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基于V指数的他念他翁山中段冰川槽谷形态特征及影响因素分析.docx
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基于V指数的他念他翁山中段冰川槽谷形态特征及影响因素分析.docx
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冰川槽谷被认为是冰川作用区中分布最明显的冰蚀地貌之一。研究冰川槽
谷的形态,可以了解冰川的发育机制,理解冰川侵蚀过程,对恢复冰川规模以
及原始地表形态等方面具有重要意义,也是恢复冰川规模进而研究气候变化的
重要依据
[ 1-4]
。
冰川地貌学者最初是从冰川槽谷的定性描述开始,逐步认识谷地的形态发
育特征。早期是通过谷地的形状和规模直观判断是否存在冰川活动。1883 年,
国外著名学者 McGee
[ 5]
首次使用“U”形一词描述冰川槽谷的地貌形态,并分析
冰川槽谷的形成原因。随后,其他学者采取定性方法,简单的区分河流与冰川
谷地形态上的差异,前者为“V”形,后者为“U”形
[ 6-10 ]
。20 世纪初期,Davis
[ 11]
将冰川槽谷描述为近似垂曲线(悬链线)形态。Svensson
[ 12]
提出首次尝
试运用幂函数(y=ax
b
)模型,定量化描述冰川槽谷近似抛物线形态。然而,
该方法对于非对称冰川谷地,无法很好解决谷地横断面深和宽的相关性及沿程
变化特点,20 世纪中期,Graf
[ 13]
以贝尔图斯山(Beartooth)作为研究区,
提出一种形态比率研究方法,即深宽比(FR),使冰川槽谷形态定量化描述
更为科学。随后,Bull 等
[ 14]
提出谷宽与谷深之比的概念,完善并补充了对形
态比率的研究。Wheeler
[ 15]
针对幂函数模型需对槽谷两个斜坡分别进行拟合
以及选取坐标原点的问题,提出了二次多项式(y=A+Bx+Cx
2
)法。到本世纪
初,李英奎等
[ 16 ]
、Li 等
[ 17 ]
利用梯级宽深比模型(f=W/y-y
0
),对天山中、
西部冰川槽谷的形态发育特征进行了研究,并描述了沿程的形态发育特点。张
威等
[ 18-19 ]
对白马雪 山 的冰川槽谷形态进行了研究,发现 b~FR 图的结果与
Rocky 山模型相反,后又对螺髻山清水沟冰川槽谷进行了研究,发现岩性差异
与河流溯源侵蚀是影响研究区槽谷发育的主要原因。姚盼等
[ 20]
、Wang 等
[ 21]
分析冰川槽谷横剖面定量化研究方法及其影响因素,总结了幂函数与二次多项
式的优势与局限性,发现冰川平均坡度、冰川作用区面积、基岩性质等因素影
响 b 值。然而研究者对冰川槽谷的研究多以数个谷地,或多条谷地选取少量剖
面为研究对象,大范围多数量剖面的提取方法与定量化优化研究的局限性值得
进一步关注。
2018 年,Zimmer 等
[ 22]
以内华达山脉作为研究区,基于谷地形态提出了 V
指数(V-index)的概念,作为判断河流和冰川侵蚀谷地的一种替代参数,并
使用 MATLAB 和 ArcMap 软件环境编写的自定义脚本提取出 27 000 个横截面,
分析了 V 指数在表达“U”形谷特征方面的优势。本文将应用此方法,对他念他
翁山中段冰川槽谷的形态特征进行研究,共分析 3 127 条横截面,并结合形态
比率值,探讨该区冰川槽谷发育模式,分析影响其发育的主要因素。
1 研究区概况
他念他翁山中段(30°40′~30°11′ N,96°39′~97°16′ E)(图 1),位于我
国云贵高原向西藏东南部的过渡地带,属于高原温带半干旱季风气候区,主要
受西南季风影响
[ 23]
。地势总体呈现北高南低,西高东低的特点,是海洋性冰
川发育区。岩性主要以花岗岩、板岩、片岩、砂岩为主,部分区域含超镁铁质
岩类及粉砂岩。在构造上,研究区位于昌都准地台,西侧为怒江断裂带,东侧
为瓦合-邦达-察瓦龙断裂带
[ 24]
。现代冰川共 88 条,总面积 12.955 km
2
。
图 1
图 1 研究区位置及典型槽谷分布图
Fig.1 Location of the study area and distribution of typical troughs and
valleys
研究区发生倒数第二次冰期、末次冰期中期、末次冰盛期、全新世新冰期
或小冰期四次冰川作用
[ 25]
。形成的“U”形槽谷沿主山脊两侧分布在怒江和玉曲
沿岸。由于主谷与支谷的发育条件不同,使研究区主谷两侧多发育冰川悬谷,
形成规模不等的复合型山谷冰川。怒江沿岸冰川槽谷地势陡峭,玉曲沿岸冰川
槽谷坡度较缓。
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