东喜马拉雅前缘带构造-地貌耦合作用下的地表形态演化机制与河流应力响应

本研究针对东喜马拉雅山前带地貌演化的构造-河流耦合机制，通过SRTM和ALOS PALSAR DEM数据，结合地貌指数（Smf 、GLA、VF）和冲积扇微形态分析，揭示构造活动性（如Smf 值1.38-2.40指示山前活跃度差异）与河流应力（如Kuchi-Diana河VF值1.63反映下切作用）的交互影响，为理解活跃造山带地表过程提供量化依据。

　　

喜马拉雅造山带作为全球最活跃的构造区之一，其前缘地带的地貌演化始终是地球科学领域的焦点。东喜马拉雅山前带（Sub-Himalaya）和山麓平原（Piedmont）区域的地表形态，正经历着印度板块与欧亚板块持续碰撞引发的构造应力与强烈季风气候下河流侵蚀的双重塑造。然而，这一区域复杂的地貌响应机制仍存在关键认知空白：构造活动如何通过山前曲折度（S_mf
）等指标量化表达？河流系统如何通过谷宽高比（VF）等参数反馈构造应力？冲积扇表面的瞬态沟壑（ephemeral gullies）又怎样记录气候-构造的交互作用？

针对这些问题，中国的研究团队在《Results in Earth Sciences》发表了一项系统性研究。该工作创新性地整合多源遥感数据与地貌指数分析，首次量化了东喜马拉雅前缘带构造-河流耦合作用的地貌响应模式。研究发现，Samtse附近山前曲折度最高值（S_mf
=2.40）指示构造静止状态，而Kuchi-Diana河异常的VF值（1.63）揭示强烈下切作用；Jaldhaka河与Ghatia河的正梯度长度异常（GLA 0.032-0.064）反映构造抬升与侵蚀的时空异质性。这些发现为理解造山带地表过程提供了新的量化标尺。

研究采用三项关键技术方法：1）基于30米分辨率SRTM和12.5米ALOS PALSAR DEM的地貌单元识别；2）运用山前曲折度（S_mf
=L_mf
/L_s
）、梯度长度异常（GLA）和谷宽高比（VF=2V_fw
/(E_ld
-E_sc
+E_rd
-E_sc
)）量化构造活动性；3）通过60个野外采样点对Nagrakata扇面3条瞬态沟壑（Gully A-C）进行形态测量。

3.1 地貌单元与扇面形态特征
通过DEM解译识别出Matiali、Chalsa和Nagrakata三大冲积扇体系。其中Nagrakata扇（面积37.52 km²
）被Thaljhora陡坎（坡度15.28°）分割，发育典型阶梯状阶地（T1-T2），而Jaldhaka-Jiti河间区出现85米宽的沟壑扇（Gully-C），沉积物粒径达0.9米，反映高能侵蚀环境。

3.2 微地貌特征演化
跨河间区的剖面显示：Mal-Neora河间扇（海拔517-124米）呈现凹形纵剖面，右岸阶地宽度563米；Jaldhaka-Ghatia河间的Nagrakata扇存在37米宽的沟壑扇（Gully-B），其头部高程差达68米（220→152米），指示强烈溯源侵蚀。

3.3 地貌指数与构造应力
九段山前曲折度分析显示，活跃构造区S_mf
值（1.38-1.60）低于阈值1.4，而Samtse段高值（2.40）对应MBT（主边界逆冲带）静止区。Jaldhaka河负GLA值（-0.064）与正异常（0.032）并存，揭示构造抬升与局部沉降的耦合。Kuchi-Diana河VF值1.63为全区最高，反映构造驱动的谷底深切。

3.4 河流应力特征
Nagrakata陡坎发育的3条沟壑扇（A-C）显示递变沉积结构：Gully-C长度370米，沉积物从扇顶（粒径0.2毫米）向扇缘（0.9米）粗化，反映季节性洪水能量梯度。沟壑侧壁植被固结作用抑制了约30%的侵蚀速率。

这项研究开创性地建立了东喜马拉雅前缘带地貌演化的"构造-气候-河流"响应模型。量化指标证实：1）山前曲折度与梯度长度异常可有效标识HFT（喜马拉雅前缘逆冲带）的活动分段性；2）谷宽高比异常（VF>1.5）是识别构造驱动河流下切的敏感指标；3）冲积扇沟壑系统的形态参数（如Gully-C的225米宽度）可反演极端降雨事件频率。这些发现不仅为造山带灾害风险评估提供新依据，其多指标耦合分析方法更可推广至全球活跃构造区的地貌演化研究。