云南省老山自然保護區(qū)地貌特征及其對

土地利用類型分布的影響摘要：+目的］研究云南省老山自然保護區(qū)的地貌特征及其對土地利用的影響，為該區(qū)及類似保護區(qū)資源環(huán)境管理和生物多樣性保護提供支撐。+方法,以滇東南老山自然保護區(qū)為例，基于12.5m分辨率的DEM數(shù)據(jù)，將野外地質(zhì)地貌調(diào)查與數(shù)字地形分析相結(jié)合，選擇海拔、起伏度、坡度、坡向、面積一高程積分#地形剖面等揭示該區(qū)地貌特征，選擇地形位指數(shù)、分布指數(shù)等定量化指標探討地貌特征對土地利用類型的影響。+結(jié)果,①保護區(qū)共有3個山地海拔類型、6個坡度等級、6個基本地貌類型和具有南北差異的坡向分布特征，這些地形因子進一步在碳酸鹽巖和花崗巖等巖性基礎上發(fā)生分異。②在地形因子和構(gòu)造、巖性綜合作用下，保護區(qū)內(nèi)各子流域的面積一高程積分值在0.279?0.763,平均值為0.501，保護區(qū)整體處于地貌演化的壯年早期階段，在子流域尺度上則表現(xiàn)出幼年期、壯年期和老年期地貌多樣共存的空間格局。③隨著海拔、坡度和地形位指數(shù)梯度的增大以及坡向由陽坡向陰坡的轉(zhuǎn)變，以人為因素占主導的土地利用類型逐漸喪失優(yōu)勢地位，進而被以自然過程為主導的土地利用類型所替代。+結(jié)論,獨特的地貌空間格局特征和豐富的生境類型既是保護區(qū)生物多樣性的重要支撐，也是土地利用類型空間配置形成的重要原因。關(guān)鍵詞：地貌特征;面積一高程積分*土地利用類型;地形位指數(shù)*分布指數(shù)*老山自然保護區(qū)GeomorphologicalCharacteristicsandTheirImpactsonLandUse

PatternsinLaoshanNatureReserveofYunnanProvinceAbstract:[Objective]ThegeomorphiccharacteristicsofLaoshanNatureReserveinYunnanProvineeanditsimpactsonlandusewerestudiedinordertoprovidesupportforresourceandenvironmentalmanagementandbiodiversityconservationinthisareaandinsimllarnaturereserves.[Methods]ThestudywasconductedattheLaoshanNatureReserveinSoutheastYunnanProvince.FieldgeologicalandgeomorphcsurveydatawerecombinedwithdigrtaltopographcanalyssusingDEMdatawith12.5mresolution.Elevation，relief，slope，aspect，hypsometricindexandtopographcprofllewereselectedasparameterstocharacterNethegeomorphcfeaturesofthearea.Quantitativeindexessuchastopographcpotentialindexanddistributionindexwereselectedtodiscusstheinfluenceofgeomorphcfeaturesonlandusetypes.