發(fā)布時間：2020-11-11 14:33

　　 地貌繼承性(Landform Inheritance)即為地貌在發(fā)育的進程中,不同時期地貌特征的承襲關(guān)系。黃土地貌繼承性主要指黃土高原第三紀(jì)下伏古地形對黃土粉塵在堆積、侵蝕、搬運等過程中的控制與影響作用,特別是指黃土地貌形態(tài)特征對第三紀(jì)古地形的承襲關(guān)系。黃土地貌繼承性的研究是揭示黃土地貌二百余萬年來發(fā)育、演化機理的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是黃土地貌研究的重要關(guān)注點。前人對黃土地貌繼承性及相關(guān)問題進行了較多的研究,取得了一系列的重要研究成果,初步探討了第三紀(jì)古地形對當(dāng)今黃土地貌形成的控制作用。但是,目前對黃土地貌繼承性的成因機理、影響程度及區(qū)域差異性等問題尚未形成共識。特別是,由于數(shù)據(jù)和方法的限制,研究工作仍處于基于樣點考察的定性或半定量描述階段,仍無有效方法構(gòu)建區(qū)域性的黃土古地形模型；仍無法有效反映黃土粉塵在第三紀(jì)原始地形面上的堆積過程；仍無法有效澄清黃土古地形對現(xiàn)代侵蝕過程的控制與影響;仍無法有效揭示黃土地貌繼承性具有怎樣的區(qū)域差異性與表達的尺度差異性。對這些關(guān)鍵科學(xué)問題的探索與解決,可望對黃土地貌形成機理的認(rèn)識帶來突破性進展。數(shù)字高程模型(DEM)及基于DEM的數(shù)字地形分析,為在GIS平臺下實現(xiàn)地表形態(tài)的定量描述與分析提供了新的思路與方法。但目前的DEM只是對地表形態(tài)的表達,如果能夠建立第三紀(jì)黃土下伏古地形的數(shù)字高程模型,從而構(gòu)建地表-地下一體化的雙層的數(shù)字高程模型,就可望通過運用GIS復(fù)合分析等多種空間分析方法,有效揭示黃土地貌繼承性研究中的科學(xué)問題,實現(xiàn)黃土地貌研究的理論突破與方法創(chuàng)新。本文首先系統(tǒng)分析了黃土地貌繼承性的概念模型。其次,以高精度DEM、地質(zhì)圖以及鉆孔物探資料為依據(jù),重建了三種空間尺度的黃土堆積前原始地形面的數(shù)字高程模型,進而構(gòu)建了地表地下一體化的“雙層地形模型”(Dual-layer Terrain Model)。并據(jù)此模型,通過高程頻率、高程散點相關(guān)矩陣、地形剖面圖、面積高程積分、坡向變異特征、地形剖面比降及地形剖面凸凹度等方法與指標(biāo),分析現(xiàn)今地形與古地形的空間關(guān)系,獲得在下伏古地形控制作用下,黃土堆積對地表起伏變化、地貌發(fā)育變化及黃土地貌空間分異格局的新認(rèn)識。論文主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下：(1)系統(tǒng)闡述了黃土地貌繼承性的概念模型,明確提出與分析了黃土地貌繼承性的基本概念、基本特征與影響因素,并從黃土的成因機理、雙層地形空間結(jié)構(gòu)關(guān)系、顯著程度、繼承方式、空間尺度以及地層連續(xù)性等角度對黃土地貌繼承性進行了類型劃分。黃土地貌繼承性研究是時間-形態(tài)序列黃土地貌演化反演與再現(xiàn)、能夠揭示區(qū)域內(nèi)物質(zhì)相對總量變化。該研究也是地形信息圖譜的全新探索。(2)實現(xiàn)了基于地質(zhì)圖資料與大量野外實測鉆孔物探資料相結(jié)合的多尺度下伏古地形重建。采用不同插值方法所構(gòu)建的宏觀尺度(黃土高原重點水土流失區(qū),綏德圖幅峁區(qū),延川圖幅墚區(qū),淳化圖幅塬區(qū))下伏地形的結(jié)果對比顯示,樣條函數(shù)插值相對更適于整個重點水土流失區(qū)以及淳化塬區(qū),不同插值方法對于黃土墚峁丘陵溝壑區(qū)的古地形重建影響較�。粚τ谥杏^尺度(沿神木-米脂、綏德-延川、銅川-黃陵、延安-延水等高速公路周邊區(qū)域)與微觀尺度(榆林白家崖窯黃土峁、綏德瑤家灣黃土峁、綏德郝家橋黃土墚、延安丁莊黃土墚、銅川張家灣黃土塬、銅川馬咀黃土塬等樣區(qū)),采用地質(zhì)圖中的基巖露頭點為基本樣本數(shù)據(jù),以高密度鉆孔物探及EH4地質(zhì)雷達數(shù)據(jù)為檢驗數(shù)據(jù)；得出通過插值方法所構(gòu)建的下伏古地形模型,能夠較準(zhǔn)確、有效的重建下伏古地形。(3)所構(gòu)建的黃土高原重點水土流失區(qū)下伏古地形,從總體上看,西北高、東南低,但仍呈相對平緩變化的準(zhǔn)平原地形。與現(xiàn)今黃土丘陵溝壑區(qū)的千溝萬壑的破碎地形形成較強烈反差。從局部上看,古地形起伏度相對較小、高差在50米左右,且頂部的高程基本上處于相近的海拔高程上,說明了黃土高原古地形所處的剝蝕晚期的準(zhǔn)平原地勢特征。(4)下伏古地形與現(xiàn)今地表數(shù)字高程模型所構(gòu)成的雙層地形模型,及一系列集定性、定量、定位為一體的多指標(biāo)對比分析方法,是進行黃土地貌繼承性研究的重要基礎(chǔ)。所提出的高程頻率統(tǒng)計變化、高程散點圖相關(guān)矩陣、面積高程積分、坡向變異、剖面套繪、剖面比降與凸凹度等分析方法與指標(biāo),對于描述黃土地貌繼承性特征具有較好的效果。(5)實驗結(jié)果顯示,當(dāng)今黃土地貌對下伏古地形具有顯著的繼承關(guān)系。從重點水土流失區(qū)整體上看,黃土的堆積緩和了原始地形的起伏程度,并主要呈迎風(fēng)坡堆積模式；從不同空間尺度、相同空間尺度不同地域來看,黃土地貌繼承性在地形起伏變化、地形控制強弱、地貌發(fā)育程度變化等特征上存在顯著的區(qū)域差異性；在小流域尺度,黃土的堆積一般加劇了原始地形的起伏程度。在現(xiàn)代侵蝕溝道發(fā)育過程中,絕大多數(shù)沖溝在相當(dāng)程度上受原始古地形的影響,發(fā)育在原始地形的低洼處,而長度小于100米左右的切溝及層次更低的淺溝、細溝、紋溝,發(fā)育過程基本上不受原始地形的影響。該研究是基于國家基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及其它相關(guān)實測數(shù)據(jù),以及GIS空間分析方法研究深層次地學(xué)問題的一次探索與實踐。論文的創(chuàng)新之處：(1)系統(tǒng)闡述黃土地貌繼承性基本概念、基本特征與影響因素,并從黃土的成因機理、雙層地形空間結(jié)構(gòu)關(guān)系、顯著程度、繼承方式、空間尺度以及地層連續(xù)性等角度對黃土地貌繼承性進行了類型劃分。(2)以多源數(shù)據(jù)、現(xiàn)代鉆孔物探技術(shù)、GIS空間分析方法為基礎(chǔ),實現(xiàn)對黃土下伏古地形多尺度重建,并提出了基于雙層地形模型進行黃土地貌繼承性研究的新方法。(3)通過一系列定量指標(biāo),揭示了黃土地貌繼承性在不同空間尺度上基本特征、區(qū)域差異性及對現(xiàn)代侵蝕溝道發(fā)育的影響。整個研究過程使我們深刻認(rèn)識到,研究思路、方法、數(shù)據(jù)的突破,可帶來對于黃土高原成因機理與地貌形態(tài)空間分異格局創(chuàng)新的認(rèn)識。
【學(xué)位單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P931.6;P208
【部分圖文】：

