葛潤(rùn)澤，張 威，李亞鵬，趙 賀，唐倩玉，柴 樂

（1.遼寧師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，遼寧大連 116029；2.東華理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌 330127）

0 引言

冰川槽谷被認(rèn)為是冰川作用區(qū)中分布最明顯的冰蝕地貌之一。研究冰川槽谷的形態(tài)，可以了解冰川的發(fā)育機(jī)制，理解冰川侵蝕過程，對(duì)恢復(fù)冰川規(guī)模以及原始地表形態(tài)等方面具有重要意義，也是恢復(fù)冰川規(guī)模進(jìn)而研究氣候變化的重要依據(jù)［1-4］。

冰川地貌學(xué)者最初是從冰川槽谷的定性描述開始，逐步認(rèn)識(shí)谷地的形態(tài)發(fā)育特征。早期是通過谷地的形狀和規(guī)模直觀判斷是否存在冰川活動(dòng)。1883年，國外著名學(xué)者M(jìn)cGee［5］首次使用“U”形一詞描述冰川槽谷的地貌形態(tài)，并分析冰川槽谷的形成原因。隨后，其他學(xué)者采取定性方法，簡(jiǎn)單的區(qū)分河流與冰川谷地形態(tài)上的差異，前者為“V”形，后者為“U”形［6-10］。20世紀(jì)初期，Davis［11］將冰川槽谷描述為近似垂曲線（懸鏈線）形態(tài)。Svensson［12］提出首次嘗試運(yùn)用冪函數(shù)（y=axb）模型，定量化描述冰川槽谷近似拋物線形態(tài)。然而，該方法對(duì)于非對(duì)稱冰川谷地，無法很好解決谷地橫斷面深和寬的相關(guān)性及沿程變化特點(diǎn)，20世紀(jì)中期，Graf［13］以貝爾圖斯山（Beartooth）作為研究區(qū)，提出一種形態(tài)比率研究方法，即深寬比（FR），使冰川槽谷形態(tài)定量化描述更為科學(xué)。隨后，Bull等［14］提出谷寬與谷深之比的概念，完善并補(bǔ)充了對(duì)形態(tài)比率的研究。Wheeler［15］針對(duì)冪函數(shù)模型需對(duì)槽谷兩個(gè)斜坡分別進(jìn)行擬合以及選取坐標(biāo)原點(diǎn)的問題，提出了二次多項(xiàng)式（y=A+Bx+Cx2）法。到本世紀(jì)初，李英奎等［16］、Li等［17］利用梯級(jí)寬深比模型（f=W/y－y0），對(duì)天山中、西部冰川槽谷的形態(tài)發(fā)育特征進(jìn)行了研究，并描述了沿程的形態(tài)發(fā)育特點(diǎn)。張威等［18-19］對(duì)白馬雪山的冰川槽谷形態(tài)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)b～FR圖的結(jié)果與Rocky山模型相反，后又對(duì)螺髻山清水溝冰川槽谷進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)巖性差異與河流溯源侵蝕是影響研究區(qū)槽谷發(fā)育的主要原因。姚盼等［20］、Wang等［21］分析冰川槽谷橫剖面定量化研究方法及其影響因素，總結(jié)了冪函數(shù)與二次多項(xiàng)式的優(yōu)勢(shì)與局限性，發(fā)現(xiàn)冰川平均坡度、冰川作用區(qū)面積、基巖性質(zhì)等因素影響b值。然而研究者對(duì)冰川槽谷的研究多以數(shù)個(gè)谷地，或多條谷地選取少量剖面為研究對(duì)象，大范圍多數(shù)量剖面的提取方法與定量化優(yōu)化研究的局限性值得進(jìn)一步關(guān)注。

2018年，Zimmer等［22］以內(nèi)華達(dá)山脈作為研究區(qū)，基于谷地形態(tài)提出了V指數(shù)（V-index）的概念，作為判斷河流和冰川侵蝕谷地的一種替代參數(shù)，并使用MATLAB和ArcMap軟件環(huán)境編寫的自定義腳本提取出27 000個(gè)橫截面，分析了V指數(shù)在表達(dá)“U”形谷特征方面的優(yōu)勢(shì)。本文將應(yīng)用此方法，對(duì)他念他翁山中段冰川槽谷的形態(tài)特征進(jìn)行研究，共分析3 127條橫截面，并結(jié)合形態(tài)比率值，探討該區(qū)冰川槽谷發(fā)育模式，分析影響其發(fā)育的主要因素。