[Results]①Therewerethreemountanelevatontypes，sxslopegrades，s+xbascgeomorphctypes，andthedstrbutoncharacterstcsofslopedrrectionwithnorth-southdifference.Thesetopographcfactorswerefurtherdifferentiatedonthelithologicbasisofcarbonaterockandgranite；②Underthecomprehensiveactionoftopographicfactors,structure,andlithology,thehypsometricintegralofeachsub-basininthereserverangedfrom0.279to0.763,andtheaveragehypsometrcintegralwas0.501,indicatingthatthereservewasintheearlystageofgeomorphcevolution.Atthesub—basinscale,thereserveshowedaspatialpatternofdiversecoexistenceofjuvenlle,mature,andoldgeomorphcstages；③Aselevation,slope,andtopographicindexgradientncreased,andasslopechangedfromsunnytoshady,thelandusetypedomnatedbyhumanfactorsgraduallylostitsdommantpositionandwasreplacedbythelandusetypedominatedbynaturalprocesses.[Conclusion]Uniquegeomorphcspatialpatternsandabundanthabrtattypesarenotonlyimportantsupportsforbiodiversity,butalso+mportantreasonsfortheformatonofspatalallocatonoflandusetypes.Keywords:geomorphologicfeatures；area-elevationintegral；landusetype；topographicindex；distributionindex；LaoshanNatureReserve自20世紀80,90年代以來，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和激光雷達測距(L1DAR)等技術(shù)的發(fā)展和應用，使得以定量化為標志的地貌測量學成為地球科學領域新的熱點研究方向之一，其強調(diào)對地貌過程的定量化描述聚焦于以量化的方式具體闡述氣候、水文等侵蝕過程對地貌的塑造及其相互作用經(jīng)過多年的發(fā)展，定量化指標日趨豐富，相較而言，海拔、起伏度、坡度、坡向是反映區(qū)域地貌特征的基礎性指標，具有易獲取、地貌意義明確的特點。而從地貌演化階段的角度分析，相比河流凹曲度(0)、河流坡降指數(shù)(SL)、流域形狀指數(shù)(BS)、谷寬一高度比(VF)等地貌定量參數(shù)，面積一高程積分指數(shù)對區(qū)域地貌形態(tài)發(fā)育［3$、地貌演化階段#!$、構(gòu)造活動性［5$、水土流失強度等［6$各方面均有明確的指示作用，因而被廣泛應用。土地利用格局是陸表系統(tǒng)演化和人類活動雙重作用的結(jié)果，深刻影響著地表水文生態(tài)過程、局地大氣環(huán)流和地一氣系統(tǒng)碳存儲和碳釋放過程，同時，合理的土地利用格局還有利于加快原生植被的擴散和動物遷徙。地形地貌作為自然地理環(huán)境要素的基礎，巖石類型、起伏大小、坡度陡緩、陰坡陽坡等直接決定了土壤層厚度、水分熱量分配等生境條件，進而影響各土地利用類型在空間上的配置關(guān)系和人類對土地改造利用的方向及強度。