李莹莹,魏舟,,童亚文,张青峰

(1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌 712100;2.陕西地矿区研院有限公司,陕西咸阳 712099)

水土流失是一个多重尺度地理界面过程。水蚀因子既是研究水土流失的基本内容,也是水土流失基本影响因子和水土流失评价与预报模型的重要参数。综合来看,水蚀因子大致可以分成几何参数(如高程、坡度、坡向、汇流量、河网数量、土壤孔隙度)和形态参数(如土地利用、植被覆盖)两大类,且相互作用和影响,表现出多尺度性、自相似性、时空耦合性等特征。其中,以高程、坡度、土地利用、植被覆盖为代表的水蚀因子尤为突出。深入量化水蚀因子对于揭示水土界面过程和水蚀机理具有重要意义,而如何定量描述这一非线性动态过程成为重要的科学问题。

分形理论和方法是探究不规则空间的有效手段[1-3]。大量研究表明,简单分形维数只能描述与表征水蚀因子的整体性[4-5],而多重分形作为描述非线性和复杂性事物的有力工具恰好可以探明水蚀因子空间局部特征[6-8],且主要有盒维数法、固定质量法、固定半径法、推广G-P法4种计算方法。近年来,诸多学者运用多重分形模型对地表剖线[9]、高程[10-11]、沟沿线[12]、坡度[13]、沟谷网络等[14]表征地貌形态以及土地利用[15]、植被覆盖等[16]地表覆被的单一因子展开了定量化研究,均侧重于地表形态特征,而对侵蚀发育过程中各参数,特别是针对黄土高原不同地貌类型区小流域的水蚀因子多重分形特征的综合研究依然非常薄弱。……