青藏高原侵蚀沟分类初探

摘要

材料与方法

由图1可知，青藏高原（73°30'—104°25'E,26°00'—39°59'N）是我国最大的高原，也是世界上最高、最年轻的高原，平均海拔4 300 m。2018—2023年，沿主要公路在青藏高原地区开展多次侵蚀沟地面调查，获取大量侵蚀沟形态参数的实地测量数据、野外侵蚀沟照片与无人机航拍照片。对于大部分远离公路的无人区，通过谷歌地球、奥维地图等遥感软件提供的亚米级高分辨率遥感影像辅助开展调查。

结合已有研究对侵蚀沟的定义范畴，明确侵蚀沟的几个关键识别特征，主要包括下垫面必须为土壤或成土母质等松散堆积物、形态必须为线性、中间必须凹陷、形成过程必须有水的参与。在此基础上，识别出与侵蚀沟特征相似但并非侵蚀沟的相似地貌。

本研究将侵蚀沟界定为发育在土壤及其母质（松散碎屑物，含沉积物、坡积物、冰碛物等）上的，形成过程中有降雨或冰雪及其融水等固液态水参与、有宽深特征、有清晰边界的线性凹陷地貌。

侵蚀沟有着明显的线性特征，而有线性特征的地貌不一定是侵蚀沟。因此，需要对概念上或者影像中相似地貌与现象进行辨识。经界定，河道、山谷、岩层纹理、石流、浅层滑坡、热融滑塌、融雪泥流、冻融龟裂等不属于侵蚀沟范畴。

参考国内外现有的侵蚀沟主要分类原则和青藏高原侵蚀沟规模差异悬殊、成因复杂、所处地貌多元、形态多样的特点，采用多个依据对侵蚀沟进行分类，主要包括规模、成因、所处地貌、形态等依据。在此基础上对侵蚀沟进行综合分类与命名。

结果与分析

由表1可知，规模是侵蚀沟最直观的特征。由于侵蚀沟长度受到坡长等地形因素的限制，传统的侵蚀沟分类体系是根据宽度此规模特征对侵蚀沟进行划分。基于规模的分类体系已经被业内广泛认同，因此，基于规模的侵蚀沟分类体系较为重要。

由图2可知，小型沟的宽度通常不超过0.5 m，接近传统意义上细沟和浅沟的宽度范畴；小型沟通常发育在坡度较陡的坡积物、滑坡、道路边坡等松散碎屑物上。中型沟宽度通常为0.5~10 m，长度与坡面长度有关，中型沟的宽度接近传统意义上切沟的范畴；在植被较差的地区中型沟通常发育在坡面，植被较好的地区多发育在谷底。大型沟宽度通常为10~200 m，深度通常超过10 m，规模上接近传统分类体系中的冲沟范畴。大型沟的形成需要较大的径流和深厚的土壤，因此，在河湟谷地、一江两河地区分布较多；在地貌上，其通常发育在坡面和谷底的过渡地带、河流的沉积阶地或洪积扇扇缘等地貌。巨型沟的宽度通常超过200 m，一些超过500 m甚至2 000 m，深度通常超过100 m，其形成需要深厚的沉积物和足够的径流动能，因此，多发育在古河湖相沉积盆地，如共和盆地、兴海-同德盆地、札达盆地等，大型河流贯通之前在盆地形成深厚的湖相沉积，而后河流切穿山脉，大量湖水下泄，盆地侵蚀基准面下降，在平坦的塬面上陡然下切形成巨型沟；而作为内流盆地，青海湖盆地等目前并没有产生大量侵蚀沟。

由表2可知，青藏高原海拔高，冰川积雪冻土广泛分布，包括降雨径流、冰川冻土积雪融水等动力使得侵蚀沟产生和发育的驱动因素相对复杂，即侵蚀沟成因更多元化。

（1）降雨径流沟

降雨产生的径流是侵蚀沟发生和发展的主要影响因素，因此，降雨径流侵蚀沟是最常见的一种侵蚀沟。降雨侵蚀沟发育最为广泛，有降雨的地区均有降雨径流沟，一般沟岸陡峭，沿线破坏植被。甚至在年平均降水量低于50 mm的柴达木盆 地西北缘也有分布。

（2）融雪泥流沟

由图3可知，融雪泥流沟由冬季积雪在春夏季融化形成的泥浆顺坡缓慢流动形成，因此，多发于有季节性积雪的高海拔地区。由于泥流流速慢、黏滞性大、对泥沙的搬运能力弱，在下坡逐渐淤积，凸出地表，同时，受水流冲刷在泥流中央径流通道处下凹，形成融雪泥流沟。从遥感影像上看，沟底和沟背阴侧沟岸都有阴影，说明沟岸凸起，高于原地表，断面呈“M”形。与其他成因的侵蚀沟有明显不同。另外，融雪泥流沟在下游有流速相对较快的稀泥向外发散，因此，局部淤积在影像上比其他地表更亮。

