河流域的模拟效果较好,Nash-Sutcliffe效率系数为0.72,模拟和观测值之间的线性相关系数达0.89。由于Geo SFM模型输入参数较少,很多可以从应用广泛的全球或大尺度数据中获取,尤其是卫星遥感降水估算产品直接可以作为模型的降水驱动参数,所以在没有或缺少水文气象观测资料的地区应用前景广阔。

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黄土丘陵沟壑区退耕驱动下土地利用变化——以陕西省安塞县纸坊沟流域为例

蔺小虎, 姚顽强, 邱春霞

2015, 33(06): 759-769. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000092

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随着1999年退耕还林的实施,黄土高原丘陵沟壑区土地利用发生了显著的变化,为探讨这种变化规律及其驱动机制,以安塞县纸坊沟流域1991年、2000年、2013年TM/ETM影像为数据源,结合地形图、外业调绘资料等,基于RS和GIS技术分析了纸坊沟流域退耕前后的土地利用/覆被变化规律,并以2013年的土地利用格局为基础,应用CA-Markov模型确定的转移概率矩阵对2023年土地利用变化进行了模拟预测。结果显示:退耕还林提高了纸坊沟流域土地利用的年变化率;改变了各类土地之间的流转关系,很多其他类型的土地都转为林地和果园;加快了纸坊沟流域土地利用转移速率,退耕前全流域土地利用转移率仅为0.15,退耕后土地利用转移率达0.37,是退耕前的2.47倍,其中林地面积转入最为明显,主要来自耕地、草地、盐碱地面积的转出,耕地面积转入转出并存,但是以耕地转出为总趋势。预测表明:2013—2023年间土地利用将继续保持退耕后的变化趋势,总体上表现为林地和果园面积的增加,而耕地、草地和其他用地面积减少,但是随着退耕还林工程的深入,这种变化趋势会减小,最终林地、草地、耕地等面积将基本稳定,处于动态平衡之中。本研究将为黄土丘陵沟壑区后退耕时期区域的可持续发展规划提供一定的依据和指导。

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一种基于线结构光技术的细沟形态测量系统

朱良君, 张光辉, 李振炜, 耿韧

2015, 33(06): 770-776. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000093

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细沟侵蚀形态的准确测量对解释坡面侵蚀产沙机理、促进侵蚀预报模型发展具有重要意义。基于线结构光技术在实验室可移动水槽上设计了方便组装拆卸、扫描配置灵活、亚毫米级精度的细沟侵蚀形态快速测量系统,摄像机-激光器夹角、扫描速度灵活可调。本研究中,有效测量范围为4.6 m×1.0 m,当摄像机-激光器夹角为25°、扫描速度为10 mm/s时,横断面方向、扫描方向、垂直方向实测分辨率平均分别为0.44 mm、0.50 mm、0.51mm,横断面、垂直方向测量值绝对误差平均值分别为0.22 mm、0.16 mm,测量性能优于前人研究结果。同时,坡面细沟测量实例表明本系统测量结果准确、可靠,在土壤侵蚀相关领域中具有较高的实用价值。

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