地貌学视角下的地理多样性：以伊拉克米桑省东部的Al-Zubaidat地区为例

《International Journal of Geoheritage and Parks》：Geomorphological perspective of geodiversity: A case study of Al–Zubaidat area, east of Misan Governorate (Iraq)

本研究系统调查了伊拉克东南部AL-Zubaidat地区的地质多样性，分析其地貌与水文特征，结合GIS和遥感技术构建了综合数据库，分类了地形类型（穹顶山、断层崖、峡谷等），并探讨了流域参数（循环比率、形态因子等）。研究结果为区域生态保护、水资源管理和可持续旅游开发提供了科学依据。

　　### 地质多样性研究：以伊拉克东南部阿尔-祖拜达特地区为例

#### 引言

地质多样性这一概念在20世纪90年代首次出现在科学文献中，被定义为自然地质元素的多样性，包括岩石、矿物、化石等，以及地貌特征和物理过程。此外，它还涵盖了土壤的特性，如沉积模式和类型。地质多样性不仅是自然景观结构的重要组成部分，也与生物多样性共同构成了地球的自然多样性。这一概念不仅对地球科学家具有重要意义，也吸引了地理学家和生态学家的关注，因其在科学、教育、审美和文化方面的多重价值。

在自然生态系统中，地质多样性在维持生态系统的稳定性和可持续性方面发挥着重要作用。一个地区的地理位置，如位于赤道、热带或极地，会影响其景观的环境质量。因此，研究地质多样性不仅有助于理解自然环境的复杂性，也为保护和可持续利用自然资源提供了科学依据。近年来，许多研究强调了地质多样性作为不可再生资源的特性，指出其数量是有限的，容易受到自然和人为因素的影响。因此，国际社会和政策制定者需要采取有效措施来保护地质多样性，以确保其在生态系统中的重要性得以维持。

#### 研究区域

阿尔-祖拜达特地区位于伊拉克东南部的米桑省，处于东底格里斯河流域。该地区北面和东北面与伊朗接壤，东面、南面和东南面被阿尔-桑纳夫沼泽包围，而西面则由阿尔-提布河构成边界。该区域的地理坐标为东经47°09′2.489″至47°28′54.156″，北纬32°05′50.932″至32°29′48.133″，总面积为782.308平方公里。阿尔-祖拜达特地区位于伊拉克东部的冲积平原，以其洪泛平原和广阔的沼泽而闻名。阿尔-桑纳夫沼泽是该地区南部的重要湿地，其水源主要来自阿尔-沙尔哈尼、阿布-格莱比特和阿尔-沙卡克等流域。

该地区的地形特征包括圆形山丘、第三纪地质构造、山谷和荒漠景观。这些地形特征的形成与区域的地质历史和地貌过程密切相关。在气候方面，阿尔-祖拜达特地区被归类为干旱和半干旱气候，根据柯本气候分类法。该地区有两个主要季节：炎热季节从4月到10月，而寒冷季节则从11月到次年3月。夏季的特点是高温和干燥，尤其是在6月、7月和8月，平均温度分别达到41.5°C、48.3°C和47.7°C。冬季则以温和的气温为主，随着季节的推移，气温逐渐下降。12月、1月和2月的平均气温分别为13.9°C、12.2°C和14.8°C。

降雨量在该地区具有季节性，主要集中在10月至5月。年平均降雨量为12毫米，但降雨量分布不均，最高值出现在1月，达到31.1毫米，最低值出现在10月，仅为8.8毫米。随后，降雨量在2月开始下降，到4月降至18.3毫米，之后降雨逐渐停止。这种季节性降雨模式对地貌特征的形成和演变具有重要影响。

在风速方面，该地区的年平均风速为3.6米/秒，夏季风速较高，分别达到5.4米/秒、5.4米/秒和4.7米/秒。冬季风速较低，分别为2.8米/秒、2.7米/秒和2.5米/秒。风速的变化对土壤侵蚀和沉积物的搬运具有重要影响，进一步塑造了该地区的地貌特征。

#### 研究方法

本研究采用了基于地理信息系统（GIS）的地理空间分析方法，构建了一个涵盖地质、地貌和水文数据的综合地理数据库。通过利用伊拉克国家测绘局和伊拉克地质调查局提供的多种比例（1:1,000,000、1:250,000、1:100,000、1:25,000）的地形、地质、地貌和水文地图，对空间特征进行了分类。同时，研究还结合了2021年的Landsat ETM+卫星影像和SRTM数字高程模型（DEM）数据，对数据进行了地理空间对齐。地质多样性的分类基于国际标准，考虑了形成这些特征的物理因素和过程。最终的分类结果通过地图、实地照片和地理数据库进行整合，并通过表格形式展示了该地区地质多样性的特征。