（3）冰川沟

冰川退缩使得上游大量冻融松散物源被冰雪融水搬运至下坡、沟道或流域出口处形成泥流扇或沉积阶地，为侵蚀沟发育提供松散堆积物源。而后，在冰湖溃决、冰川快速消融等径流事件或冰川流动的驱动下，松散冰碛物被切割形成侵蚀沟。由于在第四纪冰期冰川曾经广泛分布，因此，冰川沟的分布范围也很广泛，且在现存冰川的附近最易找到。

（4）冻土热融沟

由图4可知，冻土热融沟，又称热侵蚀沟，指由于气候变暖使得冻土融化而产生的侵蚀沟。冻土热融沟多发育在冻土区，主要成因是冻土融化。由于冻土自上而下融化，热融沟通常较宽浅。

在地形平缓时，反复冻融产生冻融龟裂，一些冻融裂隙连接成线，在融水的冲刷下逐渐向下侵蚀，形成热融沟。由于地形平缓水流缓慢，沟通常较浅，和俄罗斯北极冻土地区的热融侵蚀沟相似，冻土热融沟往往与冻融龟裂伴生。在地形陡峭时，融化的冻土在冰水润滑和在重力的作用下顺坡下滑，产生热融泥流，使得原地表下凹成为冻土热融沟。冻土热融沟与热融蠕移或热融滑塌成因相近，但形态上呈线形，也可由热融滑塌后退延长形成。在多尔改错东46 km处，冻土热融沟在过去10余年间快速发育，2010—2012年产生宽度近百米的热融沟，2012—2020年原有沟迅速拓宽至200余米，同时还新产生数条热融沟。

（5）人类活动导致的沟

人类活动沟指原始自然景观中不存在，但由于人类活动改造原地貌或破坏植被，使得水流被人为聚集，在松软的沉积物上形成的侵蚀沟。青藏高原北部柴达木盆地和河湟谷地的农业以灌溉为主。柴达木盆地灌渠主要由“U”型预制槽拼接而成，由于渠道老化或施工质量问题，局部接缝处产生渗漏。在德令哈市柯鲁柯镇调查中发现，灌渠渗漏导致临近河岸的农田产生宽深达数米的侵蚀沟。青藏高原有青藏、川藏、新藏等多条交通干线，公路里程不断增加，对当地水文植被有一定影响。在藏北高原地区尼玛县达则错南岸，由于317国道向阿里延伸建设，人为阻挡原始的径流路径，迫使径流改道，只能沿着路基下的涵洞汇入达则错。由于该处原先便沉积大量泥沙，因此，侵蚀沟在松软泥沙上发育且迅速朝多个方向延伸，形成“天空之树”的景观。另外，人为在山区修路、放牧时造成的植被破坏，提供更易侵蚀的下垫面条件，导致边坡侵蚀沟的产生。

由表3、图5可知，青藏高原地域广袤，与我国其他地区相比，青藏高原有着更为复杂多变的地貌类型和地貌部位。不同地貌影响径流的走向和动能，进而影响侵蚀沟发育的下垫面和动力。陡坡沟最常见，发育在高山、丘陵等山体的坡面土壤或坡积物上；由于地形坡度的影响，水流速度较快，陡坡沟通常形态结构简单，多为线性。陡坡沟的主要特征是沟底比降与坡面原始比降一致。缓坡沟是指发育在缓坡上的侵蚀沟，通常分布在湖泊周边的湖相沉积缓坡或大型冲积扇上；由于地形平缓，缓坡沟通常发育的较为弯曲或形态多样，与谷底的较缓坡度相比，缓坡坡度接近或更小，接近平地，且原始地表较为平坦。在小流域或集水区中，谷底往往更容易产生侵蚀沟，即谷底沟，是由于谷底汇集较多的径流，且有着更厚的松散堆积物。悬沟，又称岸沟，主要发育在大型河流的阶地、台地或塬面边缘的陡崖或悬崖上，或被河流冲刷而成的陡直河岸上；悬沟的主要特征是长度小于落差，与其他地貌发育的侵蚀沟相比，悬沟以竖直线性特征为主，水平线性特征较弱。阶地沟指发育在河流阶地上的侵蚀沟，相比于发育在阶地边缘的岸沟，阶地沟是阶地边缘的岸沟进一步向阶地深切，最终形成的侵蚀沟，其主要特征是长度大于落差；对于大型河流，往往可形成较宽的河流阶地，因此，阶地沟通常形成在大型河流的沉积阶地上。塬边沟指发育在大型河流沉积盆地的残存塬面边缘的侵蚀沟，其主要特征是切入塬面但未深切，即是长度接近落差，塬上部分和塬面以下部分长度占比接近或在一个数量级；在青藏高原的东北部，由于黄河下切，导致沿岸塬面侵蚀基准面下降，塬面被剧烈的侵蚀切割为零星残塬，在残塬的边缘是落差巨大的悬崖，发育着悬沟，悬沟向塬面溯源侵蚀形成塬边沟。塬面沟，又称台地沟，指发育在河流沉积盆地的大型塬面或大型台地上的侵蚀沟；由于沉积台地规模宽阔，土层深厚，加之河流的强烈下切降低侵蚀基准面，使得形成的侵蚀沟往往也有较大规模，接近上文中的巨型沟，其特征是长度远大于落差，塬上部分远长于塬面以下部分，也与阶地沟相似，但因所处地貌不同，供侵蚀沟发育的空间更大，因此，侵蚀沟规模也更大。