1 研究區(qū)概況

他念他翁山中段（30°40′～30°11′N，96°39′～97°16′E）（圖1），位于我國云貴高原向西藏東南部的過渡地帶，屬于高原溫帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，主要受西南季風(fēng)影響［23］。地勢(shì)總體呈現(xiàn)北高南低，西高東低的特點(diǎn)，是海洋性冰川發(fā)育區(qū)。巖性主要以花崗巖、板巖、片巖、砂巖為主，部分區(qū)域含超鎂鐵質(zhì)巖類及粉砂巖。在構(gòu)造上，研究區(qū)位于昌都準(zhǔn)地臺(tái)，西側(cè)為怒江斷裂帶，東側(cè)為瓦合-邦達(dá)-察瓦龍斷裂帶［24］?，F(xiàn)代冰川共88條，總面積12.955 km2。

圖1 研究區(qū)位置及典型槽谷分布圖Fig.1 Location of the study area and distribution of typical troughs and valleys

研究區(qū)發(fā)生倒數(shù)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”形槽谷沿主山脊兩側(cè)分布在怒江和玉曲沿岸。由于主谷與支谷的發(fā)育條件不同，使研究區(qū)主谷兩側(cè)多發(fā)育冰川懸谷，形成規(guī)模不等的復(fù)合型山谷冰川。怒江沿岸冰川槽谷地勢(shì)陡峭，玉曲沿岸冰川槽谷坡度較緩。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文通過地理空間數(shù)據(jù)云（http：//www.gscloud.cn），下載覆蓋整個(gè)他念他翁山中段地區(qū)SRTM（Shuttle Radar Topography Mission）圖，作為分析的主要信息數(shù)據(jù)源，分析數(shù)據(jù)采用WGS-84橢球模型，高程精度約16 m，基本上能夠滿足對(duì)不同槽谷橫剖面的提取與后期處理的精度要求。此外，基于分辨率較高的LocaSpace Viewer影像，人工判讀并選取合適的槽谷橫剖面位置，從而降低其他因素對(duì)擬合精度帶來的影響。

2.2 研究方法

2.2.1 槽谷橫截面定量數(shù)據(jù)提取步驟

基于LocaSpace Viewer影像和SRTM數(shù)據(jù)，首先，確認(rèn)整個(gè)冰川槽谷的大致形狀、分布區(qū)域、范圍以及其相應(yīng)的下限位置。其次，為了便于槽谷的識(shí)別，從ArcMap10.2上利用Spatial Analyst Tools→hydrology工具，在DEM數(shù)據(jù)文件上提取出研究區(qū)內(nèi)所有谷地矢量化數(shù)據(jù)，輸出為KML格式文件后，加載于LocaSpace Viewer影像上。然后，將調(diào)整后的矢量化數(shù)據(jù)生成一個(gè)河流矢量數(shù)據(jù)，或直接導(dǎo)入國家水文地理數(shù)據(jù)集文件。之后使用ArcMap中的ET Geowizards站線工具［22］，沿每個(gè)河流主流線生成指定的標(biāo)準(zhǔn)間距和寬度的橫截面線。為確保創(chuàng)建的橫截面線垂直于山谷，使用ArcMap中的平滑線工具，對(duì)主流線應(yīng)用平滑功能以移除柵格衍生的正交線段，提供更真實(shí)的河流幾何圖形。通過與地質(zhì)和水文制圖數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較，人工移除位于湖泊或山谷中覆蓋基巖的大量沖積層的橫截面。

2.2.2 V指數(shù)與形態(tài)率數(shù)據(jù)獲取

首先，從DEM中設(shè)置一定間隔提取山谷的橫截面，并導(dǎo)出到MATLAB中。在MATLAB中，自定義腳本會(huì)識(shí)別區(qū)分每個(gè)橫截面中的目標(biāo)山谷，并計(jì)算一定高度以下橫截面的形態(tài)參數(shù)，包括冪函數(shù)模型中的b值、形態(tài)比率［14］（谷地橫截面的寬深比）、功率曲線擬合使用Levenberg-Marquardt最小二乘法［26-27］以及山谷寬度、起伏度、山谷底部高程、與V指數(shù)值等（腳本和文檔可在http：//dx.doi.org/10.17632/5j6BFM8f4p.1上下載）。然后，將處理后的橫截面數(shù)據(jù)導(dǎo)回ArcMap，并與代表每個(gè)橫截面中心的點(diǎn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行關(guān)聯(lián)，便于其他數(shù)據(jù)（巖性或其他屬性）添加到點(diǎn)數(shù)據(jù)集進(jìn)行比較與空間分析。