近年來，隨著全球環(huán)境變化和人地關(guān)系地域系統(tǒng)矛盾不斷升級，地貌特征與土地利用格局的關(guān)系受到相關(guān)學者的關(guān)注，但目前的研究在區(qū)域上多以行政邊界、山脈、流域等為主，如哈凱等［7$、張靜等［8］的研究，而對以典型生態(tài)系統(tǒng)、地質(zhì)地貌遺跡、珍稀動植物資源為保護對象的自然保護區(qū)關(guān)注不夠。滇東南是云南省向華南、華中及東南亞過渡的交匯地帶，多區(qū)域成分的疊加和喀斯特、非喀斯特地貌相互交錯，加之海拔梯度、坡度、坡向等影響下的水熱再分配，這種特殊的地理位置、地質(zhì)背景、自然環(huán)境條件是形成滇黔桂喀斯特古生物特有中心、中國多類群分化發(fā)育中心的保障和基本條件。自然保護區(qū)是該區(qū)域特殊生態(tài)系統(tǒng)、地質(zhì)地貌遺跡和珍稀動植物資源較為典型和集中的區(qū)域，同時也是中國面向東南亞開展“一帶一路,建設以及跨境生態(tài)文明建設與合作的前沿地帶和重要落腳點。對保護區(qū)地貌特征及生態(tài)環(huán)境效應的研究有助于深入認識該區(qū)生態(tài)環(huán)境空間分異機制，也可為優(yōu)化調(diào)整土地利用格局、開展水土流失治理、生態(tài)環(huán)境管護等提供科學依據(jù)，但針對滇東南保護區(qū)的研究主要集中在動植物資源調(diào)查［9—10$、植物區(qū)系［11$、群落生態(tài)學［12］等方面，而在地貌特征及其對土地利用影響方面的研究較少。因此，本文將野外地質(zhì)地貌調(diào)查和基于ALOS(advancedlandobservngsatellite)DEM的數(shù)字地形分析相結(jié)合，以滇東南老山省級自然保護區(qū)為對象,綜合保護區(qū)范圍大小、DEM數(shù)據(jù)精度以及研究目標,選擇海拔、起伏度、坡度、坡向、面積一高程積分值等定量化指標，結(jié)合地形剖面圖分析保護區(qū)地貌特征及其對土地利用類型分布的影響，以期為保護區(qū)資源環(huán)境管理和可持續(xù)發(fā)展提供地貌學依據(jù)。1研究區(qū)概況老山自然保護區(qū)(以下簡稱保護區(qū))位于滇東南文山州麻栗坡縣東南部，紅河一級支流盤龍河流域內(nèi)，東、東南與越南接壤，沿中越國境線分布，地理位置22°51'—23°15'N,104°43'—104°52'E,涉及猛硐、天寶、麻栗、下金廠和八布5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。南北長約38km,東西寬約13km,面積20500hm2。以季風常綠闊葉林和中山濕性常綠闊葉林等生態(tài)系統(tǒng)以及多種珍稀瀕危野生動植物資源為主要保護對象。中部發(fā)育有西北一東南向的文山一麻栗坡大斷裂(圖1),以北地區(qū)出露寒武系、泥盆系、二疊系，石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r與泥巖、頁巖、砂巖互層分布，地表河流稀少，地下喀斯特水文系統(tǒng)發(fā)育，以南地區(qū)出露印支期、燕山期花崗巖、花崗斑巖等，地表河網(wǎng)密布,

有猛桐河、曼文河、南江河、昆腦河等"在中國地貌區(qū)劃中#"=$,位于湘鄂渝黔滇中山區(qū)(VB)西南緣，海拔高度107?2288.5m,以大起伏中山為主。以600m左右海拔為界，以下的河谷地區(qū)氣候類型為北熱帶濕潤季風氣候，以上的山區(qū)為亞熱帶濕潤季風氣候,年平均氣溫10?23e，年降水量1050?2000mm。土壤有磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤、黃棕壤、石灰土等。自然植被有季節(jié)雨林、季風常綠闊葉林、中山濕性常綠闊葉林、熱性竹林和濕熱性次生灌叢等。圖1云南省老山自然保護區(qū)地理位置及地質(zhì)構(gòu)造圖例匚二I保圖1云南省老山自然保護區(qū)地理位置及地質(zhì)構(gòu)造一斷層?