基于d的黄土高原_重点流失区_地貌演化的继承性研究.pdf

中国科学:地球科学2014年第44卷第2期:313~321
《中国科学》杂志社
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论文

基于DEM的黄土高原(重点流失区)地貌演化的
继承性研究

熊礼阳①,汤国安①*,袁宝印②,陆中臣③,李发源①,张磊①

①南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,南京210023;
②中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029;
③中国科学院生态环境研究中心,北京100085
*联系人,E-mail:[e-mail]

收稿日期:2012-10-09;接受日期:2013-06-27;网络版发表日期:2014-01-15
国家自然科学基金项目(批准号:40930531,41171320)、国家高技术研究发展项目(编号:2011AA120303)和资源与环境信息系统国家重点
实验室开放基金项目(编号:2010KF0002SA)资助

摘要黄土堆积过程如何继承下伏古地形,即黄土地貌演化的继承性研究,是反映黄土高原关键词
200余万年来发育、演化的关键环节,也是黄土沉积地貌的研究热点.本文以地质图、DEM、遥黄土地貌
继承性
感影像及实测数据为依据,运用GIS空间分析方法,得出黄土高原(重点流失区)第四纪黄土堆积
古地形
以前原始地形面的数字高程模型通过地形剖面图、面积高程积分、地形剖面比降及地形剖面凸
.DEM
凹度等方法与指标,分析现今地形与古地形的空间关系.实验结果显示:两种地形的高程、比降、
凸凹度呈现明显的线性正相关关系,特别在黄土沉积较为完善的区域表现为相当完好的继承关
系.尽管现今黄土高原部分地区受流水侵蚀,地表形态较为破碎,但仍然可以反映出,黄土堆积
过程的总体趋势是缓和了原始地貌的地形起伏程度.该结果深化了对黄土地貌发育演化继承性的
认识.

黄土高原是经过200余万年的黄土堆积和搬运,沉积的地质环境和发育历史,分析黄土沉积与古地
在风力和水力交互作用下,按特有的发育模式形成形的关系,即黄土地貌对原始地形继承性的特征与
了当今复杂多样且有序分异的地貌形态组合.然而,规律问题,正确计算黄土的堆积厚度和侵蚀量,分析
黄土地貌又是在承袭了下伏古地貌基础之上发育、演黄土地貌的发育受基岩的抑制与控制作用,展望黄
化完成的.下伏古地貌的形态及分布特征,在相当程土地貌发育的趋势与态势,都具有极为重要的意义.
度上控制着当今黄土地貌的空间组合与分布格局.以往在黄土高原地貌的研究中,通过对个别黄
研究黄土地貌这种继承性特征,是正确解读黄土高土剖面的黄土沉积前的古地形形态、发育历史以及覆
原形成与黄土地貌发育的基础,具有重要的意义.黄盖其上的黄土剖面的对比分析,也曾得出黄土沉积
土高原古地形面是指第四纪黄土堆积以前的第三纪和古地形的继承关系.刘东生(1985)与陕西省地质矿
原始地形面.研究黄土沉积前古地形对于了解黄土产局第二水文地质队(1986)等认为:现代黄土高原的

中文引用格式:熊礼阳,汤国安,袁宝印,等.2014.基于DEM的黄土高原(重点流失区)地貌演化的继承性研究.中国科学:地球科学,44:313–321
英文引用格式:XiongLY,TangGA,YuanBY,etal.2014.GeomorphologicalinheritanceforloesslandformevolutioninaseveresoilerosionregionofLoess
PlateauofChinabasedondigitalelevationmodels.ScienceChina:EarthSciences,doi:10.1007/s11430-014-4833-4
熊礼阳等:基于DEM的黄土高原(重点流失区)地貌演化的继承性研究

地貌形态,带有很大的继承性,它继承了第四纪以前1实验基础
复杂多样的格式.黄河中游的黄土,自第四纪时起,
即开始沉积在基岩山地和山间凹地中,埋藏了中生1.1实验数据
代及新生代受剥蚀的起伏丘陵及喀斯特式凹地,黄(1)DEM:采用SRTM(ShuttleRadarTopography
土地形基本上继承或反映了下伏的古地形特征.在Mission)90m分辨率数据作为基本的高程信息源,其
黄河中游地区,不同形态的古地形基本上没有影响精度足以保证大区域尺度的表达与制图(詹蕾,2008).
黄土分布的连续性,现代黄土地貌的“塬”、“梁”、“峁”(2)地质图:采用中国科学院地质与物理研究所
地形和古地形的形态关系密切.黄土堆积虽然缓和提供的1:20万比例尺的地质图,作为古地形基岩出
了古地形的外貌,但基本上还是反映了其地形起伏露点位判读的数据源.
形态.袁宝印等(1987,2007)、