近年来,外力剥蚀与构造活动之间的耦合关系成为地貌学的研究热点。造山带地貌形态是构造活动、地表侵蚀等内外营力的产物,地貌形态也可以反过来反映内外营力的特征。当前,地貌学研究定量化分析越来越受到重视。随着计算机技术、数字高程模型以及空间分析技术的发展,地貌学定量化研究得到进一步发展。通过地貌形态的定量分析,可以揭示地貌演化过程以及研究区的构造活动性。庐山地处江南造山带北缘,也是北东向郯庐断裂和北西向襄樊-广济断裂的交汇带南缘。整体上庐山一般被视为地垒式断块山,庐山山体沿着两侧断裂带构造抬升。但庐山的构造样式以及构造抬升过程却存在争议。造山带河流发育受到构造活动的影响,通过研究庐山河流形态特征以及庐山山体的地貌参数,可以间接获取庐山构造活动的信息。本文利用高分辨率(5 m)DEM数据并结合GIS、遥感、Matlab分析提取了庐山的地形因子参数以及河流形态参数。这些参数主要包括三大类:第一类为庐山基本地形因子,包括坡度(Slope)、坡向(Aspect)、地面变率因子(坡度变率(SOS)和坡向变率(SOA))、地形起伏度(RFi)、地表切割深度(Di)、地表粗糙度(Kr)、坡长(L)、高程变异系数(V)、地形曲率(K)等;第二类为流域特征因子,包括河网密度(Dd)、流域不对称系数(AF)、河谷宽高比(Vf)、盆地形态指数(Bs)、面积-高程积分(HI)、河流凹度指数(SCI)等;第三类为河道特征因子,包括河流坡降指数、陡峭度、凹曲度。通过1:5万地质资料以及回弹仪实测的岩石相对硬度,确定了基底性质,并与各参数、指数的空间变化对比,揭示参数、指数变化的控制因素。研究结果显示:(1)庐山北山地形因子具有垂直分带的特征,即山体上部、下部的因子值较小,而中部因子较大。平面上地形因子大体可分为三个区域,北山中部、北山南北侧、南山。北山南北侧地形因子较大,是构造和岩性共同作用的结果,南山上部的地形因子值较大,未出现类似北山中部地形因子的低值区,原因在于北山为整体抬升,中部保留了老地形,而南山整体抬升的同时内部可能出现差异性抬升,老地形因而受到破坏。(2)庐山流域地貌特征参数以及相对构造活动强度Iat显示庐山河流地貌主要受基底(构造和岩性)控制,南山可能存在内部构造差异抬升,但总体上南山各流域的平均构造活动强度与北山的相差不大。(3)河流的坡度-面积对数图证实庐山存在两类裂点,即与基底有关的垂阶型裂点(构造裂点、岩性裂点)以及与基底无关的坡断型裂点(旋回裂点)。坡断型裂点主要出现在北山,是侵蚀基准面下降后河流溯源侵蚀形成的。坡断型裂点的海拔高度相近,是庐山整体构造抬升的良好指示。南山坡断型裂点不甚发育,可能与老地形未能很好保留有关。河流的Hack剖面分析结果也进一步验证了这个推断。(4)利用河流水力侵蚀模型,本文定量分析了庐山构造抬升的相对速率。对河流稳定态河段拟合得到标准化陡峭指数(ksn),流域之间的ksn对比表明庐山的抬升速率可能存在空间不均一性。南山流域的平均ksn值约为168.5 m0.9,而北山的约118m0.9,这表明庐山南山、北山的抬升速率存在差异,南山的抬升速率可能更大。(5)对庐山的地貌形态定量研究表明,庐山的构造抬升经历过两个阶段,即早期的低抬升速率阶段与晚期的高抬升速率阶段。低抬升速率阶段形成了壮年期的地形,而高抬升速率阶段,因侵蚀基准面下降,河流溯源侵蚀形成了峡谷以及坡断型裂点。南山晚期的抬升速率略高于北山,显示南山、北山之间存在差异抬升。北山中部差异抬升不明显,因此在坡断型裂点之上尚能看到早期形成的壮年期地形,南山中部未保留大面积的壮年期的地形,可能与南山内部存在差异抬升有关。