村落 水系▲山峰地層及巖石類型匚二I上二疊統(tǒng)灰?guī)r、匚二I中泥盆統(tǒng)灰?guī)r、匚二I下泥盆統(tǒng)砂巖、匚二I下奧陶統(tǒng)白云巖、灰?guī)r匚二I上寒武統(tǒng)灰?guī)r、泥巖匚二I下寒武統(tǒng)灰?guī)r、泥巖匚二I印支一燕山期花崗巖匚二1燕山期花崗巖泥灰?guī)r白云巖泥巖2數(shù)據(jù)來源與研究方法泥灰?guī)r白云巖泥巖2.1數(shù)據(jù)來源與處理以1：10000地形圖和1:50000區(qū)域地質(zhì)圖為工作底圖，數(shù)字地形分析基于ALOSDEM數(shù)據(jù)，像元分辨率為12.5mf12.5m。在ArcGIS10.2軟件對DEM數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預處理，然后以1:10000地形圖為基準，對DEM進行海拔校正，并隨機、均勻地選取地形圖上有明確位置和海拔數(shù)據(jù)的500個點，對校正后的DEM進行精度評價，結(jié)果顯示其與1:10000地形圖的平均誤差為15m,中誤差為7.6m,校正后的精度誤差滿足本研究的需要。海拔直接從校正后的DEM數(shù)據(jù)上獲取和分析。坡度、坡向基于DEM提取。另外，由于DEM提取坡度具有明顯的尺度效應，所以進一步對坡度進行修正。起伏度的計算方法較多，本文以保護區(qū)最低點(海拔107m)即盤龍河與保護區(qū)東部邊界的交匯點作為量算起伏度的基點，并以李炳元等#13$的分類標準對起伏度進行等級劃分。以2019年GoogleEarth0.55mf0.55m分辨率遙感影像圖為基礎，綜合中國土地利用類型分類方案和保護區(qū)實際情況，通過目視解譯將保護區(qū)土地利用類型劃分為林地、耕地、草地、園地、建筑、水域和未利用地7個一級類型，之后通過實地考察驗證修改,得到保護區(qū)土地利用類型空間分布數(shù)據(jù)。2.2研究方法(1)面積一高程積分指數(shù)(hypsometricintegral,HI)?；驹硎且阅硡^(qū)域的相對高度比為縱軸、相對面積比為橫軸，繪制得到面積一高程曲線(hypsometrccurve,HC),曲線與X軸和丫軸圍成的面積代表流域受到風化侵蝕作用后地表殘留物質(zhì)所占原有物質(zhì)的比例，通過計算面積一高程曲線的積分公式(1)得到：HI=〕0r(z)dz (1)式中&=6(c)為面積高程曲線的曲線擬合方程,HI為面積一高程積分值。HIV0.35,0.35(HI(0.6,HI〉0.6分別對應戴維斯地貌侵蝕演化的老年期、壯年期、幼年期#1!-15$。(2)地形位指數(shù)和分布指數(shù)。為判斷地形因子對土地利用類型空間分布特征的綜合影響，引入地形位指數(shù)，其計算公式為：T=ln〔E/(E+1)f(S/S+1)：(2)式中：兀為地形位指數(shù)-E和E任意一點的高程值和區(qū)域平均高程值-S和$表示任意一點的坡度和區(qū)域平均坡度值。該指數(shù)是以海拔和坡度組合形成的反應區(qū)域內(nèi)地形條件空間分布的綜合性指標，在海拔低、坡度小的區(qū)域地形位指數(shù)小，而在海拔高、坡度大的區(qū)域地形位指數(shù)大，(2)式中：兀為地形位指數(shù)-E和E任意一點的高程值p—/Szw)S!=(1)f1式中：！為分布指數(shù)；e為地形因子；z為景觀類型。S，為地形因子e或地形因子e某一等級下的第z類土地利用面積；S是整個研究區(qū)內(nèi)第z類土地利用的總面積；S是研究區(qū)內(nèi)地形因子e或e的某一等級地形的總面積；S是研究區(qū)的總面積。分布指數(shù)越大，某一土地利用類型在該地形因子上的優(yōu)勢度越高，即地形因子的這一級別上適宜該類土地利用發(fā)育和分

