江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)投稿元謀干熱河谷水涮窩的發(fā)育特征及形成條件

　　潛蝕地貌是黃土流水沿著黃土中的裂隙和孔隙下滲，進(jìn)行潛蝕，使土粒流失，產(chǎn)生洞穴，最后引起地面崩塌，可形成黃土特有的潛蝕地貌。本文是一篇江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)投稿的論文范文，主要論述了元謀干熱河谷水涮窩的發(fā)育特征及形成條件。
　　摘 要：元謀干熱河谷區(qū)域水涮窩地貌，是潛蝕地貌類型的主要組成部分，是具有重要的研究價(jià)值的地貌類型。基于元謀沙地村實(shí)測水涮窩相關(guān)的數(shù)據(jù)，水涮窩的發(fā)育可分為萌芽期、青年期、老年期、殘夷期4個(gè)階段。該文分析研究元謀水涮窩的不同階段的發(fā)育特征，簡單闡述了促使水涮窩地貌形成的條件。

　　關(guān)鍵詞：元謀,水涮窩,發(fā)育,地貌

　　Abstract：Yuanmou dry-hot valley area washing hole landscape，is a major component of subsurface erosion landforms，landforms are of great research value. Based on actual washing hole Yuanmou sandy village data，the development of washing hole can be divided into four stages of infancy，adolescence，old age，and disability period. This paper analyzed the developmental characteristics of the different stages of Yuanmou washing hole and briefly discussed the conditions of prompting washing hole landforms.

　　Key words：Yuanmou;Washing Hole;Development;Landforms

　　元謀干熱河谷潛蝕地貌是在干燥少雨的氣候條件下，受季節(jié)性水流的淋蝕，沖刷而形成的特殊的土壤潛蝕地貌。潛蝕地貌是干旱和半干旱地區(qū)常見的地貌單元[1]，潛蝕在19世紀(jì)就引起了學(xué)者的關(guān)注[2]。研究發(fā)現(xiàn)水涮窩與溝蝕具有一定相關(guān)聯(lián)系，它能促進(jìn)溝蝕的發(fā)展，是引起水土流失和地質(zhì)災(zāi)害的一種特殊的潛蝕地貌[3]。在中國的黃土高原溝壑地區(qū)[4]、西南干熱河谷強(qiáng)侵蝕區(qū)[3]、美國中西部和歐洲西部等干旱半干旱區(qū)[1]，潛蝕地貌有較為明顯的發(fā)育。近年來，很多學(xué)者加強(qiáng)了對元謀干熱河谷區(qū)域的研究，從元謀地質(zhì)[5]、土壤性質(zhì)[6]、沖溝侵蝕機(jī)制[7]以及地形地貌[8]等方面對引起水土流失的原因進(jìn)行了分析研究，取得了顯著的成果。

　　1 研究區(qū)域概況

　　元謀干熱河谷位于云南省北部，地理位置為25°23′～26°06′N，101°35′～102°06′E(圖1)，地勢東高西低，北部和東南部都有高山聳立，只有西部是低矮的山梁，盆地地勢低洼，海拔約960～1 400m。年平均氣溫21.9℃，年降水量642.9mm，龍川江由南向北貫穿盆地注入金沙江。該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造屬于川滇南北構(gòu)造中段，是晚新生代青藏高原與云南高原隆起過程形成的眾多斷陷盆地之一。盆地內(nèi)植被種類多樣，但低海拔地區(qū)的植被以稀疏灌草木叢等亞熱帶植被為主，如酸角樹、扭黃茅、金合歡、密油枝等。元謀盆地地形低凹，水土流失較為嚴(yán)重，流失面積達(dá)1 080.79km2，占全縣總面積的59.9%，嚴(yán)重阻礙了當(dāng)?shù)貐^(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

