摘要： 在GIS技术的支撑下实现了金川县冻融侵蚀区范围的界定，然后选取气温年较差、坡度、坡向、植被覆盖度、年降水量等因素作为强度评价指标，提出了适合金川县的冻融侵蚀强度评价标准，并借助GIS技术完成了该地区侵蚀强度评价。结果表明：金川县冻融侵蚀区分布集中，区域分异特征明显；冻融侵蚀强度分布不一，高强度冻融侵蚀主要分布在地形起伏较大的山区，而低强度冻融侵蚀则主要分布在地势较平坦区。
关键词：GIS;冻融侵蚀;强度评价
冻融侵蚀是高寒地区由于温度变化，导致土体或岩石中的水分发生相变，体积发生变化，以及由于土壤或岩石不同矿物的差异胀缩，造成土体或岩石的机械破坏并在重力等作用下被搬运、迁移、堆积的整个过程。冻融侵蚀的形成过程十分复杂，其主要动力是寒冻风化和雪蚀的作用，而寒冻风化作用又存在岩石和土体的物理、化学和生物风化，其中物理风化和化学风化是冻融侵蚀最主要动力。而冻融侵蚀在中国分布较广，面积较大，青藏高原及其附近高山区是中国冻融侵蚀最集中和最强烈的区域。本文在前人研究基础上改进冻融侵蚀评价方法和评价指标，开展金川县冻融侵蚀强度的定量研究，并对其冻融侵蚀进行了对比分析，为金川县水土保持研究和生态环境建设提供参考。
1 研究区概况
金川县，隶属四川省阿坝州，位于川西北高原，阿坝藏族羌族自治州西南部，地处青藏高原东部边缘，大渡河上游，地跨东经101°13′-102°19′，北纬31°0′-31°58′，金川县幅员面积5550平方公里。金川属大陆性高原季风气候，多晴朗天气，昼夜温差较大，常有冬干、春旱和伏旱。年均气温27℃，年均日照2129.7小时，无霜期184天。年均降水量616.2毫米，河谷地带气候干燥。
2 冻融侵蚀范围界定
本研究对金川县冻融侵蚀研究是在前人研究理论的基础上，依照张建国等人的界定冻融区界限的方法为基础，认为冻土区的下界范围相比于冰缘区的下界范围高出200 m，而把冰原区下界范围作为冻融侵蚀区的下界范围，取年均温-2.5℃作为冻土区的下界范围，根据金川县及周围气象站点近40 年年平均气温（T）、纬度（Y）、经度（X）及海拔（H）数据进行多元线性回归分析，进而推出金川县冻融侵蚀区下界海拔的计算公式（通过P=0.05的显著性检验）：
（1）
3 侵蚀强度评价
3.1 侵蚀指标体系构建
冻融侵蚀是一个复杂的过程，其影响因子很多。在已有研究基础上，本研究遵循代表性、整体性、科学性和可操作性的原则，并综合考虑金川县生态环境存在的各种实际问题，选取气温年较差、坡度、坡向、植被覆盖度和年降水量五个影响因素研究。
（1）气温年较差
青藏高原及其周围山区的气温与低温呈现出密切的相关性，因此本研究利用研究区站点气温数据的变化模拟土壤温度的变化。本研究利用金川县及其周围的气象站点近10年的气象观测数据对研究区域的气温年较差（T）与经度（X）、纬度（Y）及海拔（H）进行多元线性回归分析，得出的气温年较差的回归方程（通过P=0.05的显著性检验）为：
（2）
（2）坡度坡向
随着坡度变大，使得冻融侵蚀运输转移的物质变多，移动的距离也越远，侵蚀程度越剧烈。坡向由于阳坡太阳辐射相对阴坡较大，故土温昼夜温差大，侵蚀强度相对剧烈。
（3）植被覆盖度
植被覆盖度的大小对冻融侵蚀的影响主要表现在植被可以固定土壤，防止土壤流失。同时，植被还可以降低土壤因外界环境变化而引起的温度差异。
（4）年降水量
降水是土壤中水分的主要来源。在外界环境变化时，冻融侵蚀区土壤中水分含量的多少会引起体积的变化，从而造成土壤结构不稳定，加重冻融侵蚀的发生。
3.2 评价指标分级赋值标准及权重计算
本文中以气温年较差、坡度、坡向、植被覆盖度、年降水量5 个影响因子作为金川县冻融侵蚀强度评价指标，研究区域不同位置的冻融影响因子的分布情况不同，在此基础上确立各评价因子的分级赋值标准，然后运用AHP（层次分析法）计算出各影响因子的权重。
3.3 冻融侵蚀强度评价方法
对冻融侵蚀强度的评价就是将多项强度评价指标进行综合，使之成为单一的强度指数。本研究采取分级赋权重的方法计算冻融侵蚀强度指数，其计算式为：
（3）
式中：F为冻融侵蚀强度指数；
为第i 个评价因子的权重；
为第i个评价因子的等级赋值；n 为评价因子总数。借助ArcGIS 将强度指数重分类，按自然间隔方法进行分级，冻融侵蚀强度划分为5 个等级：极强烈侵蚀、强烈侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀和微度侵蚀。
4 结果与分析
（1）金川县冻融侵蚀区分布面积较小且集中，金川县东南部地区由于海拔相对较高、气温年较差较大、坡度高等因素冻融侵蚀严重；南部地区虽然气温年较差较低，但由于其海拔高、植被覆盖度较小、坡向大等因素的影响也使得冻融侵蚀严重。金川县冻融侵蚀强度以中轻度为主。此外，由于地形起伏因素的影响，坡度低的区域冻融侵蚀较弱，而山地这种坡度大的地区则发生的冻融侵蚀程度大。
（2）本文基于RS 和GIS 技术，运用层次分析法、分级权重法构建金川县冻融侵蚀强度评价模型，及其变化趋势。本研究的冻融侵蚀结果，将为金川县的生态环境建设提供科学有效的依据，具有重要意义。
参考文献：
[1]李成六，马金辉，唐志光，等.基于GIS 的三江源区冻融侵蚀强度评价[J].中国水土保持，2011（4）：41-43.
[2]张建国，刘淑珍，杨思全.西藏冻融侵蚀分级评价[J].地理学报，2006，61（9）：911-918.
[3]史展，陶和平，刘淑珍，等.基于GIS 的三江源区冻融侵蚀评价与分析[J].农业工程学报，2012，28（19）：214-221.
[4]魏霞，丁永建，李勋贵.冻融侵蚀研究的回顾与展望[J].水土保持研究，2012，19（2）：271-275.
作者简介：钟路远，男，1994年11月出生，汉族，四川眉山人，成都理工大学地球科学学院，测绘工程专业，硕士研究生在读。单位邮编610059，
论文作者:钟路远
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：金川县论文; 强度论文; 评价论文; 坡度论文; 气温论文; 植被论文; 因子论文; 《基层建设》2019年第21期论文;