研究过程中使用了多种软件工具，包括ArcGIS V.10.8、ArcGIS Pro V.3.1、ArcGIS Earth V.2.1、QGIS V.3.12.1、Global Mapper V.11、Surfer V.21和SAS Planet V.19.1。这些工具的使用使得研究能够对地形、地貌和水文特征进行精确的分析，并为后续的分类和评估提供了技术支持。

#### 结果

##### 地貌多样性

阿尔-祖拜达特地区的地貌多样性主要体现在其各种地形特征的分布和变化上。该地区包括圆形山丘、断层崖、山谷、荒漠、冲积平原、冲积扇、洪泛平原、弯曲河段和沙丘等。这些地貌特征的形成与该地区的地质历史和地貌过程密切相关。

1. **圆形山丘**：该地区的圆形山丘主要分布在北部和东北部，形成于较软岩石的侵蚀和风化过程。这些山丘覆盖了130.779平方公里，占研究区域总面积的16.716%。山丘的形成反映了该地区地质构造的复杂性，以及岩石对水侵蚀的抵抗能力。

2. **断层崖**：断层崖是地壳裂缝的结果，广泛分布于研究区域的岩石表面。这些断层崖覆盖了84.410平方公里，占研究区域的10.789%。断层崖在层状沉积岩中最为显著，这些岩石的分布与断层活动密切相关。

3. **山谷**：山谷是该地区最常见的地貌特征之一，由河流的侵蚀作用形成。特别是在第四纪期间，河流的排水条件导致了大量山谷的形成。然而，某些山谷由于气候变化而干涸，属于半干旱地区。

4. **荒漠**：荒漠是由于降雨和流动水的强烈侵蚀作用形成的地貌特征。该地区的荒漠位于阿尔-祖拜达特研究区域的北部，覆盖了178.277平方公里，占总面积的22.788%。荒漠的形成与该地区的地质构造和水文条件密切相关，尤其是在第三纪的巴伊哈桑地层中，砂岩、黏土和粉砂岩的交替层形成了这些独特的地貌。

5. **冲积平原**：冲积平原是该地区的一个重要地貌特征，由不同粒度的沉积物覆盖，总面积为164.755平方公里，占研究区域的21.060%。这些平原相对平坦，靠近基线水平，其平缓的坡度使得该区域成为重要的生态和水文特征。

6. **冲积扇**：冲积扇形成于研究区域北部和东北部陡坡与低洼地区的过渡带，其特点是坡度平缓，如平原和河谷底部。当河流从陡坡流下时，由于流速的突然降低，河流会携带大量沉积物并形成冲积扇。这些扇形地貌在研究区域的北部广泛分布，对区域的水文和地貌特征具有重要影响。

7. **洪泛平原**：洪泛平原位于研究区域的西部和西南部，覆盖了99.531平方公里，占研究区域的12.722%。这些平原是由于北部高处的河流携带沉积物并沉积在低洼地区而形成的。洪泛平原的坡度呈东北-西南方向倾斜，与研究区域的整体坡度一致。

8. **弯曲河段**：弯曲河段是由于河流的横向侵蚀作用形成的地貌特征。该地区的弯曲河段主要出现在河岸由砂和粉砂构成、黏土含量较低的区域。这种河岸的特性使得弯曲河段更容易受到横向侵蚀，形成外部拱形或凹陷的河岸结构。

9. **沙丘**：沙丘广泛分布于研究区域，覆盖了124.556平方公里，占研究区域的15.921%。这些沙丘主要分为纵向、新月形和横向三种类型，其形成与地表粗糙度的变化有关，特别是在低洼地区，由于风力搬运的沙粒集中而形成。

##### 地貌参数多样性

研究区域的地貌参数多样性包括流域面积、流域长度、流域宽度、流域周长、循环率、延伸率、形态系数、高差比和粗糙度数等。这些参数有助于评估流域的特征和演变趋势。

1. **流域面积**：阿尔-祖拜达特地区总流域面积为782.308平方公里，其中包括三个主要流域（阿尔-沙尔哈尼、阿布-格莱比特和阿尔-沙卡克）和十二个子流域。其中，阿布-格莱比特流域面积最大，为553.423平方公里，占研究区域的70.741%。阿尔-沙尔哈尼流域次之，面积为129.411平方公里，占研究区域的16.541%。阿尔-沙卡克流域面积最小，为99.485平方公里，占研究区域的12.716%。

2. **流域长度**：流域长度是评估流域特征的重要参数之一。根据Schumm（1957）的定义，流域长度是从下游点到流域顶点的距离。阿布-格莱比特流域长度为42.355公里，是研究区域中最长的流域。阿尔-沙卡克流域长度为18.660公里，而阿尔-沙尔哈尼流域长度为17.094公里，尽管其面积大于阿尔-沙卡克流域。