　　2 水涮窩的發(fā)育特征

　　對于元謀干熱河谷水涮窩的發(fā)育特征，主要是對水涮窩在整片區(qū)域的分布情況、發(fā)育階段特征和形態(tài)特征等方面分析研究。

　　2.1 水涮窩的分布 水涮窩作為元謀干熱河谷區(qū)域一種特殊的潛蝕地貌類型[3]，在黃土高原區(qū)域水涮窩發(fā)育突出，是在流水侵蝕作用下土體擴(kuò)張向坡面或者溝壁凹形洞穴，在橫向侵蝕的平面分布特征上大多呈直立形凹槽[9]。其發(fā)育主要受地質(zhì)構(gòu)造以及土體內(nèi)部的節(jié)理、植被根系的生長、局部微地形的影響，多發(fā)育在陡直崖壁上方、小支沖溝的溝頭或坡面植被的根系下方，很多時(shí)候成并排分布，或者是在微地形和水流的影響下沿著小沖溝成連串的向下分布(如圖2)。

　　2.2 階段劃分與形態(tài)特征 基于對元謀干熱河谷沙地村水涮窩的實(shí)地考察和測量，將水涮窩的發(fā)育劃分為萌芽期、青年期、老年期、殘夷期4個(gè)階段。從豎井的剖面形態(tài)來看，在不同發(fā)育階段具有顯著的差異(圖3)。在其發(fā)育的過程中，萌芽階段的水涮窩是一個(gè)比較平緩的微凹，水流主要通過在坡面下滲緩流入沖溝(圖3-A)。隨著匯水時(shí)間越長，日積月累之下坡面凹口逐漸的擴(kuò)大，水涮窩發(fā)育到青年階段(圖3-B)。另外，水流促使和加速了無植被根系生長的內(nèi)側(cè)懸空面的形成，懸空面崩塌后，水涮窩內(nèi)側(cè)后退，內(nèi)腔進(jìn)一步擴(kuò)大。隨著水涮窩內(nèi)腔的擴(kuò)大和更多水流的匯入，內(nèi)部又形逐漸成新的小半圓形水涮窩，標(biāo)志水涮窩發(fā)育進(jìn)入老年階段(圖3-C)。水涮窩上方在雨水侵蝕和重力崩塌等多種因素的影響下進(jìn)而完全坍塌，此時(shí)水涮窩發(fā)育至殘夷階段(圖3-D)。

　　3 水涮窩的形成條件

　　元謀水涮窩是在特定的土壤地質(zhì)組合、構(gòu)造、氣候、水文條件及生態(tài)環(huán)境等多種因素聯(lián)合作用下形成的。

　　3.1 地質(zhì)構(gòu)造以及水文氣候條件 元謀盆地位于昆明西北金沙江南岸，盆地在構(gòu)造上處于川滇南北構(gòu)造帶中段，盆地的發(fā)育和形成主要受到川滇南北構(gòu)造帶中磨盤山綠葉江斷裂控制，和來自北偏東及東西方向的斷層控制，造成元謀盆地區(qū)域內(nèi)地層構(gòu)造節(jié)理發(fā)育。隨著流水的長期侵蝕，節(jié)理發(fā)育擴(kuò)大形成較大的裂隙，地表流水對土壤中節(jié)理、裂隙進(jìn)行集中入滲和選擇性侵蝕直接導(dǎo)致了水涮窩的形成。元謀盆地為南亞熱帶氣候，雨季主要受來自印度洋西南季風(fēng)的控制，旱季受熱帶大陸氣團(tuán)控制，盆地年平均氣溫為21.9℃，最高氣溫為42℃，最低氣溫-1℃。年平均降雨量為613.8mm，降雨量90%集中在6～10月。降水季節(jié)的分配不均，也使得區(qū)域內(nèi)地表流水季節(jié)差異較大，形成多條沖溝，促使了水涮窩的發(fā)育。 　　3.2 土體組成物 元謀地區(qū)常見的土壤類型主要是燥紅土、變性土、古紅土，這3類土壤都以砂粒為主，黏土質(zhì)、顆粒物較少。這樣的粒徑物質(zhì)組成，土壤在干燥時(shí)比較堅(jiān)硬，遇水浸泡時(shí)容易崩解，因此元謀盆地土壤有較強(qiáng)的濕陷性，其中以變性土最為典型如表1。以砂粒和粉砂粒為主的表層土壤形成了膠結(jié)性極好的風(fēng)化殼，其抗蝕性較強(qiáng)，下層的土體較松軟，易侵蝕，從而形成水涮窩并產(chǎn)生重力崩塌。

