基于DEM的黄土高原流域侵蚀基准体系研究

黄土高原区域及流域地貌发育与土壤侵蚀进程，总体上受该区域侵蚀基准体系及其变化的影响。本项目拟首先提出黄土高原流域侵蚀体系的概念模型，明确其基本属性、存在条件、影响因素与分类方法；基于DEM及相关信息源，实现侵蚀基准提取与空间关系构建,制定定性与定量相结合的流域侵蚀基准系列指标；以系统论的视角，研究不同等级侵蚀基准之间及其与黄土地貌形态之间的相干效应、组织效应与结构效应，揭示侵蚀基准对地貌发育进程和区域土壤侵蚀的影响；研究黄土高原不同地貌类型区流域侵蚀基准体系的功能差异性及区域差异性，深化对黄土地貌形成机理、发育进程的认识；以典型黄土小流域为例，分析沟道淤地坝系建设对流域侵蚀基准体系的影响，为黄土高原水土保持工程规划与建设提供理论依据。研究成果可望在黄土地貌研究上取得原创性的成果，丰富数字地形分析的理论与方法，为黄土高原水土保持工程规划与建设提供理论依据。

黄土高原是研究土壤侵蚀与地貌发育的理想实验区；对影响黄土高原区域、流域等不同尺度土壤侵蚀的侵蚀基准进行研究，是地理信息科学（GIS）、数字高程模型（DEM）及数字地形分析、地貌形态学、土壤侵蚀与水土保持等多学科交叉研究的有益尝试，有重要的理论创新性与实践应用价值。. 从系统论视角出发，认为黄土高原区多级、不同类型、不同显著性及稳定性程度的侵蚀基准，存在较强的组织效应，构建了黄土高原流域侵蚀基准体系概念模型。黄土高原流域侵蚀基准体系，是在一定面积流域范围内，以主侵蚀基准面为核心，以沟谷裂点溯源侵蚀为引擎，以沟谷纵剖面为联系纽带，一系列不同等级、不同功能、相互联系的侵蚀基准组成的有机体。流域边界限定了侵蚀基准控制的作用域；流域出口设定了下游的水沙条件，又控制上游地貌发育及纵剖面形态；纵剖面衔接径流节点及源点，沿程变化刻画了侵蚀与沉积状态及地貌发育过程；裂点不规则分布于剖面上；当裂点溯源至接近径流节点处，上游小流域的地貌发育加快、侵蚀加剧。侵蚀基准面是海拔大致相同的高程面，常表现为剖面形态趋于均衡并在一定尺度内保持不变。. 从黄土高原重点流失区的区域尺度、延河流域的小流域尺度研究了局部侵蚀基准。研究表明在黄土高原重点流失区由北至南，存在多级侵蚀基准面，海拔高程依次降低；研究了与土壤侵蚀、地貌发育紧密相关的上坡汇水面积阈值、径流节点空间格局及其影响因素等，证实坡面因子是影响汇水面积阈值的重要因子；下伏基岩对径流节点格局有较大影响。在黄土高原重点小流域尺度，研究了延河流域存在的多级侵蚀基准面；局部侵蚀基准与地貌发育阶段有一定对应性；研究还揭示受黄河主干道下切的影响，延河流域中游相对稳定、下游侵蚀强烈。. 项目发表相关SCI、EI论文2篇，CSCD等论文6篇，在审SCI/EI论文多篇、相关国家发明专利3项。以项目研究成员为班底组建西华师范大学“数字地貌”科研创新团队（主持人排名第二），获得6年48万元经费资助；完成西华师范大学“水土保持与荒漠化防治”硕士学位授权点申报，培养该专业全日制学术型研究生6人；参加国家基金委等主办的2014年地球系统科学大会等学术会议；组织、参与2012年度南京师范大学、中科院古脊椎所、西北大学、西华师范大学等多家单位的黄土高原联合科学考察；科学普及成绩突出，主持人获2014年度四川省科普工作先进个人表彰。