１．城市２．黃±高原新構(gòu)造運動分區(qū)線３．黃主高原界線??１－－鄂爾多斯穩(wěn)定地塊ＩＩ…晚西地區(qū)ＩＩＩ－－－汾謂新生代裂谷ＩＶ－－－銀呼裂谷??本研究的研究區(qū)域位于黃±高原鄂爾多斯地臺區(qū)（圖２．１）。鄂爾多斯地臺?ｊ??西部是Ｗ六盤山為界的陳西盆地，北臨銀呼裂谷的河套平原，東靠呂梁－太行?Ｉ??山脈，南依渭河階地。本研究選擇鄂爾多斯地臺區(qū)域內(nèi)的黃±高原重點水止流??失區(qū)域（區(qū)域內(nèi)北部毛烏素沙漠地區(qū)除外）（圖２．２），其研究范圍依據(jù)黃王地??貌溝沿線分布特征的ｇｏｏｇｌｅ?ｅａｒｔｈ影像數(shù)據(jù)的目視解譯、并參考黃河中游流域??±壤侵蝕分區(qū)圖（黃秉維，１９５５）、黃±高原水王流失分區(qū)范圍（黃河流域水±??保持圖集）ＬＡ及中國１：１００萬地貌圖（周成虎，２００９）界定。研究區(qū)域內(nèi)發(fā)育??了較為完整的第四紀(jì)黃止地層（更新世到全新世）。地貌類型黃止坂、黃±??躁、黃±擁地貌為主，中部分布有部分石質(zhì)山地（黃龍上與子午嶺）。地貌類??型呈現(xiàn)著顯著的空間分異規(guī)律，從北向南，地貌類型從沙蓋黃±押地貌（如神??木）過渡到黃王卵狀丘陵溝壑地貌（如緩德）、再向南主要為梁狀丘陵溝壑地??貌（如延安）

