第1章绪论
在全球土地资源供需矛盾日益凸显、人地关系日趋紧张的背景下，如何缓解人地矛盾是当下人类社会的一个重要任务（Verburg et al.，2009）。我国人口不断增长，人地关系也日益紧张，尤其在我国西南山区（吴映梅和沈琼，2006）、西北山区（逯承鹏等，2013）、南方山地丘陵区（钟业喜等，2016）和青藏高原（Wang and Liu，2019）等区域表现得更为突出，部分区域人地关系甚至已出现不可持续的态势（Wang and Liu，2019）。主要原因是山区地形、气候和自然灾害等因素的限制，适宜人类利用的土地资源非常短缺，同时山区人口近年来增长速度较快，人地矛盾不断加剧（刘斌涛等，2011）。
西藏自治区多高山峡谷，自然条件恶劣、生态环境脆弱，土地资源利用潜力整体上中等偏下水平（金炯等，1994），可供规模开发和建设的土地基本集中于自然、社会和经济条件较为优越的河谷地区，土地供需矛盾也集中于此（土登次仁等，2015）。随着西藏社会经济的迅猛发展、人口的快速增长与城镇化的不断推进，河谷地区［如“一江两河”（雅鲁藏布江中游、年楚河和拉萨河）地区］土地资源承载压力巨大，社会经济发展空间急需扩展，对土地的需求也在不断增加（张晓平等，2014）。河谷地区主要由阶地、山地和洪积扇等地貌类型组成（中国科学院青藏高原综合科学考察队，1983），其中阶地的开发利用程度已非常高，如拉萨市的城关区、达孜区、堆龙德庆区等市区的主要部分均位于河流阶地上；山地因海拔高且坡度陡，而难以利用；洪积扇则地势低且坡度缓，目前的利用程度相对阶地较低。古洪积扇的水土环境较好，分布有农田、牧草地和村落等（陈同德等，2020）；而处于发育阶段的现代洪积扇，扇体上植被稀疏，洪积过程频繁，对生产活动危害较大（何果佑等，2009）。在野外考察过程中发现（马波等，2018），无论是古洪积扇还是现代洪积扇，大部分洪积扇存在不同程度的利用，土地利用类型包括草地、农地、林地、建筑用地和交通用地等，可见洪积扇是西藏地区珍贵的土地资源。
西藏地区的成土过程极其缓慢，因此可利用的土地资源非常有限。洪积扇的组成物质为西藏地区高大山系经千百年来自然侵蚀的产物，洪积扇是大自然经历漫长地质过程留给人类的宝贵财富，是农牧业生产的主要场所和各族人民繁衍生息的家园，在社会经济发展中具有重要的地位。但在全球气候变暖和社会经济快速发展的大背景下，洪积扇面临着地质灾害频发而毁坏严重、农牧业生产规模扩大而土地退化加速、开发建设扰动破坏而难以恢复等问题（关树森，1994；马波等，2018；伍永秋等，2017；赵春敬，2020；Li et al.，2022），导致青藏高原生态-生产-生活用地矛盾进一步加剧，影响着青藏高原生态文明与高质量可持续发展。因此，洪积扇作为青藏高原宝贵的土地资源，应对其进行保护与合理利用。
然而，目前洪积扇的数量有多少？分布在哪里？土壤质量怎样？适宜哪些植物生长？存在何种地表环境问题？利用现状如何？农业适宜性和利用潜力怎样？如何进行合理利用与保护？这些问题目前均不是很清楚，不利于洪积扇的合理利用与保护，亟须对上述问题进行解答。为此，本研究以拉萨河流域的洪积扇为研究对象，通过遥感解译和野外调查，结合室内测试、ArcGIS分析和机器学习等方法，以探明拉萨河流域洪积扇的数量、面积及分布特征，评价洪积扇的土壤质量，明确拉萨河流域洪积扇植被类型、物种多样性及其环境解释，分析洪积扇沟蚀特征及其影响因素，研究洪积扇土地利用的时空变化特征及利用潜力，评估拉萨河流域洪积扇的农业适宜性，提出洪积扇合理利用与保护对策，为高寒区洪积扇的合理利用及保护提供理论支撑和科学依据。
1.1洪积扇的概念与分类
山前扇形地貌，根据其形成过程和主要影响因素，主要分为洪积扇、崩岗洪积扇、冲积扇、冲洪积扇和泥石流堆积扇等类型，被统称为扇形地（fan-shaped land）（杨发相，2004；曾昭旋，1992）。
