【摘 要】
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沟蚀是重要的土壤侵蚀类型之一,通过破坏土地景观、造成水土流失、形成河道泥沙,对侵蚀地及下游位置产生重大影响。当前区域尺度的沟蚀研究存在局限性,难用高效的方式提取大尺度数据,因而缺乏对大尺度沟蚀空间分布状况的了解。本论文以横跨中国、越南和老挝三国的红河流域为研究区,利用Arc GIS10.4软件划分小流域作为调查单元进行随机抽样,基于高分辨率卫星遥感影像结合野外调查,采用目视解译方法提取古代侵蚀沟和
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目“沟床跌穴的发育机制及其对沟头溯源侵蚀过程的影响研究”（项目号:41671288）；
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沟蚀是重要的土壤侵蚀类型之一,通过破坏土地景观、造成水土流失、形成河道泥沙,对侵蚀地及下游位置产生重大影响。当前区域尺度的沟蚀研究存在局限性,难用高效的方式提取大尺度数据,因而缺乏对大尺度沟蚀空间分布状况的了解。本论文以横跨中国、越南和老挝三国的红河流域为研究区,利用Arc GIS10.4软件划分小流域作为调查单元进行随机抽样,基于高分辨率卫星遥感影像结合野外调查,采用目视解译方法提取古代侵蚀沟和现代侵蚀沟,主要采用沟壑密度（Gully Density,GD）衡量侵蚀强度,沟道出现概率（Gully Ratio,GR）、单元占比（Gully Proportion,GP）和面积占比（Area Proportion,AP）衡量沟蚀空间分布。为查明红河流域沟蚀的空间分布格局,揭示沟蚀分布的主控环境因子,进一步明晰干热河谷生态脆弱区沟蚀发育的特殊性,开展了红河流域沟蚀空间分布及影响因素研究。论文的主要结论如下:（1）两类侵蚀沟受地形影响,集中分布在中国境内;国内部分集中于元江流域,其古代侵蚀沟平均GD达到3.77 km·km-2属于强度侵蚀,现代侵蚀沟平均GD达到1.27 km·km-2。古代侵蚀沟中、强度侵蚀单元占比83.17%;GR值高于95%,空间差异较小;现代侵蚀沟有沟单元占56.2%,平均GD为0.77 km·km-2,GR值介于46.34%～67.44%,具有显著的集中性。（2）从空间分布来看,古代侵蚀沟空间分布广泛且沟壑密度变异性相对较小,在碳酸盐岩发育少;现代侵蚀沟分布受气候、地形、归一化植被指数（NDVI）、土地利用和土壤类型影响显著,集中分布在蒸发量大、NDVI值较低、地形湿度指数（TWI）高的地区,在灌草丛、燥红土、碎屑岩分布集中。从侵蚀强度来看,古代侵蚀沟在海拔＞1340m时,GD随海拔分级增加而增加,在侵入岩中侵蚀强烈;现代侵蚀沟随海拔、NDVI分级增加GD减小、在中覆盖度草地轻度侵蚀、在燥红壤和紫色土的土壤类型、变质岩中,侵蚀强度高。现代侵蚀沟侵蚀强度分级为强度及以上的地区集中于干热河谷区。（3）元江干热河谷坡面现代侵蚀沟形成以平行状沟系为主的空间格局,呈现分布集中性。该区侵蚀强烈,其中强烈侵蚀占15.15%,极强侵蚀占9.09%,剧烈侵蚀占比高达57.57%。GD受气候条件影响不显著,与NDVI呈负相关关系,单元集中分布在坡度＞15°的范围,随着坡度分级增加GD均值增加;在S、SW和NE坡向GD高。该区草地分布为主,疏林地GD达15.94 km·km-2,其次低覆盖度草地GD为15.19 km·km-2。调查单元土壤有机碳含量（SOC）与GD指数拟合结果良好;高温干燥气候条件下,燥红土是现代侵蚀沟发育的重要因素。（4）三组目视解译的结果表明基于遥感影像提取区域尺度沟道的方法具有可重复性;无人机与遥感影像提取的沟道长度均值为0.207km和0.211km,沟道长度误差小,遥感影像误判率2.6%,相对误差高于15%占25.37%调查精度高,基于遥感影像提取的侵蚀沟数据能应用到红河流域,并能够得到可信的沟壑密度数据,反映出流域整体的侵蚀现状。本文以红河流域为研究区开展区域尺度的沟蚀研究,通过抽样方式逐步确定了红河流域沟蚀的重点关注区域及影响因素,为进一步开展区域尺度沟蚀研究提供标准方案,并为主控因素阈值研究提供方向;干热河谷地区沟蚀研究,对实施高效水土保持措施治理和预防、改善生态环境具有重要意义。
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