城市擴張對董志塬溝道侵蝕演化的影響

作者：楊思齊,金釗,羅達,崔新盛,彭建兵

摘要：溯源侵蝕作為黃土高原最為活躍的溝谷侵蝕方式,是導致塬面萎縮和破碎化的主要原因,對黃土塬區的國土安全、民生安全和生態安全構成了嚴重威脅。董志塬是黃土高原面積最大、最為連續的塬面,但隨著人類活動的不斷增強尤其是城市化的快速發展,董志塬溯源侵蝕劇烈,完整的塬面被不斷切割。本文以董志塬西峰城區火巷溝(35°44'24"N,107°39'03"E)為例,采用GIS與RS技術,通過對1964~2017年的7期高精度遙感影像進行解譯分析,定量研究了1964年以來火巷溝溝頭前進、后退和溝岸擴張的動態特征及其與城市發展和降雨因素的關系。研究結果表明:1)1964~1969年,火巷溝溝頭平均每年以3.1 m的速度前進;1970~2002年,由于城區的發展和擴張,溝頭因人工回填后退了359.8 m;2003~2017年,隨著城市建設用地的進一步擴大,15年間溝頭因回填后退了178.3 m;2)1964~2017年,火巷溝溝岸不斷向兩側擴張。1964~1966年平均每年向外擴張1.1 m,1967~1969年每年擴張1.4 m,1970~2002年每年擴張1.1 m,2003~2008年每年擴張2.9 m,2009~2014年每年擴張8.0 m,2015~2017年每年擴張2.7 m;3)1964~2017年,西峰城區面積由2.1 km2擴大至19.8 km2,城區面積的不斷擴大與火巷溝溝岸的擴張呈顯著正相關關系;西峰城區與火巷溝溝頭在早期接觸面積較小,而現今隨著城市的擴張,火巷溝溝頭已被城區包圍,致使溝道周圍匯水能力增強沖刷溝岸,導致溝岸不斷向外擴張;4)因受溝岸擴張和降雨數據時間分辨率的影響,本研究沒有發現降雨與溝岸擴張之間存在明顯的相關關系。本研究對深入認識黃土塬區城市化影響下溝頭侵蝕演變特征和固溝保塬具有重要的參考意義。

發文機構：中國科學院地球環境研究所 中國科學院大學 中國科學院第四紀科學與全球變化卓越中心 長安大學地質工程與測繪學院

關鍵詞：溝道侵蝕遙感影像城市發展不透水層黃土高原gully erosionremote sense imageurban expansionimpervious surfaceChinese Loess Plateau

分類號： S152.1[農業科學—土壤學]