汶川地震前后茂县植被覆盖度变化研究

“5· 12”汶川地震引起的滑坡、泥石流、崩塌等次生地质灾害对灾区的植被覆盖造成严重的破坏.茂县地处于地震重灾区,查清地震对茂县植被覆盖的破坏程度可为植被修复提供参考依据,便于防控水土流失和地质灾害隐患.选取茂县地震前后Landsat 5 TM的遥感影像作为数据源,采用归一化植被指数和像元二分法为估算模型,提取地震前后茂县植被覆盖度数值.通过对数据的研究将该区植被覆盖度划分为4级:高植被覆盖区、中植被覆盖区、低植被覆盖区和无植被覆盖区,并对每种覆盖类型的变化进行统计分析.结果表明,地震对高植被覆盖区的影响最严重,中植被覆盖区的影响次之,低植被覆盖区的影响最小;植被覆盖度破坏较严重的区域主要分布在坡度大于40°的地区.     

汶川地震灾区生态脆弱性评价研究

研究汶川地震灾区生态脆弱性等级差异与空间格局特征,对合理规划土地资源和生态环境保护具有指导作用。选取资源成因、环境成因和社会经济3大体系的16个指标构建了生态脆弱性评价指标体系。利用DARE法和生态脆弱度对其评价指标进行加权分析计算,建立了4个等级生态脆弱性。结果表明,龙门山断裂带中心带及秦巴山地生态脆弱性最强,西部高原区域的生态脆弱性较强,山前平原地区为中度,东部丘陵地区生态脆弱性次之,并分析了土地利用规划现状和地震次生灾害分布对生态环境影响,证明了评价结果符合汶川地震灾区的生态环境状况。     

汶川地震灾区植被覆盖度变化与地形因子的关系

[目的]分析植被覆盖度变化与高程、坡度、坡向3种地形因子关系,为汶川地震灾区环境监测及修复、水土保持、灾害评估与防治等工作提供一定依据。[方法]通过构建汶川地震灾区像元二分模型估算植被覆盖度,分析植被覆盖度与地形因子之间的关系。[结果]高程小于3 000m的各高程带、各坡度带中平均植被覆盖度、高植被覆盖度减少,低植被覆盖度增加的比例均与高程、坡度呈负相关。高程低于500m,500~1 000m区域和坡度小于5°的区域其植被受地震影响大,恢复周期更长,截至2015年5月,尚未达到震前水平。各坡向区平均植被覆盖度,高、中、低植被覆盖度比例变化趋势较为一致,无明显差异,东、南、东南、北方向各等级植被覆盖度比例已达到震前水平。[结论]植被覆盖度与地形因子之间关系密切,植被覆盖的动态监测可以从地形变化出发。     

汶川地震灾区水土流失动态变化及原因分析

汶川特大地震是新中国成立以来发生的最为严重的地震灾害,破坏性极强,不仅给灾区造成了重大经济损失,也使灾区的山体、林草植被破坏严重,水土流失加剧,生态系统遭受重创。对四川地震灾区震前(2002年)、震后(2008年)和恢复期(2013、2018年)不同时段的水土流失面积、强度、土壤侵蚀量和土壤侵蚀模数变化规律进行分析,并对水土流失变化的原因进行了探讨。基于水土流失动态变化的分析结果,对灾区下一步水土保持工作提出一些建议,可更好地为灾后重建提供科学的决策依据。     

汶川地震灾区自然植被恢复的先锋植物特征分析

对栖息在汶川地震极重灾区部分滑坡、崩塌、泥石流等灾害体上的先锋植物的组成特征、区系成分、扩散途径和入侵植物的入侵风险进行了分析,结果表明:目前在该区域的灾害体上栖息的先锋植物有52种,隶属21科49属,以易于通过风媒传播的菊科和禾本科植物为主;先锋植物的植物区系结构与该地区原有的植物区系结构基本相同;在目前的先锋植物中有7种入侵植物,均为农田恶性杂草,会对灾害体的自然恢复产生一定的影响。     