布#地形位指數(shù)和分布指數(shù)的計算過程參見喻紅等的研究。3結(jié)果與分析3.1海拔、起伏度與基本地貌類型保護區(qū)海拔107?2288.5m,平均為1249m。低海拔（107?1000m）、中海拔（1000—2000m）和亞高海拔（2000-2288.5m）3個類型面積分別為80.1,191.9,17.0km2,占總面積的27.7%,66.4%,5.9%，低海拔山地呈帶狀分布于盤龍河兩岸以及保護區(qū)西南的南江河河谷附近，中海拔山地呈面狀分布于盤龍河左岸的羅家?guī)r至下金廠和盤龍河右岸的老山至昆腦后山，亞高海拔山地呈斑塊狀分布于大老2181.5m,平均1125m#河谷平原（0?30m）、丘陵（30?200m）、小起伏山地（200?500m）、中起伏山地（500?1000m）、大起伏山地（1000?2181.5m）面積比例為0.6%,3.6%,8.6%,24.5%,62.7%，即隨著起伏度的增大，對應的面積占比逐漸增大，其空間特征與海拔類似。結(jié)合海拔和起伏度兩個指標，可得到保護區(qū)基本地貌類型分類系統(tǒng)（圖2b）。低海拔河谷平原面積占比為0.7%，主要分布于盤龍河下游河谷、猛洞河中游河谷，低海拔丘陵、小起伏低山、中起伏低山面積占比分別為3.5%,3.5%,20%，主要分布于盤龍河河谷兩岸，大起伏中山面積占比為67.6%,主要分布于南部的老山至昆腦后山、中北部的羅家?guī)r至下金廠，大起伏亞高山面積占比為4.8%，主要分布堡、黑山及大梁子一帶（圖2a）。保護區(qū)起伏度為0?于北部的大老堡、黑山附近村莊晶麻原舌:馬鹿洞，母雞坡a海拔分布下金廠善iii?b地貌類型0 3 6km地貌類型低海拔河谷平原匚二I低海拔丘陵匚二I小起伏低山匚二I中起伏低山匚二I大起伏中山大起伏亞高山107E低山(107?I000m)EE3中山(1000-2000m)S3亞高山(2000-2288.5m)海拔/m目2288.5圖2云南省老山自然保護區(qū)海拔、基本地貌類型3.2坡度和坡向分析坡度往往影響著坡面流水的侵蝕強度，了解區(qū)域坡度特征可以為保護區(qū)水土保持規(guī)劃和治理措施配置提供重要的空間參考。保護區(qū)坡度在0。?80。，平均為22.5。，隨著坡度的增大，對應柵格數(shù)先增加后減少，各坡度面積大小排序為：斜坡（15。?25。）＞緩陡坡（25。?35。）〉緩坡（5。?15。）〉急坡（35。?45。）〉平坡（0。?5。）〉險坡（〉45。）。在空間上，15。?35。的斜坡和緩陡坡面積占比最大，廣泛分布于保護區(qū)內(nèi)，而大于35。的急坡和險坡主要分布于保護區(qū)西南的母雞坡）南江河一馬鹿洞、中部盤龍河沿岸的羅家?guī)r、大坪子、阿蚌山和大梁子以東，'15。的平坡和緩坡主要分布于盤龍河河谷以及老山、猛洞一帶的山間盆地、谷地和大坪子至黑山的峰叢盆地和谷地（圖3a）。坡向作為重要的地形因子，在海拔高度相同的情況下，不同坡向直接影響了坡面接收太陽輻射和降雨量大小的差異。將保護區(qū)坡向劃分為平地（0。）,陰坡（315。?45。）,半陰坡（45。?90。和270。?315。）,半陽坡（90。?135。和225。?270。）,陽坡（135。?225。）5個等級，各等級的面積占比為0.86%,27.69%,22.18%,24.76%,24.51%。各坡向類型的面積占比以平地最少，其次是半陰坡，半陽坡和陽坡接近，陰坡最多。在空間上盤龍河右岸以陰坡和半陰坡為主，盤龍河左岸除大梁子以東各類型坡向較均衡外，其余地區(qū)以陽坡和半陽坡為主（圖3b）?！