藏东地区斜坡土壤冻融侵蚀力学机制及敏感性分析

黄海, 田尤, 刘建康, 张佳佳, 杨东旭, 杨顺

The mechanism and sensitivity analysis of soil freeze-thaw erosion on slope in eastern Tibet

HUANG Hai, TIAN You, LIU Jiankang, ZHANG Jiajia, YANG Dongxu, YANG Shun

表3 特征数据的数学处理

Tab. 3 The mathematical analysis of characteristic parameters

序号	参数	因子表征及符号	物理意义	数学处理目标	数学变换函数
1	构造	调查点与最近的断层或褶皱核部的距离 $(D)$	距离断层或褶皱核部越近,其岩体越破碎,表生过程越强烈,地表下切速度越大	将米至千米级跨度的数据转换成相对尺度较小的数值范围,如[0, 10]。	lnD
2	海拔	$海拔高度 (L)$	海拔高度与土壤演化过程密切相关,相对海拔较低的地方,土壤演化速度更快,土壤结构更复杂	研究区海拔范围为3050~4800 m,通过函数转换,结合区内冻融侵蚀下限海拔为3000 m特征,将数据区间转换为[0, 1]	${(\frac{L}{3000})}^{\frac{3}{2}} - 1$
3	坡向	$坡向角度 (S)$	斜坡接受太阳辐射能量多寡,由高到低排序为：正南、西南/东南、东/西、北/西北、正北	将360°的坡向参数转换成[0, 1]的数值,并满足不同坡向接受太阳辐射能量的基本趋势	$si n^{2} (\frac{S}{2})$
4	岩性	$参数赋值 (K)$	岩性决定土壤矿物成分,从而影响其力学参数（c和φ）与赋存状态	定量赋值相对给出岩性对土壤特性的影响	灰岩K=2; 砂泥岩K=1
5	坡度	$\begin{array}{l} 调查样方的 \\ 斜坡坡度 (α) \end{array}$	坡度影响力学平衡方程中重力分量和压力分量,并间接影响土壤赋存状态,坡度越大土体越不稳定	坡度参数无量纲处理,满足坡度趋于0°时土体稳定度最大,坡度趋于90°时土体趋于无限不稳定	tanα
6	汇流	$\begin{array}{l} 调查样方上游段 \\ 汇流区域面积 (A) \end{array}$	汇流面积控制土壤上部径流形成,径流越大,水力侵蚀驱动力越大,土侵蚀强度越大,同时,壤土壤侵蚀临界值越低	将从平方米至万平方米跨度转换成相对尺度更小的数值范围,如[0, 10]	lnA
7	植被	$\begin{array}{l} 样方灌从 \\ 覆盖度 (G) \end{array}$	草甸根系局限于表层剥蚀土层,且根系密度与土壤冻融裂解成块的尺寸成正比,灌从根系穿透多层土体,将剥蚀层锚固在下部土壤上,提高土壤抗侵蚀能力	可不做转换	G