北票市基于Landsat8遥感影像的归一化植被指数分析

归一化植被指数(NDVI)是反映植被长势和营养信息的重要参数之一,由近红外波段与红光波段的反射率值计算得到。Landsat8作为美国Landsat计划的第8颗卫星,遥感数据的准确性更高,时效性更新,采用美国地质勘探局(USGS)网站提供的Landsat8卫星遥感影像,利用ENVI软件计算2013年7月~2016年6月北票市NDVI,分析北票市3a的植被覆盖情况。结果表明:用遥感影像的时效性,通过计算NDVI可以有效监测区域内植被的覆盖情况,获取多年的遥感影像可以分析区域内植被覆盖规律,便于分析区域水土流失情况,制定水土保持计划与决策。     

基于归一化植被指数的流域植被覆盖分形维数研究

量化和表征植被覆盖空间分布的复杂性是研究植被与地表物质迁移关系的重要问题。为研究植被覆盖分形维数的表征特点及其在不同尺度上的变化特征,该文基于地理信息系统平台,利用分形布朗运动理论,结合像元归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)的空间分布,提出并计算了植被覆盖分形布朗运动(fractional brownian motion,FBM)分形维数。结果显示,流域植被覆盖的空间分布具有统计自相似性,可用分形维数表征,其值在2.5~3之间,越接近2.5,表示植被覆盖空间分布越复杂。植被覆盖FBM分形维数与流域内均值化NDVI值和NDVI值的变异系数无直接关系,与单位面积不同NDVI值的像元数呈极显著负相关(R=0.66,P0.01)。植被覆盖FBM分形维数具有尺度效应,随流域面积增大而增大,到一定尺度后趋于平稳。流域植被覆盖FBM分形维数能够克服NDVI像元点奇异值等对植被空间分布量化表征计算的干扰,相对传统表征植被覆盖的指数,其在水文、土壤侵蚀等模型中具有更广泛的应用意义。     

汶川地震灾区堰塞湖应急处置中的计算分析

四川“5·12”汶川大地震形成的34个主要堰塞湖,超过半数处于中危以上,需要及时开展溃决风险评估和应急处置。应用数字流域模型和水动力学模型,在资料匮乏的条件下,快速预报了典型堰塞湖的来流入库过程和溃口发展过程,模拟了不同应急预案条件下的洪水传播过程,为堰塞湖溃决风险评估和应急处置提供了有效依据。将来需要进一步建立集来流预报、泄流溃决、洪水淹没及优化措施分析为一体的完整模型体系,以应对基本数据匮乏条件下的应急预警预报和优化决策需求。     

汶川地震前后都江堰植被盖度变化的遥感研究

选取都江堰市2007年9月18日和2008年7月18日两个时相的TM数据,在辐射校正相关理论的指导下,对遥感影像进行辐射校正,主要是将图像的DN值转换为表观反射率.再使用归一化植被指数(NDVI)对图像进行密度分割、分类等处理,提取植被盖度信息.根据区内植被发育特点.将之分为无植被覆盖、低植被覆盖、中植被覆盖和高植被覆盖4级,通过震前和震后对比分析,研究发现地震活动的强弱直接导致了区内植被盖度不同程度的变化.     

汶川地震引发的生态问题及对策

2008年5月12日,四川汶川发生里氏8.0级特大地震,地震的强度、烈度、破坏性和波及范围均成为新中国成立以来最严重的一次地质灾害,同时也引发了诸如土壤侵蚀、生物多样性锐减、生态系统退化、生态服务功能下降等严重的生态问题,据此提出了科学评价与合理规划相结合、自然修复与人工治理相结合、环境整治与科学研究相结合之对策。     