　　3.3 地形地貌 地形是影響水涮窩發(fā)育的一個(gè)重要條件，水涮窩發(fā)育的地方坡度一般不高于10°，盆地內(nèi)的水涮窩發(fā)育位置都集中在沖溝的溝頭和中底部，受局部微地形的影響在空間上具有選擇性。水涮窩發(fā)育的長軸方向是判斷水涮窩后退方向和沖溝側(cè)蝕方向的重要指標(biāo)，一般情況下，發(fā)育的方向與水流方向有著良好的對應(yīng)關(guān)系，通常受局部的微地形影響較大。沙地村獨(dú)特的地形條件使這些區(qū)域流水侵蝕不像溝谷侵蝕那樣強(qiáng)烈，由于地形平緩，水流流速一般較小，致使水流能沿溝坡和崖壁侵蝕，從而形成水涮窩。

　　3.4 植被 元謀盆地常見的植被有攀枝花、西果樹、酸角樹、劍麻等。近年來由于生態(tài)恢復(fù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人為的種植了不少植被，如桐油樹、銀合歡、青棗樹等。植物根系的影響主要體現(xiàn)在積水下滲，阻擋水流速度的同時(shí)也加重根系周圍的土壤承受力度，使植物根系的固土作用下降。根系的下部地層容易被下滲的水分掏空，從而形成水涮窩和陷穴，如圖4所示。由于生態(tài)條件惡劣在一些灌木枯死的地方，根系慢慢腐爛，失去原有的固土作用同時(shí)還會(huì)加重水土流失形成新的侵蝕洞穴等。

　　4 結(jié)論

　　元謀干熱河谷特殊的土壤性質(zhì)和氣候條件使該區(qū)潛蝕地貌廣泛發(fā)育，水涮窩的空間發(fā)育明顯受構(gòu)造、土體性質(zhì)、地形和植被等因素控制。沙地水涮窩地表膠結(jié)性較好的土壤以砂粒和粉砂粒為主，下層膠結(jié)性較差的土壤以粉砂粒和黏粒為主，由于其土體中本身存在節(jié)理以及植物根系楔入使土體形成裂隙，這就為水涮窩的發(fā)育提供了必要條件。植物的種植排列方向和局部微地形直接改變了水流方向，從而間接影響了水涮窩的發(fā)育和分布特征。

　　本文結(jié)合野外實(shí)地測量，描述水涮窩各個(gè)發(fā)育階段的演化特征，水涮窩的發(fā)育分為萌芽期、青年期、老年期、殘夷期4個(gè)階段。萌芽階段的標(biāo)志是水流通過植物根系和節(jié)理對土體坡面侵蝕，形成一個(gè)緩形凹槽;青年階段的標(biāo)志水涮窩的凹糟向內(nèi)擴(kuò)大;老年階段的標(biāo)志是水涮窩內(nèi)側(cè)加速侵蝕，內(nèi)側(cè)出現(xiàn)新的小半圓形凹槽;殘夷階段的標(biāo)志是外側(cè)上部的完全崩塌，形態(tài)轉(zhuǎn)變成劣弧形。水涮窩的發(fā)育是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程，從萌芽階段到殘夷階段再到萌芽階段，在強(qiáng)潛蝕地區(qū)對水土流失來說這種循環(huán)是一種惡性的過程最終持續(xù)到緩坡被侵蝕殆盡。本次研究選取了元謀干熱河谷強(qiáng)侵蝕區(qū)水涮窩發(fā)育最為明顯的沙地村作為研究對象，對相同的土壤性質(zhì)、降水條件以及人類活動(dòng)影響是定義水涮窩的各個(gè)階段的一個(gè)基準(zhǔn)，從整體上把握水涮窩發(fā)展演化的過程對干熱河谷潛蝕地貌的研究具有重要意義。

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