結(jié)合谷地發(fā)育特點(diǎn)，將橫截面的寬度設(shè)置為2 km，該寬度能有效覆蓋全區(qū)冰川作用谷地寬度。沿冰川作用谷地縱向以不同間距設(shè)置橫截面，為對(duì)比截面間距的選取效果，截面間距分別設(shè)置為100 m、250 m、500 m進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)以100 m為間距的橫截面數(shù)量過多，運(yùn)算過程中的干擾因素較多，500 m為間距的橫截面數(shù)量較少，無法包含更多發(fā)育較小的支谷，所以，本文以250 m作為橫截面間距進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，能減少錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的數(shù)量且包含大多數(shù)較小支谷。最終，共分析了3 127條橫截面，提取位置如圖2所示。每條橫截面以100 m為距離生成構(gòu)造點(diǎn)，共獲取128 132個(gè)構(gòu)造點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析。

圖2 在ArcMap中創(chuàng)建的橫截面位置示例圖（間距為250 m）Fig.2 Sample cross-section positions created in ArcMap（250 m apart）

2.2.3 V指數(shù)計(jì)算方法

拋物線擬合已被證明是描述山谷形狀的有用工具，Svensson［12］、Graf［13］是冪律方法的最早支持者。相比之下，Wheeler［15］、James［28］認(rèn)為，由二次方程y=A+Bx+Cx2描述的拋物線可能更適合某些山谷橫截面。這些曲線擬合技術(shù)依賴于平滑函數(shù)，可能不適用于不規(guī)則形狀的橫截面［29］。作為一種替代方法，Zimmer等［22］提出了V指數(shù)，這一新指標(biāo)計(jì)算公式為：

式中：Ax為谷底和谷底上方特定高度橫截面的面積；Av為與其具有相同高度和寬度的理想“V”形橫截面的面積。該表達(dá)式是對(duì)理想“V”形谷的偏差度量，其中平直谷壁的理想“V”形橫截面V-index=0；“U”形谷V-index＞0；凸谷壁V-index＜0（圖3）。該方法首次應(yīng)用于內(nèi)華達(dá)山脈，通過對(duì)計(jì)算后得出的橫截面樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)檢查，保證人工剔除的錯(cuò)誤樣本無誤后，發(fā)現(xiàn)整個(gè)橫截面的錯(cuò)誤率約為2%，保證了該方法的可使用性。

圖3 V指數(shù)和相應(yīng)的山谷形式［22］Fig.3 V-index and corresponding valley patterns［22］

2.2.4 形態(tài)比率值（Vf）計(jì)算方法

山谷橫斷面形態(tài)的明顯差異，可以用谷底寬度-谷高比描述，即在距山前上游給定距離處，谷底寬度與谷平均高度的比值。計(jì)算公式為：

式中：Vfw為谷底的寬度；Eld、Erd為左右分水嶺高度；Esc為谷底或河道的高程［14］。當(dāng)Vf值＜1.0時(shí)，構(gòu)造活動(dòng)活躍，河流以下切為主；當(dāng)Vf值＞1.0時(shí)，構(gòu)造活動(dòng)穩(wěn)定，河流側(cè)向侵蝕。