跗狡?0?5)□□緩坡(5~15)匚二I斜坡(15-25)匚二I緩陡坡(25?35)■急坡(35~45)■險坡(>45)坡度/(°)圖3云南省老山自然保護區(qū)坡度和坡向空間分布特征0.5480,5460.5440.5420.5400.5380.5360.534DEM分辨率b0.5480,5460.5440.5420.5400.5380.5360.534DEM分辨率b尸0.0039x+0.4536&2=0.89654 8 12 16流域平均面積/km，圖4云南省老山自然保護區(qū)HI對DEM分辨率、流域平均面積的響應關(guān)系基于12.5mX12.5m分辨率DEM,以500hm2 子流域平均面積為7.8km2,HI為0.279?0.763,平的集流閾值劃分得到保護區(qū)共有37個子流域(圖5)%均HI為0.501%在37個子流域中，處于老年期的有3.3面積一高程積分特征以保護區(qū)范圍為計算面積一高程積分值(HI)的空間尺度，得到不同DEM分辨率下的HI值％從圖4a可以看出,DEM分辨率從12.5mX12.5m重采樣到1000mX1000m,對應的HI均在0.53—0.55之間波動變化％根據(jù)HI與地貌演化階段的對應關(guān)系,保護區(qū)尺度下基于不同DEM分辨率計算的HI,均反應了保護區(qū)的地貌演化階段處于壯年早期，不同DEM分辨率下的HI雖有波動，但不影響對保護區(qū)地貌演化階段的判斷，所以最終以分辨率為12.5mX12.5m的DEM計算保護區(qū)HI%基于該分辨率的DEM,以不同的集流閾值計算得到流域平均面積與平均HI的變化關(guān)系％從圖4M中可以看出，隨著流域平均面積從1km2增大到20km2,其平均HI也逐漸從0.461增大到0.542,二者的關(guān)系可用&=0.003 +0.4536(#=20,A2=0>965)表示，說明保護區(qū)的平均HI與流域平均面積呈正相關(guān)%基于Tarboton等站對集流面積臨界值與Horton'sLaws法則的判斷以及Baker等&19'對流域侵蝕一堆積作用與流域空間尺度關(guān)系的研究，參考不同地區(qū)地理環(huán)境差異與集流閾值確定的關(guān)系[20],結(jié)合保護區(qū)河流多以山區(qū)性河流為主，具有流域面積小、河道陡峭、水流湍急等特點，確定以500hm2的集流閾值劃分子流域，計算各子流域HI%

2個，占子流域總數(shù)的5.4%，其HI分別為0.279,0.308,處于壯年晚期的有14個，占子流域總數(shù)的37.8%，其平均HI為0.400,處于壯年早期的有9個,占子流域總數(shù)的24.3%，其平均HI為0.499,處于幼年期的有12個，占子流域總數(shù)的32.4%，其平均HI為0.655。在空間分布上，HI具有顯著的空間分異性，即為以盤龍河為界，其左岸除下金廠至牛山堡以東流域為壯年期地貌外，其余子流域以幼年期地貌為主，右岸以壯年期地貌為主，其中猛洞河的子流域主要處于壯年晚期地貌階段，南江河的子流域除昆腦河下游處于壯年晚期地貌階段外，其余均處為壯年早期地貌階段，而河谷區(qū)域除曼昆河流域、阿蚌山東北區(qū)域處于壯年晚期階段，那馬河流域、曼文河流域處于壯年早期，八里河流域處于幼年期以外，其余為幼年期地貌（圖5）。3.4地形對土地利用類型分布的影響以2019年GoogleEarth影像為基礎，通過目視解譯將保護區(qū)土地利用類型劃分為林地、耕地、草地、園地、建筑、水域和未利用地7個一級類，對應面積分別為190.83,55.90,17.51,16.94,5.60,1.24,0.63km2,面積占比分別為66.11%,19.37%,6.07%,5.87%,1.94%,0.43%,0.22%。從各土地利用類型在不同地形因子等級上的分布指數(shù)看，海拔、坡度及二者綜合4O4耕地 林地 未利用地0,20平地陰坡半陰坡半陽坡坡向類型1 2 3 4 5陽坡地形位指數(shù)等級圖6云南省老山自然保護區(qū)各地形上土地利用類型的分布指數(shù)影響下的地形位指數(shù)等級上土地利用分布指數(shù)的變化趨勢基本一致，但從單一的土地利用類型上看，變化又有所差別（圖6）。