洪积扇主要发育在干旱、半干旱山区，是暂时性或者季节性河流挟沙砾、卵石等在出山口后形成的具有多河床辫流的一种扇状地形，一般由多次洪积过程形成（地质矿产部地质辞典办公室，2005）。有学者根据洪积扇的形成时间和立地类型，对洪积扇进行了二级分类。根据形成时间，洪积扇被分为古代洪积扇、现代洪积扇和多期洪积扇（何果佑等，2009，2010）。其中，古代洪积扇规模巨大（>10km2），多分布于中高山区及河流中下游区，自身坡度5°～10°，一般无滑坡及大的坍塌体，山体边坡稳定，适宜农耕和居住；现代洪积扇仍处于发育阶段，扇体植被稀疏，且多为杂草和灌木，扇上洪积过程破坏力强，对人类生产活动危害大；多期洪积扇的形成主要是由于地壳间歇性上升，洪积扇后缘冲沟间歇性后退，不同高程上分布着不同时间形成的洪积扇，位于顶端的形成年代*晚，这类洪积扇主要分布于河流上游，如西藏年楚河满拉和雄拉一带。根据立地类型，洪积扇可划分为砂土质洪积扇、灰钙土洪积扇和山洪侵蚀沟壑洪积扇：砂土质洪积扇的扇面多被砾石覆盖，其土壤为砂质土；灰钙土洪积扇部分扇面被砾石覆盖，其土壤为灰钙土；山洪侵蚀沟壑洪积扇的土壤类型也为灰钙土，但其地表多被洪水冲刷，形成较多的侵蚀沟（董新明等，2013）。崩岗洪积扇是我国南方特有的一类扇形地（曾昭旋，1992），指崩岗侵蚀发生后，洪水挟带崩积物至丘陵山地沟口后形成的扇形地（邓羽松等，2015），也有人称为崩岗冲积扇（黄斌等，2018）。
冲积扇是由具有经常性水流的山地河流河床固定，冲积物出山口后可继续被挟带到较远区域，通过河床摆动，而形成的延伸很广、坡度较缓的扇状地形（地质矿产部地质辞典办公室，2005）。冲积扇根据发育的气候区、扇面河流形状和物源组成等也有多种二级类型的划分。根据冲积扇所处气候区，冲积扇可分为湿润扇和干旱扇（陈欢庆等，2014）。根据冲积扇扇面上河流的形状，冲积扇可分为网状河型冲积扇、辫状河型冲积扇和*流河型冲积扇（刘大卫等，2018）。根据冲积扇物源组成的粗细程度，冲积扇可分为粗粒冲积扇和细粒冲积扇，主要区别为粗粒冲积扇的沉积物粒度整体偏粗，其物源区母质岩以火山岩和变质岩为主，而细粒冲积扇的沉积物粒度整体偏细，其物源区母质岩以碎屑沉积岩为主（吴胜和等，2016）。一些山区的河流水量季节性变化较大，暴雨季节易形成洪流，易在冲积扇上叠加形成洪积扇，这种在山麓地带形成的扇形地称为冲洪积扇（地质矿产部地质辞典办公室，2005），但这类扇形地的主体部分仍为冲积扇。
泥石流堆积扇是由泥石流过程主导形成的一种特殊扇形地（李淑松，2019），又称为泥石流冲积扇（柳金峰等，2011）或泥石流扇形地（李彦稷和胡凯衡，2017）。对于泥石流堆积扇，根据其成因、发育历史、地貌形态、物源组成和人类活动等，具有多种二级划分方法（谭万沛，2000）。例如，根据地貌形态，泥石流堆积扇可分为扇形、椭圆形、长条形、银杏叶形、透镜形及上叠形六类（苏永超，2011；李旭等，2016）；根据泥石流堆积扇组合形式，可将其分为扇顶融合型、扇缘结合型和阻河型三类（李旭等，2016；苏永超，2011）；根据泥石流堆积扇的发展趋势，可分为发展期、旺盛期和停止发展期三类（谭万沛，2000）；根据泥石流堆积扇的变形方式，可将其分为镶嵌式、累叠式、侧向镶嵌式和串珠式四类，其中串珠式泥石流堆积扇，除了受到新构造运动的影响外，还受到人为活动的作用，如修建泥石流导排槽，会在末端形**的泥石流堆积扇（唐川等，1991）。
对我国几个典型区域扇形地所在的区域气候、主导形成因素及命名进行整理发现，扇形地在我国湿润区、半湿润区、半干旱和干旱区均有分布，主导形成因素有河流、洪水、泥石流和崩岗（表1-1）。现有命名方式多以扇形地的主导形成因素进行命名，河流作用下形成的扇形地貌被称为冲积扇（alluvial fan），而泥石流、洪水等暂时性流水作用下形成的扇形地貌，其命名和对应英文翻译方式较多，如洪积扇（alluvial fan，diluvial fan，proluvial fan或pluvial fan）、泥石流堆积扇（alluvial fan）、泥石流冲积扇（alluvial fan of debris flows）、泥石流扇形地（debris flow alluvial fan）、崩岗洪积扇（collapsing alluvial fan）和崩岗冲积扇（alluvial）等。
