元謀干熱河谷強(qiáng)侵蝕區(qū)水涮窩的形態(tài)及空間分布特征

何湘　楊敏瑩

摘 要：該文通過對云南省元謀縣沙地村后山277個水涮窩進(jìn)行詳細(xì)的的形態(tài)特征測量和統(tǒng)計學(xué)定量分析，結(jié)合野外觀察結(jié)果對水涮窩的形態(tài)特征和空間分布進(jìn)行描述，并簡要的探討了影響水涮窩分布的因素。結(jié)果表明，水涮窩的平面形態(tài)以橢圓為主，發(fā)育比較年輕，在地區(qū)分布上呈聚集模式，是水文、土壤性質(zhì)與節(jié)理、微地形地貌與植被多種因素耦合的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：水涮窩；形態(tài)特征；元謀

中圖分類號 P931 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）14-0000-03

Abstract：This paper measures and conducts a statistical quantitative analysis of 277 washing holes on Shadi village of Yuanmou， Yunnan Province.The morphological characteristics and spatial distribution of the washing holes were described with the field observations， and the influencing factors of washing hole distribution were briefly discussed. The results show that the plane morphology of the washing holes is mainly elliptical， the development is relatively young， and it is clustered in the regional distribution， which is the result of coupling the hydrological， soil properties and joint， micro terrain and vegetation.

Key words：Washing hole；Shape feature；Yuanmou

水涮窩是潛蝕地貌的一種，是具有重要研究價值的地貌類型[1]。關(guān)于潛蝕地貌的研究早在19世紀(jì)時就有相關(guān)報道，后來全球許多地區(qū)的學(xué)者都對潛蝕地貌的研究做出了貢獻(xiàn)[2-5]。水涮窩的定義是地表的集中水流對溝頭或溝壁抗沖蝕性弱的部位進(jìn)行淘刷所形成的橫向半圓形洞穴，在元謀干熱河谷區(qū)又被命名為淘洞[6-7]。水涮窩的形成和發(fā)展在沖溝溝頭的溯源過程中扮演了重要的角色，造成了嚴(yán)重的水土流失。干熱河谷區(qū)對于植被、土壤、生態(tài)環(huán)境、沖溝的研究成果都十分豐富，潛蝕地貌的研究主要集中在潛蝕地貌的分類[7]、陷穴[8]、土橋[9]、豎井[10]的演化過程及影響因素上，而關(guān)于水涮窩的研究偏少只有部分定性的描述，缺乏定量研究。空間分析是對地理空間現(xiàn)象本質(zhì)進(jìn)行研究，是一種揭示地理事物空間作用關(guān)系的重要方法，在地理研究的運(yùn)用十分普遍。本研究以云南省元謀縣沙地村為研究地點，對其上的277個水涮窩進(jìn)行詳細(xì)的的形態(tài)特征測量和統(tǒng)計學(xué)定量分析，結(jié)合野外觀察結(jié)果對水涮窩的形態(tài)特征和空間分布進(jìn)行描述，以期揭示水涮窩的形態(tài)規(guī)律，并為當(dāng)?shù)氐乃帘３止ぷ魈峁├碚撘罁?jù)。

1 研究區(qū)簡介

元謀縣位于滇中高原北部龍川江河谷盆地內(nèi)，介于101°35′E～102°05′E、25°25′N～26°07′N（圖1）。區(qū)內(nèi)海拔介于899～2835m，其海拔1600以下的地帶為典型干熱河谷區(qū)[11]。元謀縣的地質(zhì)構(gòu)造屬于康滇背斜中段，以東山大斷裂為界，以東為元謀中生代臺凹，以西為元謀臺凹，中部是新生代斷陷堆積而成的盆地[12]。元謀盆地即為斷陷盆地，盆地東陡西緩，南高北低，龍川江由南向北縱貫。元謀氣候干熱，焚風(fēng)效應(yīng)顯著，降雨少，蒸發(fā)量大，且主要集中在6—10月[13-14]。自然植被為類似于薩瓦納植被類型的稀樹灌草叢，如：山合歡、滇欖仁、車桑子、扭黃茅、孔穎草等[15]。

2 野外測量與研究方法

為了解水涮窩特征，筆者于2017年1月7—14日實測了研究地277個水涮窩，激光測距儀測量水涮窩的長短軸長度和深度，手持GPS記錄了水涮窩的坐標(biāo)，激光測距儀的精度為1°。數(shù)據(jù)處理按照標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計方法計算水涮窩各指標(biāo)的統(tǒng)計參數(shù)（均值、標(biāo)準(zhǔn)差等），空間統(tǒng)計方法計算水涮窩的空間分布特征，對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。數(shù)據(jù)處理軟件主要為Excel和Arcgis軟件。

3 水涮窩的形態(tài)及分布特征

水涮窩的數(shù)量和規(guī)模主要受到巖土體節(jié)理、植物根系、地表徑流、微地形地貌的影響。在沖溝的溝頭及溝壁上常會成群發(fā)育，加速了溝的前進(jìn)；在陡直的崖壁上方有時還會成排出現(xiàn)，具有“排洞劈裂效應(yīng)”，加速了崖的后退，由于土層性質(zhì)的差異，水涮窩也呈現(xiàn)分層排列的格局；在一些植物根系下方，由于地表徑流對根部的淘涮，使得植物根部掏空形成水涮窩并導(dǎo)致了樹木倒塌。

