微地形驱动崩岗侵蚀的关键机制：崩壁凹龛形态演化与稳定性研究

本研究针对花岗岩红壤区崩岗侵蚀中崩壁凹龛（niche）的形成机制与稳定性问题，通过野外调查与力学模型分析，揭示了凹龛形态参数（LDR、SDR）与土壤理化性质（有机质、黏粒含量、游离铁氧化物）的协同作用规律，建立了基于随机森林的稳定性预测模型（R2=0.876），为崩岗溯源侵蚀理论发展及灾害防控提供了科学依据。

　　

花岗岩红壤区崩岗侵蚀是我国南方特有的地质灾害现象，其溯源侵蚀过程直接受崩壁局部失稳驱动。崩壁表面发育的凹龛（niche）作为侵蚀起始标志，其形态演化与稳定性机制长期缺乏系统研究。广西梧州地区花岗岩崩岗的观测显示，这些凹龛在暴雨和重力耦合作用下形成，但学界对其发育规律、关键控制因子及失稳阈值仍存在认知空白。针对这一科学问题，华南某高校团队在《Geomorphology》发表研究，通过多学科交叉方法揭示了凹龛发育的力学机制与环境响应规律。

研究团队采用野外形态测量（激光扫描）、土壤剖面分层采样（0-200 cm）、室内剪切实验（直剪仪）和机器学习（随机森林、结构方程模型）等技术，对48个自然凹龛样本进行系统分析。样本来源于广西梧州花岗岩崩岗区，该区域年均降雨量达1506.9 mm，土壤具有显著的垂向异质性特征。

形态特征分析
凹龛平面多呈椭圆形（占比72.3%），长轴（77.80 cm均值）、短轴（53.39 cm均值）与凹深（34.56 cm均值）呈极显著正相关（p<0.01）。形态参数中长度-深度比（LDR）对安全系数（FS）贡献度最高（0.402），表明纵向侵蚀是主导发育模式。

土壤力学响应
剪切强度垂向差异是凹龛发育的基础，下层土壤因高含水率（>30%）和低黏粒含量（<15%）形成软弱层。有机质（重要性得分0.402）、黏粒含量（0.312）和游离铁氧化物（0.312）构成稳定性三大关键因子，三者通过胶结作用维持土壤结构完整性。

稳定性模型
建立的随机森林预测模型（R²=0.876）显示，当LDR>2.3且土壤含水率>25%时，FS值骤降至1.2以下，标志失陷高风险。结构方程证实，微地形（β=0.58）与土壤性质（β=0.42）通过正反馈机制加速凹龛扩展。

该研究首次量化了崩壁凹龛的稳定性阈值，揭示其"下切-侧扩-崩塌"的发育模式，为崩岗侵蚀预警提供了形态-力学双指标体系。成果对理解红壤区特殊土体结构下的水土互馈机制具有普适价值，开发的LDR-SDR参数体系可直接应用于野外快速评估。未来研究需结合原位监测验证模型在极端降雨情景下的适用性。