北天山乌鲁木齐河流域面积-高程积分及其地貌意义.pdfVIP

第35卷第1期 第四纪研究 V01．35，No．1 2015年1月 SCIENCES January，2015 QUATERNARY doi：10．11928／j．issn．1001—7410．2015．01．06 文章编号 北天山乌鲁木齐河流域面积一高程积分及其地貌意义木 张天琪① 王 振① 张晓明② 胡 胜③ 吕红华① 郑祥民① (①华东师范大学地理科学学院，上海200241；②河北省地矿局第五地质大队，唐山063400； ③西北大学城市与环境学院，西安710127) 摘要 定量构造地貌研究有助于理解构造与地表过程之间的耦合关系及其对地形地貌发育的影响，数字高程 模型(DEM)和地理信息系统(GIS)空间分析技术的结合为开展这方面的研究提供了新途径。利用这一方法，对北 天山乌鲁木齐河流域进行地貌计量指标的综合分析。构造上，乌鲁木齐河流域分为山前坳陷区、南山隆起带、后 峡断陷带以及天山主脉等构造分区。本文首先分析了DEM数据精度、流域面积与空间分布特征对面积一高程积 分的潜在影响，根据分析结果，选择合适的面积阈值对乌鲁木齐河流域开展面积一高程积分分析，进一步结合高 程频率分布特征探讨该流域地形地貌演化特征。结果表明，1)面积一高程积分受DEM数据精度的影响不显著，但 其具有明显的流域面积和空间依赖性；2)基于面积一高程积分分析，乌鲁木齐河流域各构造分区的地貌演化阶段 存在差异，除后峡断陷带地貌演化趋于老年阶段外，其余均处于壮年演化阶段；3)各构造分区平均高程频率分布 状态表明，山前坳陷区、南山隆起带和天山主脉地形目前均处于前均衡一均衡状态演化阶段，后峡断陷带地形则 为后均衡演化阶段。 主题词 面积一高程积分地貌演化构造地貌 乌鲁木齐河流域天山 中图分类号P931．2，P542文献标识码 A 构造运动会导致流域地表形态发生变化，最直 2)HC的3种形态可能并非一一对应于地貌演化的 观的表现是水系形态的发育和变形¨。J。近年来， 3个阶段。与Strahler设想的具单一构造背景的稳 定陆块不同，造山带的构造背景相对复杂，其自身 基于数字高程模型(DEM)、卫星遥感与地理信息 系统(GIS)等技术的发展，许多地貌计量指标如面的演化经历多个阶段，演变期间的HI形态可能从 未发展至凸形一。。3)面积一高程积分具有面积依赖 积一高程积分(HypsometricIntegral，简称HI)¨”1、 Gradient 河流坡降指标(Stream-LengthIndex，简称性和空间依赖性¨6叫8’22。4。。面积不同的集水盆地， SL)与Hack剖面∽“1I、基岩河道侵蚀模型¨2卅41等其HI值会反映出不同地形因子的影响。河流上 已被发展应用于探测地形的变动、地貌演化阶段的 游、中游和下游不同河段，地形高差、作用营力以 界定以及新构造活动特征的分析等方面¨卜21o。其 及岩性等可能存在差异，其面积一高程积分也会相 中，面积一高程积分(HI)已被广泛应用，其以二维应受到影响。因此，对于具体的研究对象(如某一 的面积高度曲线描述三维原始地表受侵蚀后的土地 流域)，最佳面积阈值的选取可能并不相同。 体积残存率。6。。根据Davis地貌循环理论， 作为新生代复活型造山带。25|，天山是亚洲内 Strahler旧。认为面积一高程曲线(HypsometricCurve， 陆主要的、规模巨大的山系之一。发源于天山主脉 简称HC)的凸形、S形及凹形等3种形态分别对应的河流(如乌鲁木齐河、玛纳斯河和奎屯河等)多在 山前形成深切峡谷，发育大型冲积地貌单元心6’27]， 着地貌演化的幼年期(HI0．6)、壮年期(0．35HI