3 結(jié)果

3.1 冰川槽谷橫向形態(tài)發(fā)育特征

研究區(qū)內(nèi)可辨識(shí)的冰川槽谷共計(jì)206條，長(zhǎng)4.5～26 km，平均寬度1.8 km，深200～500 m，海拔高度介于5 730～3 274 m。為了更易于分析槽谷空間分布差異及滿足統(tǒng)計(jì)分析對(duì)樣品的要求，選取的谷地均＞5個(gè)橫截面，并計(jì)算均值以代表谷地整體的形態(tài)特征。計(jì)算結(jié)果顯示，他念他翁山中段地區(qū)所有谷地橫截面的V指數(shù)最小值為-0.36，最大值為0.53，均值為0.29。各谷地的V指數(shù)均值＞0，總體上呈“U”形狀態(tài)。如圖4所示，北東向發(fā)育的槽谷V指數(shù)大多在0.2～0.3之間，僅少部分谷地V指數(shù)在0～0.2之間；西南向發(fā)育的槽谷V指數(shù)多為0.2～0.3之間，支谷V指數(shù)多為0～0.1之間。北東向發(fā)育V指數(shù)大于0.3的谷地多于西南向發(fā)育V指數(shù)大于0.3的谷地，表明他念他翁山中段地區(qū)北東向發(fā)育的冰川槽谷偏“U”形發(fā)育居多，西南向發(fā)育的槽谷更偏向于“V”形發(fā)育。同時(shí)也表現(xiàn)出，沿研究區(qū)主山脊線，東坡發(fā)育的槽谷侵蝕程度強(qiáng)于西坡槽谷的特點(diǎn)。

圖4 V指數(shù)均值空間分布Fig.4 Spatial distribution of mean value of V-index

3.2 冰川槽谷縱向沿程形態(tài)發(fā)育特征

整個(gè)他念他翁山中段地區(qū)主谷、支谷發(fā)育范圍較大，分布復(fù)雜，數(shù)據(jù)量過多。因此，本文選取了該地區(qū)比較典型的14條槽谷數(shù)據(jù)作為代表，分析冰川侵蝕程度在槽谷縱剖面上的分布規(guī)律。這些谷地位置包含各個(gè)朝向，每條谷地所能提取的橫截面數(shù)量均在30個(gè)以上，多數(shù)超過50個(gè)，且包含典型主、支谷，能夠代表研究區(qū)內(nèi)總體特點(diǎn)（圖1）。14條冰川槽谷的V指數(shù)區(qū)間分別如下：JZXQ為-0.12～0.39；DD為-0.02～0.50；QZQ為-0.01～0.53；DQQ為-0.13～0.54；JQ為-0.07～0.46；RXQ為-0.27～0.53；MP為-0.09～0.51；RAC為-0.12～0.49；MH為-0.01～0.44；EXXQ為-0.14～0.51；YG為0.00～0.52；SDQ為-0.04～0.50；XY為-0.30～0.52；MMNB為0.00～0.53。冰川槽谷橫剖面縱向沿程的形態(tài)特點(diǎn)主要有以下兩種表現(xiàn)形式（圖5，置信區(qū)間90%）：（1）V指數(shù)增大，冰川槽谷橫剖面“U”形發(fā)育特點(diǎn)逐漸增強(qiáng)，如DQQ、RXQ、QZQ、RAC、MH。（2）V指數(shù)減小，冰川槽谷橫剖面“U”形發(fā)育特點(diǎn)減弱，如JZXQ、XY、DD、JQ、MP、YG、SDQ、MMNB、EXXQ。由于研究區(qū)槽谷發(fā)育復(fù)雜，支谷眾多，當(dāng)支谷冰川匯入主谷時(shí)，會(huì)使主谷冰量增加，改變槽谷縱向上的厚度分布。

3.3 冰川槽谷發(fā)育模式分析

定量化研究冰川槽谷橫剖面的形態(tài)特征有助于了解冰川的侵蝕程度以及冰川槽谷的演化過程。由于冰川發(fā)育的規(guī)模有所差異，會(huì)顯示出冰川動(dòng)力條件的差異性，從而形成山地冰川與大陸冰蓋下的兩種槽谷發(fā)育模式［29］。除了上述的差異會(huì)影響槽谷的形態(tài)發(fā)育以外，冰川的性質(zhì)、基巖的抗侵蝕能力、氣候與構(gòu)造分布特征等均會(huì)造成槽谷發(fā)育模式的不同，使得槽谷發(fā)育的方式及谷地形態(tài)更加復(fù)雜多樣。姚盼等［20］總結(jié)具有較多數(shù)據(jù)的山地冰川分析發(fā)現(xiàn)，山地冰川槽谷在發(fā)育的過程中存在以下蝕模式為主和以側(cè)蝕模式為主的兩種冰川侵蝕模式。

