沟谷密度是描述地表沟谷水系分布、地表切割程度的重要指标,其大小受到地质构造、气候条件以及下垫面性质的综合影响。通过分析沟谷密度与地形、降水、植被覆盖度等因子的相关性,能够获取水系发育、河流地貌演化的过程及其规律。本文选取青藏高原边缘的祁连山、西秦岭和云南高原典型地段为研究区,基于SRTM-DEM数据对沟谷水系进行提取,计算了沟谷密度,进而对影响沟谷密度的环境因素进行相关分析,主要得出以下几点初步认识:1、首先在研究区选取三个地形、降水、植被差异较大的子流域作为实验区,分别采用径流模拟法和地形解析法提取实验区的沟谷水系,对比提取水系河源与数字化水系河源之间的距离误差。结果表明:使用径流模拟法提取水系时,需对不同区域设置不同的集水面积阈值才能使河源距离误差达到最小;而利用地形解析法提取水系时,在对不同区域等高线曲率设置阈值为3时,河源距离误差均达到最小。考虑到青藏高原边缘不同区域地貌条件差异较大,使用径流模拟法提取水系可能会产生较大误差,本文基于地形解析法计算等高线曲率(阈值为3),提取了祁连山、西秦岭以及云南高原地区的沟谷水系。2、基于提取出的沟谷水系,对研究区的沟谷密度进行计算,并分析了流域沟谷密度的空间分布特征,结果表明:祁连山北麓流域沟谷密度呈现从东向西逐渐减小的趋势,平均沟谷密度为1.64 km/km2,.西秦岭地区流域沟谷密度表现为北部黄土丘陵较小(1.94km/km2),南部山地较大(2.05km/km2),平均沟谷密度为2.11 km/km2;云南高原地区流域沟谷密度由东南向西北逐渐减小,平均沟谷密度为1.59km/km2。3、对流域沟谷密度与其它环境参数进行相关性分析,结果表明不同气候区的流域沟谷密度主要受到降水和植被的综合影响。祁连山位于干旱与半干旱区,植被以荒漠草原为主,植被覆盖度较低,降水量越大的区域地表径流侵蚀越强,沟谷密度越大;云南高原位于湿润区,以森林为主的植被带有效地降低了地表径流侵蚀,降水量较大的区域,植被覆盖度相对较高,沟谷密度反而较小。4、采用5000 m×5000m窗口对研究区进行分割,计算得到每个窗口的沟谷密度、地形起伏度R以及降水量P。依据中国陆地基本地貌类型划分标准,将地形起伏度划分为平原(R<30m)、台地(30≤R<70m)、丘陵(70≤R<200m)、小起伏山地(200≤R<500 m)、中起伏山地(500≤R<100 m)、大起伏山地(1000≤R<2500m)六个等级;另外,将降水量划分为0～200mm,200～400mm,400～600 mm,600～800 mm,800～1000 mm,1000～1200 mm 六个等级,统计了不同地形起伏和降水量等级下的平均沟谷密度。在相同地形起伏等级下,沟谷密度随降水量增大表现出先增大后减小的趋势,当降水量小于400 mm时,沟谷密度随降水量增大而增大;当降水量大于600 mm时,沟谷密度随降水量增大而减小。在相同降水量等级下,从平原、台地、丘陵到中、小起伏山地,沟谷密度逐渐增大,而大起伏山地的沟谷密度相对中、小起伏山地略有减小。5、通过对祁连山东段金塔河流域的坡度-集水面积对数坐标图进行分析发现,中、小起伏山地的坡面主要呈凸形,坡面过程以土壤蠕移、坡面流水侵蚀等过程为主;大起伏山地的坡面主要呈直形或凹形,是坡面侵蚀达到临界状态下滑坡、崩塌等重力过程作用的结果。不同起伏山地产生沟谷所需的集水面积具有明显差异,中、小起伏山地产生沟谷所需的集水面积约为2×105m2;大起伏山地约为7×105m2。故此推断,不同侵蚀方式条件下产生沟谷所需的集水面积不同,是导致沟谷密度差异的主要原因。