4O4耕地 林地 未利用地0,20平地陰坡半陰坡半陽坡坡向類型1 2 3 4 5陽坡地形位指數(shù)等級圖6云南省老山自然保護區(qū)各地形上土地利用類型的分布指數(shù)圖5云南省老山自然保護區(qū)面積一積高程分值及地貌演化階段隨著海拔的增加，草地、林地的分布指數(shù)分別從0.41,0.74增大到5.06,1.21,耕地先由0.52增大到1.08,之后減小到1.31,未利用地先由4.32減小到0,之后增大到1.72,建筑、水域和園地分別從2.08,9.00,5.08逐漸減小到0.48,0,0,5個海拔段內(nèi)主導的土地利用方式分別為水域（9.00）、園地（2.79）、林地（1.12）、草地（1.31）、草地（5.06）。在各坡度等級上,隨著坡度的增大，林地和園地的分布指數(shù)分別從0.75,0.53增大到1.21,1.48,草地先從平坡的1.41減小到急坡的0.77,最后在險坡區(qū)域又增大到1.08,耕地、建筑、水域、未利用地則逐漸減小，6個坡度等級上主導的土地利用方式分別為水域（5.81）、建筑（2.08）、耕地（1.10）、林地（1.09）、林地（1.20）、林地（1.21）。在各地形位指數(shù)等級上，隨著地形位指數(shù)的增大，林地的分布指數(shù)從0.49增大到1.28,建筑、水域、未利用地的分布指數(shù)在減小，而園地則先從1=2減小到0.52,后又增大到1.69,耕地先增大后減小，草地先減小后增大再減小。在各坡向等級上，從平地、陰坡、半陰坡、半陽坡到陽坡，隨著熱量水平的增加，耕地、草地、園地、建筑、未利用地等的分布指數(shù)均逐漸增大，林地、水域為先增大后減小，各坡向類型上主導的土地利用方式分別為建筑（0.21）、林地（1.30）、林地（0.97）、建筑（1.14）、耕地（1.58）。I討論與結(jié)論4.1討論目前，針對自然保護區(qū)的研究主要集中在生物多樣性&21'、地化循環(huán)等&22'方面，而作為自然保護區(qū)生物多樣性豐富的重要原因和生態(tài)環(huán)境重要組成部分的地貌特征、發(fā)育演化及其資源環(huán)境效應的研究甚為薄弱。在主體功能區(qū)劃、國土空間管控越來越精細化、專門化的背景下&23'，有針對性地深入定量分析自然保護區(qū)地貌特征具有重要意義。本文在ArcGIS平臺上基于12.5mX12.5m分辨率ALOSDEM數(shù)據(jù)對保護區(qū)地貌特征進行定量分析，相比袁國強&24'、萬曄等&25'的研究，在方法上更加注重對地貌參數(shù)的定量化提取和分析，也進一步提高了地貌特征研究的效率、精度和可靠性。通過對保護區(qū)地貌特征的分析,其海拔、坡度和起伏度等在盤龍河左、右岸呈對稱分布特征，地勢整體雖然由兩側(cè)向河谷傾斜，但左、右岸沿西北一東南的傾向卻是相反的，而且兩側(cè)的水系、子流域數(shù)量等呈不對稱分布，坡向呈反向分布。通過對該區(qū)構(gòu)造運動、巖性等的分析發(fā)現(xiàn)，保護區(qū)中部受北西一南東走向的文麻斷裂帶控制，發(fā)育形成深切割的盤龍河及其支流，奠定了保護區(qū)中部低、南北高的基本地貌格局，同時保護區(qū)及周邊更大尺度的環(huán)狀構(gòu)造、旋鈕構(gòu)造廣泛發(fā)育，它們使得文麻斷裂上、下盤出現(xiàn)相反的構(gòu)造應力場，所以導致盤龍河左、右岸西北一東南向的地勢呈現(xiàn)相反的傾斜特征。在使用面積一高程積分（HI）分析區(qū)域地貌演化階段和構(gòu)造活動性時，DEM分辨率和流域尺度效應是首要考慮的問題。在本研究中，固定空間尺度下的HI不隨DEM分辨率的變化而變化，這與PereoPena等&26'、Mahmood等&27'、張?zhí)扃鞯?28'的研究結(jié)果一致，說明HI不隨DEM分辨率變化具有普遍性。