alluvial fan为我国各扇形地命名*多的英文翻译（表1-1），以alluvial fan为关键词，查询国外相关研究，发现在所有陆地环境中，都有alluvial fan分布，包括阿尔卑斯山脉、热带潮湿地区、中纬度潮湿地区、地中海地区、冰缘区域和干旱及半干旱地区（Dorn，1994）。不同区域的alluvial fan有不同的形成过程（Norini et al.，2016），在意大利亚平宁（Apennines）山脉可分为泥石流过程主导型的alluvial fan和洪水过程主导型的alluvial fan（Santangelo et al.，2012），分别称为debris flow dominated fan和water flood dominated fan，对应我国的泥石流堆积扇和洪积扇；在美国印第安纳州西南部，由季节性溪流（ephemeral stream）挟带高处的森林枯落物和土壤物质（soil materials）到沟口处形成alluvial fan（洪积扇）（Norton et al.，2007）。在土星第六号卫星上也有alluvial fan的存在，主要由河流过程（fluvial processes）和泥石流过程（debris flows）形成，分别被称为fluvial fan（河流扇，即冲积扇）和debris flow fan（泥石流堆积扇）（Birch et al.，2016）。以我国扇形地的其他英文翻译为关键词查询英文文献，如diluvial fan、proluvial fan和collapsing alluvial fan等词（表1-1），发现文献作者基本为中国学者，因此可以判断国外对冲积扇、洪积扇、泥石流堆积扇等基本统称为alluvial fan（Heyvaert and Walstra，2016），是个泛指扇形地的名词（表1-2），缺乏较为细致的分类。〖KH*3/4D〗表1-1国内文献中对扇形地貌的命名地区气候主导形成因素命名英文翻译腾格里沙漠西部干旱气候洪水洪积扇proluvial fan（刘虎俊等，2005）张掖市山丹县干旱气候洪水冲积扇alluvial fan（王庆栋等，2018）内蒙古额济纳旗干旱气候河流冲积扇alluvial fan（王丽琴等，2014）酒泉玉门干旱气候泥石流洪积扇diluvial fan（李增等，2005）贺兰山东麓半干旱气候河流冲积扇alluvial fan（莫多闻等，1999）贺兰山东麓、西麓半干旱气候洪水洪积扇alluvial fan（李庶波等，2015）太原盆地半湿润气候河流冲积扇alluvial fan（李新坡等，2007）昆明市东川区湿润气候泥石流洪积扇文中无翻译（林辉，1992）云南省永胜县湿润气候泥石流冲积扇alluvial fan（张斌等，2019）四川白龙江流域湿润气候泥石流泥石流冲积扇alluvial fan of debris flows（柳金峰等，2011）云南小江流域湿润气候泥石流泥石流扇形地debris flow alluvial fan（李彦稷和胡凯衡，2017）云南省漾濞县湿润气候泥石流泥石流堆积扇alluvial fan（唐川和刘洪江，1997）云南怒江流域湿润气候泥石流泥石流扇debris flow fans（吕立群等，2016）广东省五华县湿润气候洪水、崩岗崩岗洪积扇collapsing alluvial fan（马媛等，2016）广东、广西等热带、
亚热带红土区湿润气候洪水、崩
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