本文通過對(duì)研究區(qū)14條主要槽谷的數(shù)據(jù)計(jì)算，以形態(tài)比率與V指數(shù)作為參數(shù)，繪制了V指數(shù)-形態(tài)比率圖（圖6）。結(jié)果顯示，他念他翁山中段地區(qū)主要冰川槽谷的V指數(shù)與形態(tài)比率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（R2=0.5481），即V指數(shù)值隨著形態(tài)比率值的增大而減小，表明隨著冰川侵蝕程度的增加，槽谷的展寬要強(qiáng)于槽谷的加深，體現(xiàn)了研究區(qū)的冰川侵蝕主要以側(cè)蝕作用為主的特點(diǎn)。

圖6 研究區(qū)冰川槽谷V指數(shù)-形態(tài)比率V f圖Fig.6 V-index-V f diagram of glacial trough in the study area

4 影響冰川槽谷形態(tài)的因素分析

研究表明，影響冰川槽谷形態(tài)的主要因素包括冰川作用時(shí)間、基巖的抗侵蝕能力、冰量、冰川性質(zhì)、構(gòu)造活動(dòng)性、地形等因素［30］。其中，對(duì)于冰川作用時(shí)間，選取LGM的作用時(shí)段，冰量采用冰川作用區(qū)面積和冰川作用正差，構(gòu)造活動(dòng)性分析谷地形態(tài)比率值，地形因素重點(diǎn)考察平均坡度和平均地形起伏度。

4.1 平均坡度與平均地形起伏度

平均坡度是計(jì)算每個(gè)山地積累區(qū)坡度平均數(shù)值，平均地形起伏度是計(jì)算每個(gè)山地積累區(qū)最大與最小高程差的平均數(shù)值。冰川在發(fā)育之初，由于地形的差異會(huì)造成冰川結(jié)構(gòu)和冰川底部滑動(dòng)速度的不同，從而影響山谷受冰川侵蝕的槽谷形態(tài)時(shí)空分布［31］。冰川滑動(dòng)的侵蝕模型和數(shù)值模擬結(jié)果表明，冰川槽谷中所受的冰川侵蝕作用與坡度有很好的正相關(guān)關(guān)系，即坡度越大，冰川侵蝕作用越強(qiáng)［32-33］。Wang等［21］對(duì)祁連山冰川槽谷的研究則顯示ELA以上區(qū)域，平均坡度與冰川侵蝕負(fù)相關(guān)。出現(xiàn)兩種不同相關(guān)性原因是前者為槽谷坡度，后者為ELA以上平均坡度，二者對(duì)冰川侵蝕作用的影響機(jī)制不同。

研究區(qū)谷地的平均坡度與平均地形起伏度的表現(xiàn)形式基本一致（圖7）。運(yùn)用配對(duì)T檢驗(yàn)平均坡度、平均地形起伏度與V指數(shù)呈現(xiàn)較好的負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為R2=0.943和R2=0.836，反映出谷地的平均坡度或地形起伏度越緩，槽谷所經(jīng)歷的冰川侵蝕作用越強(qiáng)，相反則越弱的特點(diǎn)。這是由于選取谷地的平均坡度，大致代表了冰川積累區(qū)的平均坡度，使冰川積累區(qū)的冰儲(chǔ)量不同，導(dǎo)致整個(gè)冰川作用區(qū)所受的侵蝕程度存在差異。因此，平均坡度或地形起伏度與侵蝕程度之間具有較好的負(fù)相關(guān)性，反映的是平均坡度或地形起伏度可以通過控制積累區(qū)的冰川規(guī)模，進(jìn)而導(dǎo)致侵蝕程度也發(fā)生了改變。當(dāng)平均坡度或平均地形起伏度相對(duì)較小時(shí)，該冰川在平均坡度內(nèi)所積累的谷地形態(tài)也會(huì)相對(duì)寬緩，使冰積累量較高，導(dǎo)致該地區(qū)發(fā)育冰川的平均規(guī)模較大，所以會(huì)受較強(qiáng)的冰川侵蝕作用，如熱雄曲（平均坡度13.98，V指數(shù)均值0.3）、莫普（平均坡度17.98，V指數(shù)均值0.27）。

圖7 典型谷地V指數(shù)、平均坡度與平均地形起伏度曲線Fig.7 Curves of V-index，average slope and average relief of a typical valley