3. **流域宽度**：流域宽度在研究区域的主要流域中有所不同。阿布-格莱比特流域宽度最大，为13.066公里，而阿尔-沙卡克流域宽度最小，为5.331公里。阿尔-沙尔哈尼流域宽度为7.570公里。子流域的宽度也有所不同，其中SW6的宽度最大，为9.746公里，而SW8的宽度最小，为1.054公里。

4. **流域周长**：流域周长与多个地貌参数相关，如循环率、形态系数和延伸率。流域周长的增加通常与流域面积的扩展相关。研究区域的主要流域周长分别为56.793公里、142.454公里和53.949公里。子流域的周长也有所不同，其中SW6的周长最大，为117.093公里，而SW8的周长最小，为13.834公里。

5. **循环率**：循环率衡量流域形状与完美圆形的接近程度。较高的循环率值表示更接近圆形的流域，而较低的循环率值表示更接近长形的流域。阿布-格莱比特流域的循环率最高，为3.884%，而阿尔-沙卡克流域的循环率最低，为1.844%。子流域的循环率也有所不同，其中SW6的循环率最高，为3.415%，而SW5的循环率最低，为0.464%。

6. **延伸率**：延伸率由Schumm（1963）提出，衡量流域形状接近矩形的程度。该参数的值在0到1之间，接近0的值表示流域更长，接近1的值表示流域更接近圆形。阿尔-沙尔哈尼流域的延伸率最高，为0.751%，而阿尔-沙卡克流域的延伸率最低，为0.603%。子流域的延伸率也有所不同，其中SW10的延伸率最高，为0.726%，而SW2的延伸率最低，为0.387%。

7. **形态系数**：形态系数衡量流域形状与三角形的接近程度。较低的形态系数值表示流域更接近三角形，而较高的形态系数值表示流域更接近圆形。阿尔-沙卡克流域的形态系数最低，为0.285%，而阿尔-沙尔哈尼流域的形态系数最高，为0.442%。子流域SW3的形态系数最低，为0.115%，表示其形状接近三角形。

8. **高差比**：高差比衡量地形的起伏程度。该参数的值随着地形起伏的增加而增加，从而形成不同的侵蚀和沉积地貌。阿尔-沙尔哈尼流域的高差比最高，为11.700米/公里，而阿布-格莱比特流域的高差比最低，为5.666米/公里。子流域SW2的高差比最高，为14.539米/公里，而SW5的高差比最低，为1.973米/公里。

9. **粗糙度数**：粗糙度数衡量地形与流域排水密度之间的关系。该参数的值随着地形起伏和河流长度的增加而增加。Strahler（1957）指出，低起伏流域的粗糙度数范围在0.06到1之间，而高起伏流域的粗糙度数超过1。阿尔-沙卡克流域的粗糙度数最高，为5.572公里，而SW8的粗糙度数最低，为1.284公里。

10. **地形纹理比**：地形纹理比衡量河流之间的距离或它们的接近程度。该参数反映了地形的质量、流域侵蚀发展的程度和效率。Smith（1950）根据地形纹理值将流域分为四个等级：0-4（粗）、4-10（中）、10-15（细）和超过15（非常细）。阿尔-沙卡克流域的地形纹理比为4.226条/公里，属于中等纹理。阿尔-沙尔哈尼流域的地形纹理比为7.078条/公里，也属于中等纹理。

11. **流域河流阶数**：流域河流阶数根据Strahler（1952）的方法进行分类。根据该方法，第一阶河流是那些没有来自上方的支流的河流，当两个第一阶河流汇合时，形成第二阶河流，以此类推。研究区域的流域共有六个阶数，其数量在不同的阶数之间有所不同。根据Horton（1956）的水道阶数定律，水道阶数遵循几何序列，其最大值为第一阶，随着阶数的增加而减少。第一阶、第二阶和第三阶河流的数量分别为699、339和170，分别占研究区域总河流数量的50.432%、24.458%和12.265%。其他阶数的河流数量较少，占比也较小。

12. **流域河流长度**：研究区域的总河流长度为1252.312公里，其中较大的流域包含大部分的河流长度。阿布-格莱比特流域的河流长度为784.14公里，占研究区域总河流长度的62.615%。阿尔-沙尔哈尼流域次之，总河流长度为292.231公里，占研究区域总河流长度的23.335%。阿尔-沙卡克流域的总河流长度为175.941公里，占研究区域总河流长度的14.049%。子流域的河流长度也有所不同，其中SW6的总河流长度为562.833公里，占研究区域总河流长度的44.956%。SW7的总河流长度为213.428公里，占研究区域总河流长度的17.047%。其他子流域的河流长度则有所差异，其中SW8的总河流长度为7.876公里，占研究区域总河流长度的0.629%。