水涮窩的長短軸、深度平均值分別為150.3cm、92.6cm和154.5cm。長軸范圍在18.9～796.2cm，短軸在8.3～470.4cm，深在9.4～799.7cm，說明水涮窩的大小形態(tài)規(guī)模差異較大（表1）。深度的平均值離散系數(shù)最大，分布較為分散，長短軸長度離散系數(shù)相對較小。同時水涮窩的長短軸具有較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.789（圖2-a）；水涮窩的深度與長軸、深度與短軸的相關(guān)性較弱，相關(guān)系數(shù)分別為0.378、0.391，說明水涮窩在擴(kuò)大的過程中，深度不一定加深，還受到其他因素的影響，如地表集流來量較少，對洞穴內(nèi)部的淘涮能力降低。

從平面形態(tài)看，水涮窩以橢圓（0.1

4 水涮窩形成的影響因素

4.1 水文條件 水涮窩的形成主要的動力就是地表集流的淘蝕作用，洞穴的內(nèi)凹深度與流水的來量有關(guān)。當(dāng)?shù)貙儆谀蟻啛釒Ц蔁峒撅L(fēng)氣候，干濕季分明，降水不均勻。多雨季節(jié)常以高強(qiáng)度短歷時的暴雨為主，因此入滲到地下的水流量較少而多數(shù)是聚集在地面上。短時間內(nèi)使得地表徑流快速匯集沖刷溝頭或溝壁抗侵蝕性較弱的部位，進(jìn)行淘蝕。

4.2 土壤性質(zhì)與節(jié)理 水涮窩的形成與土壤的濕陷性和崩解性有關(guān)。當(dāng)?shù)爻Ｒ姷耐寥烙凶冃酝痢⒃锛t土和古紅土，變性土的粘粒含量高，粘粒含量大于30%，在旱季開裂明顯膨脹收縮性強(qiáng)[8，17]。在缺水期，土壤由于干裂會形成大量的裂隙，雨季時形成的地表集流就會沿著這些裂隙進(jìn)行侵蝕。由于元謀地區(qū)新構(gòu)造強(qiáng)烈，由初期的元謀盆地大面積斷陷，兩側(cè)山體垂直上升到后期的區(qū)域性抬升、下降運(yùn)動；元謀臺凸在呂梁運(yùn)動中不斷隆升，斷裂發(fā)育，因此元謀盆地內(nèi)地層的構(gòu)造節(jié)理十分發(fā)育[18]。節(jié)理的發(fā)育加大了土壤的崩解性，也為地表徑流的入滲和洞穴內(nèi)的物質(zhì)搬運(yùn)提供了通道。當(dāng)水涮窩內(nèi)部中空到一定程度，在上覆土體的重壓在由于重力作用就會崩塌。

4.3 微地形地貌與植被 沖溝兩側(cè)或崖壁的后部附近坡度一般較為平緩，能夠匯集降水，水流下泄時就能在陡壁上形成水涮窩，隨著時間的推移水涮窩不斷地擴(kuò)大、崩塌，導(dǎo)致了溝頭的溯源，沖溝兩側(cè)可能會發(fā)（上接87頁）育新的支溝及崖壁的后退。在野外實地調(diào)查的過程中還發(fā)現(xiàn)，若水涮窩后部的植被以草類為主，水涮窩內(nèi)部淘蝕比較圓，若以喬木為主，水涮窩則極不規(guī)則，下滲的水流沿著不規(guī)則分布的喬木根系下蝕。在一些喬木枯死的地方，根系的保水固土作用喪失為地表水的淘蝕也產(chǎn)生了積極作用，加劇了水土的流失。

5 結(jié)論

綜上所述，通過對元謀沙地村水涮窩的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，得到以下結(jié)論：（1）從平面形態(tài)和空間分布上看，水涮窩以橢圓形為主，且發(fā)育都較為年輕。空間分布上屬于聚集分布模式。（2）水涮窩的長短軸具有一定的相關(guān)性，但是長軸與深度、短軸與深度的相關(guān)性不強(qiáng)，表明水涮窩在擴(kuò)大的時候，深度不一定加深，還與其他因素有關(guān)。（3）總體上看水涮窩的形成是水文條件、土壤性質(zhì)與節(jié)理、微地形地貌與植被多種因素耦合的結(jié)果。（4）水涮窩的發(fā)育和擴(kuò)大對沖溝的影響較大，其長軸方向是判斷沖溝的前進(jìn)方向和側(cè)蝕方向的重要指標(biāo)。（5）水涮窩是一種特殊的潛蝕地貌，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)破壞和水土流失造成了嚴(yán)重的影響，了解其特征及影響因素，有利于開展當(dāng)?shù)氐乃帘３止ぷ鳌?/p>

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（責(zé)編：張宏民）