汶川地震震中地区崩滑体的植被恢复与长期效应

[目的]评估汶川地震震中地区崩滑体自然植被恢复过程,旨在为该区震后地质环境恢复、灾害防治和重建提供依据。[方法]以四川省汶川县映秀镇为研究区,以多期空间分辨率为30 m×30 m的Landsat遥感影像为数据源,分析震后崩滑体上的植被动态恢复变化,结合地形因子分析地震9 a后植被恢复的空间分布特征。[结果]研究区震后至2011年,经历植被恢复程度较差,差等水平以下占比68%,期间暴雨泥石流活动频率高,至2013年后就达到一个较好的恢复水平,差等水平以下占比32%,之后就处于一个缓慢的恢复过程,至2017年植被恢复差等以下的崩滑体仍主要处于30°～50°的坡度区间,1 500～2 100 m高程区间、东南坡向。[结论]四川省汶川县映秀镇总体上经过近9 a的恢复过程,植被覆盖度恢复到0.74,与震前相比差值为0.08,根据拟合模型预计2022年植被覆盖度能恢复到震前水平,但仍主要以草本和灌木为主,植被种群结构与震前差异较大。     

人工模拟降雨下汶川震区滑坡堆积体产沙规律

为明确震区滑坡堆积体坡面产沙的特点,该文采用室内人工模拟降雨试验,对不同土石比(质量比为1:1、1:2、1:4)的滑坡堆积体侵蚀产沙规律进行研究。结果表明,同一土石比不同降雨强度与同一雨强不同土石比条件下,震区滑坡堆积体产沙随时间的变化形式,为波动型和平缓型。土石比和雨强对滑坡堆积体径流含沙量有显著影响,即当滑坡堆积体土石比为1:1时,稳定产沙率随着雨强增大而增大,即2.80 g/min(1.0 mm/min)7.76 g/min(1.5 mm/min)10.84 g/min(2.0 mm/min);在土石比为1:2雨强1.0 mm/min时没有产流产沙,1.5 mm/min雨强条件下的产沙率小于雨强2.0 mm/min的产沙率;土石比为1:4的滑坡堆积体在整个试验过程中没有产流产沙。土石比与平均产沙率、累积产沙量的偏相关系数相比于雨强更大,累积径流量和累积产沙量为极显著线性关系。研究为汶川震区滑坡堆积体的水土流失预测和治理提供理论依据。     

基于聚类和最大似然法的汶川灾区泥石流滑坡易发性评价

选择坡度、相对高差、地表径流深和地震烈度4个震后地质灾害的主控因素作为评价影响因子,采用聚类分析和最大似然法评价汶川极重灾区(四川省部分)震后地质灾害的易发性.结果表明:聚类分析和最大似然法这种非监督分类的方法适用于没有足够训练数据的情况,可以快速对一个大区域的地质灾害易发性进行评估;从得到的易发性评价图中可知,在大块的高易发区内存在一些小的极低易发区,这些区域可以作为安全的居民点使用,在极高易发区和高易发区以及高易发区与极低易发区分界线附近,地质灾害点分布比较密集.     

汶川地震生态治理区土壤种子库及其与地上植被的关系

为了比较地震灾区不同气候类型植被恢复区土壤种子库时空分布特征,采用野外调查取样和室内试验相结合的方法,研究了四川省汶川县威州镇和绵竹市汉旺镇4类生态治理区[干旱干暖河谷受损治理区(DHD)、干旱干暖河谷未受损区(DHU)、亚热带湿润季风气候受损治理区(HMD)、亚热带湿润季风气候未受损区(HMU)]土壤种子库的萌发动态、数量特征、物种组成、多样性特征及其与地上植被之间的关系。结果表明:未受损区具有2个萌发高峰期,受损治理区只有1个萌发高峰期,不同气候类型治理区土壤种子库在不同土壤深度表现出不同的萌发潜力;4类治理区土壤种子库平均密度为192~1 544粒·m?2,表层密度和平均密度均为未受损区受损治理区,干旱干暖河谷气候区亚热带湿润季风气候区;4类治理区共有50种植物萌发,草本植物占显著优势;HMU、HMD、DHU、DHD地上植被与土壤种子库物种组成的S?rensen相似性系数分别为26.23%、44.9%、30.77%、16.00%,Jaccard相似性系数分别为15.09%、28.95%、18.18%、9.09%;不同类型样地土壤种子库特有种和共有物种均表现出不同的生活型格局。基于以上分析结果,在灾区进行植被恢复时,应该考虑治理区的气候环境,因地制宜的进行人工引种和制定恢复措施。     