##### 坡度多样性

研究区域的坡度多样性主要体现在不同坡度区间的分布和变化上。这些坡度区间与地貌阶段和地貌过程密切相关。不同坡度区间的分布反映了该地区地质构造和地貌过程的复杂性。

1. **坡度区间**：研究区域的坡度区间分为五个类别，每个类别由不同的坡度特征定义。例如，0-0.686米/公里的坡度区间覆盖了252.82平方公里，占阿布-格莱比特流域的46.638%。相比之下，5.187-10.415米/公里的坡度区间覆盖了1.693平方公里，占阿尔-沙尔哈尼流域的1.354%。子流域的坡度分类也有所不同，其中SW6的坡度区间0-1.512米/公里覆盖了150.812平方公里，占SW6面积的37.982%。SW8的坡度区间5.407-10.689米/公里覆盖了0.110平方公里，占SW8面积的2.692%。

2. **坡度方向**：研究区域的坡度方向与地形的整体梯度一致。在北部和南部，坡度方向较为平缓，而在东部和西部，坡度方向较为陡峭。不同的坡度方向反映了该地区地质构造和地貌过程的多样性。例如，SW1的坡度方向0-1.130米/公里覆盖了8.214平方公里，占SW1面积的39.136%。SW7的坡度方向0-1.196米/公里覆盖了52.440平方公里，占SW7面积的35.697%。

3. **坡度段**：坡度段是地形剖面中坡度保持一致的部分。通过分析坡度段，可以确定地形剖面的均匀性和地貌特征的演变趋势。例如，阿布-格莱比特流域的地形剖面包含216个坡度段，其中上游地区的坡度段平均长度为0.087公里，是研究区域中记录的最高值。阿尔-沙尔哈尼流域的地形剖面包含31个坡度段，其中上游地区的坡度段平均长度为0.085公里，是研究区域中记录的最低值。坡度段的增加通常与水侵蚀过程有关，尤其是在地貌周期的初期阶段。

#### 讨论

阿尔-祖拜达特地区的地质多样性反映了其复杂的自然环境和地貌特征。圆形山丘、断层崖、山谷、荒漠、冲积平原、冲积扇、洪泛平原、弯曲河段和沙丘等地貌特征的分布和变化与该地区的地质构造和地貌过程密切相关。这些地貌特征不仅影响了区域的水文条件，还对生态系统的稳定性和可持续性起到了重要作用。

在地貌多样性研究中，我们观察到不同流域的坡度分类和方向存在显著差异。阿布-格莱比特流域的坡度分类和方向反映了其较大的面积和复杂的地形特征，而阿尔-沙尔哈尼流域的坡度分类和方向则显示出其相对较小的面积和较为平缓的地形。这些差异表明，不同流域的形成和演变受到多种因素的影响，包括岩石类型、构造活动、气候条件、坡度和时间等。

地质多样性不仅对自然生态系统至关重要，还对人类社会的可持续发展具有重要意义。通过保护和利用地质多样性，可以促进可持续旅游、生态保护和资源管理。此外，地质多样性还可以提高公众对自然和文化遗产的认识，增强社会的环境意识和文化认同。

在研究过程中，我们发现地质多样性与水文特征密切相关。例如，高差比和粗糙度数的增加通常与河流的侵蚀和沉积作用有关。这些水文特征不仅影响了地形的形成和演变，还对区域的生态系统和人类活动产生了深远的影响。

#### 结论

本研究对伊拉克东南部阿尔-祖拜达特地区的地质多样性进行了系统分析，揭示了该地区的地貌特征和水文条件。研究结果表明，该地区的地质多样性具有显著的区域特征，包括圆形山丘、断层崖、山谷、荒漠、冲积平原、冲积扇、洪泛平原、弯曲河段和沙丘等。这些地貌特征的分布和变化反映了该地区的地质构造和地貌过程的复杂性。

此外，研究还发现，不同流域的坡度分类和方向存在显著差异，这些差异与该地区的地质构造、地貌阶段和水文条件密切相关。通过分析这些参数，可以更好地理解流域的特征和演变趋势，为未来的水资源管理和生态保护提供科学依据。

在研究过程中，我们还发现，地质多样性与水文特征之间存在密切关系。例如，高差比和粗糙度数的增加通常与河流的侵蚀和沉积作用有关。这些水文特征不仅影响了地形的形成和演变，还对区域的生态系统和人类活动产生了深远的影响。

综上所述，阿尔-祖拜达特地区的地质多样性研究不仅有助于理解该地区的自然环境和地貌特征，还为未来的水资源管理和生态保护提供了科学依据。通过保护和利用地质多样性，可以促进可持续旅游、生态保护和资源管理，为当地社区和国家的可持续发展做出贡献。