￡?１１４。Ｅ??圖２．１黃王高原新構(gòu)造運動及黃止地貌分區(qū)（改編自袁寶印等，２０１２）??１．城市２．黃±高原新構(gòu)造運動分區(qū)線３．黃主高原界線??１－－鄂爾多斯穩(wěn)定地塊ＩＩ…晚西地區(qū)ＩＩＩ－－－汾謂新生代裂谷ＩＶ－－－銀呼裂谷??本研究的研究區(qū)域位于黃±高原鄂爾多斯地臺區(qū)（圖２．１）。鄂爾多斯地臺?ｊ??西部是Ｗ六盤山為界的陳西盆地，北臨銀呼裂谷的河套平原，東靠呂梁－太行?Ｉ??山脈，南依渭河階地。本研究選擇鄂爾多斯地臺區(qū)域內(nèi)的黃±高原重點水止流??失區(qū)域（區(qū)域內(nèi)北部毛烏素沙漠地區(qū)除外）（圖２．２），其研究范圍依據(jù)黃王地??貌溝沿線分布特征的ｇｏｏｇｌｅ?ｅａｒｔｈ影像數(shù)據(jù)的目視解譯、并參考黃河中游流域??±壤侵蝕分區(qū)圖（黃秉維，１９５５）、黃±高原水王流失分區(qū)范圍（黃河流域水±??保持圖集）ＬＡ及中國１：１００萬地貌圖（周成虎，２００９）界定。研究區(qū)域內(nèi)發(fā)育??了較為完整的第四紀(jì)黃止地層（更新世到全新世）。地貌類型黃止坂、黃±??躁、黃±擁地貌為主，中部分布有部分石質(zhì)山地（黃龍上與子午嶺）。地貌類??型呈現(xiàn)著顯著的空間分異規(guī)律，從北向南，地貌類型從沙蓋黃±押地貌（如神??木）過渡到黃王卵狀丘陵溝壑地貌（如緩德）、再向南主要為梁狀丘陵溝壑地??貌（如延安）

米脂、緩德－延川、延川－延安、銅川－黃陵等沿線高速公路段地質(zhì)剖面Ｗ及布設(shè)的??地質(zhì)雷達、物探剖面展開下伏地形構(gòu)建、黃±地貌繼承性科學(xué)規(guī)律訖釋的精度驗??證研充。圖２．２展示了實驗樣區(qū)的空間分布情況，圖２．３為典型樣區(qū)地形暈漁特??征，表２．１，２．２，?２．３為實驗樣區(qū)的基本特征。??闕嗎闕??麵麵感Ｉ??（ａ）緩德?（ｂ）延川?（Ｃ）淳化??圖２．?３典型地貌類型樣區(qū)地形暈值圖??表２．?Ｉ宏觀尺度實驗樣區(qū)??地理坐標(biāo)?實驗樣區(qū)地貌類型?基本自然狀況??１０６。１０＇１９＂—ｍ°５６．２９＂Ｅ?？點＊黃±源、?區(qū)內(nèi)是黃±高原的主體部分。海拔在??３４〇３０＇２２＂＾０°０３，２７＂Ｎ?±流失探、卵、石！〇〇〇－２５〇〇?ｍ之間，現(xiàn)代侵蝕過程強烈，溝道??區(qū)?質(zhì)山地?侵蝕占據(jù)現(xiàn)代地貌發(fā)育過程的主導(dǎo)地位??１１〇〇１５Ｗ－－１１０°３０＇０〇－＇Ｅ?—?黃±擴日啜區(qū)內(nèi)丘陵起伏，溝壑縱橫，±壤侵蝕極為劇??３７°３０＇００＂—３７°４０＇００－－Ｎ?緩德狀丘陵溝烈，海拔８１４－１１８８?ｍ，相對高差３７４?ｍ，地面??￣?壑區(qū)?平均坡度２９°。??１０９°４５?００＂?１１０°００＇００＂Ｅ?黃王梁騎區(qū)內(nèi)相對切割深度１５０－２００?ｍ，坡面細溝、淺??－＇６°４０－００－－—３６°５０－００＇－Ｎ?延川狀丘陵溝溝發(fā)育，面狀、線狀侵蝕劇烈，梁擁Ｗ下，??＾?壑區(qū)?沖溝、干溝和河溝深切。地面平均坡度約３１°。??ｉｎｘ°ｉｖｎｏ－?ｉｎｓ°＾ｎ＾ｎｎ＞Ｔ?苗，古惦勸黃±坂及殘源為主要地貌類型，垢面地形平??＇淳化緩
【參考文獻】

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本文編號：2879312