4.2 冰川作用區(qū)面積與冰川作用正差

筆者［25］曾利用CF法、THAR法、AAR法和AABR法重建了研究區(qū)LGM的冰川物質(zhì)平衡線（ELA），平均值為5 183 m，現(xiàn)代ELA為5 385 m。本文選用LGM的ELA值作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行討論分析。此外，研究表明，當(dāng)冰川處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，積累區(qū)面積與冰川作用區(qū)面積之比可近似為常數(shù)［34］。每個(gè)山地冰川積累區(qū)的范圍，可以根據(jù)施雅風(fēng)等［35］繪制的LGM時(shí)ELA的等值線圖進(jìn)行提??；即首先在Arc-Gis上裁切出各槽谷冰川作用區(qū)的大致范圍，再提取ELA之上的柵格，然后將其轉(zhuǎn)化為矢量并在Arc-Map上投影，最后經(jīng)過幾何計(jì)算獲得相應(yīng)的積累區(qū)面積。冰川作用區(qū)面積則可根據(jù)積累區(qū)面積求得。他念他翁山中段LGM冰川積累區(qū)面積與冰川作用區(qū)面積比值為0.55［25］。結(jié)果顯示，研究區(qū)內(nèi)冰川槽谷V指數(shù)與冰川作用區(qū)面積具有較強(qiáng)的相關(guān)性［圖8（a）］，整體呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系（R2=0.929，P＜0.0001）。冰川作用區(qū)面積增大，V指數(shù)表現(xiàn)變大的趨勢(shì)，冰川槽谷更偏向于“U”形發(fā)育，說明研究區(qū)內(nèi)的槽谷形態(tài)受古冰川作用區(qū)面積影響。

冰川作用正差是每個(gè)山地最大高程與冰川ELA之差。通過皮爾遜相關(guān)系數(shù)分析法對(duì)研究區(qū)冰川作用正差［圖8（b）］與V指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明：冰川作用正差與V指數(shù)表現(xiàn)出較弱相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為R2=0.015，P=0.68（置信區(qū)間95%）。研究區(qū)部分谷地的冰川作用正差與V指數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即V指數(shù)大的谷地冰川作用正差反而較小，如JZXQ、QZQ等谷地；而有些谷地的冰川作用正差與V指數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，V指數(shù)大的谷地冰川作用正差較大，如EXXQ、YG等谷地。由此可見，冰川作用正差不是影響他念他翁山中段地區(qū)冰川槽谷形態(tài)發(fā)育的主要控制因素。

圖8 典型谷地V指數(shù)與冰川作用區(qū)面積、冰川作用正差相關(guān)性曲線Fig.8 Correlation curve of V-index，area of glaciation area and difference of glaciation in typical valley

4.3 冰川性質(zhì)與基巖巖性

冰川的性質(zhì)對(duì)冰川的發(fā)育存在影響。冰川的性質(zhì)不同，導(dǎo)致了冰川在發(fā)育時(shí)的冰溫度、冰流速與侵蝕能力不同。如果要較好的分析冰川性質(zhì)對(duì)冰川槽谷形態(tài)塑造作用的影響，應(yīng)保證其他影響因素的作用相近。然而，具體到他念他翁山中段地區(qū)的每個(gè)山谷范圍，通常是多個(gè)因素綜合控制的結(jié)果，很難滿足上述的要求。研究區(qū)內(nèi)冰川槽谷均為海洋型冰川，冰川性質(zhì)相同的情況下，冰川槽谷的侵蝕程度卻有不同，如QJQ（V指數(shù)為0.36）侵蝕程度大于EXXQ（V指數(shù)為0.18）。這種差異性則主要來源于區(qū)域降水條件、冰川的物理性質(zhì)、氣候條件、冰川規(guī)模、巖性等多方面原因所致。而且，前人研究的祁連山地區(qū)冰川侵蝕程度也存在較大區(qū)別，冰川槽谷形態(tài)的分布規(guī)律也并未呈現(xiàn)出極大陸型冰川弱于亞大陸型冰川的特點(diǎn)［20］。上述內(nèi)容表明，冰川性質(zhì)對(duì)本研究區(qū)冰川槽谷形態(tài)特征的分布影響比較有限，不是其發(fā)育的主要控制因素。