由表4可知，形态是侵蚀沟主要的特征之一，能够反映侵蚀沟的全貌，通常需要在较大的视野中观察。

（1）基于个体形态

对于单条侵蚀沟来说，由于地形不同，径流侵蚀过程也导致形成不同的侵蚀沟形状。根据形态对侵蚀沟分类时，应该以一条沟的主要形态特征为依据。

由图6可知，根据侵蚀沟的弯曲程度，可分为直线沟和弯曲沟。通常地形坡度越陡，径流流速越快，侵蚀沟通常为直线型；地形越缓，径流流速越慢，侵蚀沟通常为弯曲型。有一种侵蚀沟比较特殊，从宏观上看为直线型，但其内部溪线十分弯曲，犹如蛇类行走痕迹般蜿蜒曲折，单独分类为蛇行沟。

由图7可知，根据侵蚀沟上下游宽度的变化，可分为收敛状沟（勺状沟）、条状沟与拓宽状沟。头大尾小形如汤匙的沟为收敛状沟，又称勺状沟。头尾宽度变化不大，整体较为匀称的是条状沟。头小尾大，宽度逐渐增大的侵蚀沟是拓宽状沟。根据侵蚀沟的长宽比例，可分为窄长沟和宽短沟。窄长沟指长度远大于宽度的侵蚀沟，长宽比通常超过10。宽短沟指长度仅为宽度的数倍，即长宽在一个数量级的侵蚀沟。

（2）基于群体形态

由图8可知，侵蚀沟通常以群体形式出现，群体特征是侵蚀沟的重要特征之一。朱显谟根据形态将侵蚀沟分为“放射状”、“平行状”、“树枝状”3种，并发现放射状沟多发生在凸形坡，平行状沟多发于直形坡，树状沟多发于凹形坡。

放射状沟指若干侵蚀沟顺坡而下，间距逐渐加大、互不相交的侵蚀沟。放射状沟通常发生在洪积扇等凸形坡上，由于径流顺坡发散，侵蚀沟不易相交。树状沟指有主干和分支的侵蚀沟，通常是若干侵蚀沟顺着地形汇集至大沟，包括主干形、尖塔形、扇形、纺锤形、扁球形等。如循化县文都乡塬边沟的塬上部分为尖塔形树状沟；尼玛县达则错南岸“天空之树”的景观发育在松软泥沙上，为纺锤形树状沟。平行状沟指若干侵蚀沟顺坡平行而下，互不相交的侵蚀沟。由于发育在直形坡上，平行状沟径流各自顺坡下切，难以汇集，因此，平行沟通常为中小型沟。

（3）基于横断面形态

由于地表植被或土壤等下垫面条件的限制，一些侵蚀沟无法向下深切，在本研究中被统称为浅沟。青藏高原的浅沟主要分布在三江源地区等植被覆盖相对较好的高寒草甸区。另一些侵蚀沟由于下垫面更加松散、径流动能更大，能够向下切入地表。为了与传统定义上的切沟区分，此沟被统称为下切沟，包含细沟、切沟、冲沟的概念。浅沟的界定中并没有一个深度的阈值，其主要特征是断面呈浅碟形，侵蚀沟深度远小于宽度，二者不在一个数量级。同样的，下切沟并不意味着侵蚀沟更深，例如小型沟深度就不大。其特征是断面为U形或V形，深度和宽度在一个数量级。浅沟是侵蚀沟，但不是典型的侵蚀沟，即虽然有下蚀，却未下切。

（4）基于纵剖面形态

作为一种线性地貌，侵蚀沟通常是连续的。沟身连续的侵蚀沟为连续沟。但由于植被、坡度等下垫面的差异，一些侵蚀沟在随着地形发展的过程中可能遇阻或径流被暂时发散，而后又在下坡再次下切形成断续沟。断续沟的关键特征是多段侵蚀沟分布在同一水流路径上，且下切段的沟长度通常不短于间断长度，且为中小型沟。

侵蚀沟的分类有多种依据，在不同情况下可选择适合的分类原则。但仅根据单一原则对侵蚀沟进行分类，会忽略一些关键特征信息。因此，对一条沟进行分类应该是多个依据的组合，并突出关键特征。基于这个原则，笔者提出一套多依据的青藏高原侵蚀沟综合分类原则，主要包括所处地貌、规模、成因、形态4个主要依据。其中，下垫面为陡坡、成因为降水径流、平面形态为线性、横断面为“U”型或“V”形、纵剖面连续是侵蚀沟的普遍状态，在分类命名中可以省略，不单独标出。仅在平面形态复杂、横断面不下切（浅沟）和纵剖面不连续（断续沟）等特殊情况时需要在名称中注明。

结论

05

李建军,焦菊英,陈一先,等.青藏高原侵蚀沟分类初探[J/OL].水土保持学报,2025,39(1):1-9[2024-11-21]. https://doi.org/10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.027.