從HI與集流閾值的關(guān)系看，保護區(qū)的HI具有顯著的尺度效應，且HI與集流閾值呈正相關(guān)關(guān)系，而天山地區(qū)的HI與集流閾值呈負相關(guān)關(guān)系&28',Hurtrez等&29'的研究亦反映了隨著流域面積的增大，對應的面積一高程積分值逐漸減小，這被解釋為大型流域主要受河流過程的支配。而小型流域則受面狀侵蝕過程的支配。Cheng等［30］的研究顯示臺灣山區(qū)流域積分值的尺度效應與流域所處的穩(wěn)態(tài)或者非穩(wěn)態(tài)階段有關(guān),Walcott等&31'在非洲東南部的研究則顯示了面積一高程積分與流域面積大小沒有相關(guān)性?？紤]到保護區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖出露面積較大，且之前關(guān)于HI尺度效應的研究多在非喀斯特區(qū)，所以保護區(qū)內(nèi)HI與集流閾值呈正相關(guān)關(guān)系是否與喀斯特區(qū)獨特的水文過程和地質(zhì)地貌結(jié)構(gòu)有關(guān)，還需需深入的研究。保護區(qū)內(nèi)HI的空間分布具有明顯的空間效應，已有研究表明HI空間效應是構(gòu)造、巖性、氣候等因素綜合作用的結(jié)果，但就保護區(qū)而言，較小的空間范圍內(nèi)構(gòu)造和氣候因子沒有顯著的差異，所以通過疊加HI空間分布圖與巖性圖發(fā)現(xiàn)，以盤龍河為界，盤龍河左岸碳酸鹽巖廣布，地表河流非常稀少，地下喀斯特水文系統(tǒng)十分發(fā)育，除下金廠至牛山堡以東為泥盆系碳酸鹽巖，對應的HI較小以外，大梁子、黑山、大老堡、陶家丫口、大坪子一帶以寒武系泥質(zhì)碳酸鹽巖夾碎屑巖為主的地層，對應的HI多大于0.6,反應了不同純度的碳酸鹽巖背景下的HI空間效應。盤龍河右岸以花崗巖地層為主，地表河流極為發(fā)育，河網(wǎng)密布，對應的HI均在0.35?0.6。所以可以認為巖性是造成保護區(qū)HI空間分異的重要因素，這與Lifton等&32'通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)大流域（1000km2）的面積一高程積分值主要受構(gòu)造活動的影響，而小流域（100km2）主要受巖性的影響的結(jié)論基本一致。保護區(qū)土地利用類型在不同地形因子上的分布指數(shù)具有地形梯度效應，同時隨著地形梯度的變化，不同土地利用類型分布指數(shù)的變化趨勢具有差異性,說明土地利用類型的空間分異是多種地形因子綜合作用的結(jié)果！同時，以地形因子為基礎的人類活動強度差異也是導致這一分異的重要原因！不同海拔梯度的分布指數(shù)說明水域主要分布于低海拔的盤龍河河谷地帶，而海拔為500-1000m的河谷斜坡地帶是保護區(qū)內(nèi)熱量水平較高的區(qū)域，所以土地利用方式主要以種植香蕉、菠蘿等熱帶水果的園地為主，海拔超過1000m的區(qū)域是保護區(qū)的主體部分，主導的土地利用方式為林地和草地。而在坡度梯度上，水域、建筑、耕地這3種土地利用類型對坡度變化較為敏感，V5。是水域分布的主要區(qū)域，〉15。的區(qū)域已基本無水域和建筑，而〉25°則基本無耕地分布，而是以林地為主，說明隨著坡度的增加，人類干擾的程度在降低，土地利用類型從低坡度區(qū)域以人類為主導向高坡度區(qū)域以自然過程為主導轉(zhuǎn)變。坡向梯度的變化反應了建筑的空間配置受到坡向和坡度的約束，即建筑往往修筑在坡度較小、向陽的區(qū)域，同時由于坡向影響熱量和水分的分配，這對農(nóng)作物的生長至關(guān)重要,所以在熱量水平較高的半陽坡和陽坡，主導的土地利用類型是耕地，而熱量水平較低的半陰坡和陰坡則以自然狀態(tài)的林地為主，從生態(tài)系統(tǒng)類型來看，從陰坡到陽坡，熱量水平的增加使得自然生態(tài)系統(tǒng)逐漸過渡到人工生態(tài)系統(tǒng)。綜合來看，林地主要分布在較高等