汶川地震受灾严重区域崩塌与滑坡体空间分布研究

基于北京一号小卫星遥感影像,提取地震受灾严重区域（简称重灾区）崩塌与滑坡体的空间分布信息;以缓冲区空间分析技术,分析不同距离缓冲区段内崩塌与滑坡体的面积、个数、体积、等级大小、分布密度等指标,得出崩塌与滑坡体与4级以上余震集中带及5级以上震源之间的空间关系。结果表明：在不同距离的余震集中带缓冲区段内,崩塌与滑坡体面积在10-30 km缓冲区段内分布最多,而崩塌与滑坡体个数、体积、分布密度均以5 km缓冲区段内为最大;在不同距离的5级以上震源缓冲区内,崩塌与滑坡体面积、个数均以10-30 km缓冲区段内分布最多,而崩塌与滑坡体分布密度均以5 km缓冲区段内为最大;30 km缓冲区为崩塌与滑坡体的高发区,该区的面积仅占调查面积的10%左右,但崩塌与滑坡体面积达到崩塌与滑坡体总面积的60%,个数和体积均占总数的80%以上;不同距离缓冲区段内,崩塌与滑坡体个数多以1-5 hm^2范围内的为最多,其次为小于1 hm^2的。     

柴达木盆地典型地貌单元归一化植被指数变化特征

[目的]探究柴达木盆地不同地形地貌单元植被空间分布特征及生态环境的变化趋势,为当地制定有针对性的生态环境保护策略提供决策支持与数据依据。[方法]利用1998—2018年柴达木盆地的5期Landsat遥感影像,采用趋势线及相关分析等方法,研究近20 a来该区不同地貌单元的归一化植被指数(NDVI)的变化特征,并分析了其驱动力。[结果](1)柴达木盆地NDVI总体上表现为东南高,西北低,1998—2003年,受崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害的影响,NDVI呈现出显著下降趋势;2003—2008年,随着国家生态环境治理力度的加强及公众环保意识的提高,NDVI表现出显著增加趋势,2008年以后,NDVI趋于稳定,生态环境保持良性发展;(2)不同地貌分区下,水源是限制植被生长的关键因子,冲积扇和洪积扇地区植被生长较茂盛;人类活动对生态环境的影响表现出两面性,在德令哈中海拔流水作用丘陵台地平原区(Ⅱ_2),人类改造土地利用类型,种植枸杞等经济作物,使该区域NDVI增加明显,在达布逊中海拔、盐湖沉积平原区(Ⅱ_3)湖泊周边,受人类采盐活动影响,NDVI表现出显著下降趋势;(3)受到气候、人类活动和植被类型的影响,NDVI和海拔高度表现出明显的正相关特性;(4)NDVI受坡度影响明显,坡度在2°～35°时,NDVI普遍较高。[结论]水源和气候是影响植被变化的关键因子,人类活动和地形的改变,同样会导致生态环境的变化。     

汶川震区震后土体入渗特征试验研究

汶川地震对土体产生强烈扰动,改变了流域下垫面特征,影响到流域产流过程,其中土体入渗特征是导致产流变化的基本因素。选择强震区都江堰龙溪河流域为典型研究区,采用双环法进行野外原位土体入渗试验,得出了泥石流流域不同类型土体的入渗特征。试验结果表明:(1)不同类型土体的最终稳定入渗率大小顺序依次为:林地(0.32mm/min)>草地(0.30mm/min)>耕地(0.28mm/min)>泥石流堆积体(0.19mm/min)>滑坡体(0.17mm/min)>裸地(滑坡后壁)(0.07mm/min);(2)研究区土体的稳定入渗率与孔隙度呈幂指数的正相关关系(R=0.95);前期含水率和细颗粒含量对林地、草地、耕地等土体入渗率的影响不明显,但滑坡体、泥石流堆积体、裸地等土体的稳定入渗率与细颗粒含量之间呈较强的负相关关系。细颗粒含量对土体入渗的影响远小于由根系及其腐烂空洞的影响,从而导致根系发育土体内的细颗粒含量对土体入渗影响不大。此外,土体表面结皮能显著降低研究区土体的入渗性能。