巖性作為地質(zhì)研究中不可忽視的部分，對(duì)于冰川的侵蝕也有重要的影響。而對(duì)于巖性的考慮主要從基巖的抗侵蝕能力（rock mass strength，RMS）進(jìn)行比較分析。基巖的RMS越強(qiáng)，則說明越不容易被侵蝕，所以冰川槽谷的受侵蝕程度也相對(duì)較弱，反之則較強(qiáng)。由此推出，火山巖與花崗巖的RMS較強(qiáng)，片巖與板巖偏弱，砂巖更弱，泥巖與黏土的RMS則最弱［36-37］。他念他翁山中段NE向發(fā)育的谷地主要巖性為花崗巖、板巖、片巖、砂巖等；WS向發(fā)育的谷地主要巖性為花崗巖、長(zhǎng)石砂巖、粉砂巖、超鎂鐵質(zhì)巖類等［38］（圖9）。NE向發(fā)育的槽谷基巖抗侵蝕能力應(yīng)強(qiáng)于WS向，但NE向谷地冰川侵蝕程度卻高于WS向的谷地。而且，DD、JZXQ、QZQ、JQ等谷地的基巖種類相似，基巖的RMS較為接近，但這些槽谷的冰川侵蝕程度也表現(xiàn)出較大差異性。所以，冰川槽谷基巖的巖性對(duì)他念他翁山中段地區(qū)冰川槽谷侵蝕的形態(tài)特征分布影響并不明顯，也不是主要控制因素。

圖9 他念他翁山中段地區(qū)構(gòu)造及巖性圖［38］Fig.9 Tectonic and lithology map of the middle section of Tenasserim chain［38］

4.4 構(gòu)造活動(dòng)性

研究表明，形態(tài)比率值（Vf）可以在一定程度上反映構(gòu)造活動(dòng)性，若Vf＜1.0，反映構(gòu)造活動(dòng)活躍，引起主動(dòng)下切成V形山谷；若Vf＞1.0，反映相對(duì)基準(zhǔn)面穩(wěn)定或構(gòu)造平穩(wěn)，引起大面積橫向侵蝕成“U”形寬谷［39］。研究區(qū)14條典型冰川槽谷的Vf值分別為：JZXQ為2.20；DD為2.15；QZQ為1.78；DQQ為1.84；JQ為2.06；RXQ為1.91；MP為1.98；RAC為2.15；MH為2.14；EXXQ為2.20；YG為2.13；SDQ為2.18；XY為2.00；MMNB為2.04。Vf總體大于1，均值為2.05，反映區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定，與其他地質(zhì)資料反映的構(gòu)造情況相吻合。所以，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)條件也不是影響研究區(qū)冰川槽谷形態(tài)的主要控制因素。

5 結(jié)論

通過數(shù)據(jù)分析處理軟件ArcMap與編程軟件MATLAB計(jì)算的V指數(shù)對(duì)他念他翁山中段地區(qū)冰川槽谷形態(tài)特征定量化分析，結(jié)合影響冰川侵蝕強(qiáng)度的各種因素，確定研究區(qū)冰川槽谷形態(tài)特征及主控因素，主要結(jié)論如下：

（1）他念他翁山中段地區(qū)共計(jì)發(fā)育206條冰川槽谷，在海拔高度5 730～3 274 m范圍內(nèi)分布。槽谷大多為“U”形或偏“U”形，長(zhǎng)4.5～26 km，平均寬度1.8 km，深200～500 m。

（2）在空間橫向分布上，研究區(qū)的V指數(shù)值顯示出沿主山脊東北坡V指數(shù)值大于西南坡的特點(diǎn)。V指數(shù)值沿槽谷縱向的變化趨勢(shì)主要有以下兩種表現(xiàn)形式：V指數(shù)增大，冰川槽谷橫剖面“U”形發(fā)育特點(diǎn)逐漸增強(qiáng)；V指數(shù)減小，冰川槽谷橫剖面“U”形發(fā)育特點(diǎn)減弱。

（3）研究區(qū)槽谷發(fā)育模式為展寬強(qiáng)于槽谷的加深，體現(xiàn)了以側(cè)蝕作用為主的特點(diǎn)。研究區(qū)冰川槽谷形態(tài)特征空間分布的差異性是由于冰川自身特性、冰川作用區(qū)地形與基巖巖性等多種因素共同作用的結(jié)果。其中，冰川作用區(qū)的平均坡度、平均地形起伏度、古冰川作用區(qū)面積是造成這種分布差異的主要因素。

謹(jǐn)以此文，紀(jì)念李吉均先生！