????切溝是現(xiàn)代地理環(huán)境條件下典型的侵蝕類型,研究遍布全球除極地以外的各個地區(qū)。在地層巖性復(fù)雜區(qū)域,由于上下土層的差異性侵蝕常導(dǎo)致切溝溝頭具有“上凸下凹”的水涮窩窯狀空穴形態(tài)。水涮窩形態(tài)發(fā)育在切溝溯源侵蝕中扮演重要角色,是溝頭發(fā)生崩塌和不斷前進的重要前提條件。然而目前國際上關(guān)于溝頭水涮窩發(fā)育的文獻報道極少,相關(guān)認識不足限制了切溝溯源侵蝕過程模型的發(fā)展。
????元謀干熱河谷是我國切溝侵蝕發(fā)育典型區(qū),該區(qū)下墊面主要為第四紀河湖相沉積物,具有“粘砂互層、層與層組成物質(zhì)差異顯著”等特征,使得區(qū)域內(nèi)切溝溝頭普遍發(fā)育有水涮窩侵蝕形態(tài)。聚焦這一特殊侵蝕現(xiàn)象,成都山地所元謀站張寶軍副研究員、趙鑫碩士生及合作者系統(tǒng)開展了自然條件下溝頭水涮窩形態(tài)參數(shù)調(diào)查研究,探明了溝頭水涮窩形態(tài)發(fā)育規(guī)律;分析了上游地形、溝頭微地形、土壤性質(zhì)等因素對水涮窩形態(tài)特征的影響效應(yīng),確定了水涮窩發(fā)育的主控因素。研究表明元謀干熱河谷切溝溝頭水涮窩形態(tài)均呈不規(guī)則橢球狀、具有很高的幾何相似性,形態(tài)參數(shù)間顯著正相關(guān);溝頭土體存在明顯分層且抗蝕性能差異顯著,表層燥紅土較下部土層具有更高的土壤抗侵蝕性能;溝頭土體抗蝕性能垂直差異為水涮窩發(fā)育提供了基礎(chǔ)巖土性質(zhì)條件,上游匯水面積和溝頭高度大小通過控制徑流動力條件決定了水涮窩形態(tài)發(fā)育規(guī)模,兩者共同解釋了70.32~90.67%的水涮窩形態(tài)變異。
????此項研究豐富了元謀切溝溯源侵蝕過程的認識,可為系統(tǒng)認知干熱河谷切溝發(fā)生發(fā)展規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)。相關(guān)成果也得到了審稿專家的高度評價,認為在水涮窩研究方面取得了諸多新認識、彌補了相關(guān)文獻的不足。成果以“Morphological characteristics and influencing factors of gully headwall scour holes in Yuanmou Dry-hot Valley region,Southwestern China”為題,發(fā)表在1區(qū)TOP期刊Catena上。上述工作得到了國家自然科學(xué)基金(42107377)、國家重點研發(fā)計劃(2023YFD1901201)、成都山地所自主部署科研項目(IMHE-ZDRW-05)、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會(2022380)等項目的支持。
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溝頭土體抗蝕性能垂直差異顯著
上游匯水面積和溝頭高度大小決定水涮窩形態(tài)發(fā)育規(guī)模