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。     

汶川地震灾区归一化植被指数变化监测分析

提取归一化植被指数合成旬最大植被指数,研究地震重灾区域的植被状况.结果表明:1)盆地西部和北部山区,植被在4月下旬到5月底呈现自然生长规律,并且存在一条以旬最大植被指数为标记的稳定边界线来区分盆西山区和盆地农田;2)2008年地震前期,4月下旬的旬最大植被指数好于5月上旬,地震发生的5月中旬,旬最大植被指数在成都平原、德阳和阿坝州交界的山区明显减小,5月下旬,大部分区域旬最大植被指数都在减小;3)2009年5月中旬的旬最大植被指数是最好的,5月下旬,盆地中的旬最大植被指数值减小;4)地震使得在盆西山区和盆地农田之间通过旬最大植被指数表征的稳定边界被破坏.     

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。     

5·12汶川地震灾区茂县地质灾害危险性评价

该文讨论了模糊综合评价模型和地理信息系统（GIS）相结合进行地质灾害危险性评价的方法。选取研究区内的地形坡度、海拔高程、地层岩性、河流缓冲区、断层缓冲区的灾害点分布频率作为评价指标,利用模糊综合评价模型进行地质灾害危险性评价;基于GIS系统强大的空间分析功能,实现对地理数据进行运算处理及评价结果图的输出。最后,以5·12汶川地震后的四川省茂县为例,实现研究区地质灾害危险性评价,研究表明:高危险区面积25.0%,地质灾害点占60.7%;中危险区面积33.1%,地质灾害点占24.4%;低危险区面积41.9%,地质灾害点占14.9%。地质灾害危险性评价结果可为政府部门的灾后重建及规划提供科学依据。     

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。     

湖南省湘西州重点生态功能区贫困县生态脆弱性评价

[目的]开展湖南省湘西州生态脆弱性评价,在此基础上规划适宜开发区、限制开发区,为实现研究区绿色可持续发展提供参考。[方法]依据湘西州生态环境特点,利用2015—2018年社会经济统计数据,采用遥感影像、数字高程模型(DEM)等基础数据,运用GIS空间分析法,综合分析了湘西州各县生态脆弱性的时空演变特征。[结果]①生态脆弱性空间格局呈现出西高东低的分布特征,微度和轻度脆弱区主要分布在湘西东部永顺县和古丈县,重度和极度脆弱区成片分布在西部龙山县、保靖县和吉首市;②生态脆弱性总体表现出向高脆弱等级方向发展的趋势,微度脆弱区面积急速减少,重度脆弱区面积急速上升,生态环境逐年恶化。[结论]应注重人类活动对生态系统的积极影响,在加大扶贫力度的同时,因地制宜地开展生态环境保护工作。     

汶川地震重灾区土壤侵蚀敏感性评价

以通用土壤流失方程为基础,选择降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形起伏度、植被覆盖自然因子作为土壤侵蚀敏感性的评价指标,根据汶川地震重灾区自然环境特征,制定评价指标的分级标准,在GIS技术支持下生成单因子敏感性评价图,在此基础上基于ArcGIS的空间叠加分析功能,完成单因子的叠加运算,从而实现土壤侵蚀敏感性综合评价。结果表明:研究区土壤侵蚀敏感性以高度敏感和中度敏感为主,轻度敏感次之,不敏感和极敏感所占比例较小。空间上土壤侵蚀敏感性呈块状不连续分布,但侵蚀敏感性区域又相对集中,分布特征与地貌类型关系较大。针对不同的土壤侵蚀敏感等级,提出了相应的水土保持对策。     

汶川地震不同次生地质灾害类型区土壤种子库特征

为了解地震后次生地质灾害土壤种子库特征及其植被恢复特点,在四川省北川县采用野外取样和在当地自然环境下萌发相结合的办法,研究了5种不同灾害类型(包括滑坡、崩塌、泥石流、落石及堰塞湖)土壤种子库大小、物种组成及其与地上植被之间的关系。研究结果表明,不同灾害类型土壤种子库密度介于30133.33±6776.03~93383.33±26499.81粒/m2方差分析显示,只有落石损毁类型种子库密度与其它几种灾害类型差异显著,各灾害类型土壤种子库种子密度在0-5cm和5-10cm土层之间无明显分层区别。土壤种子库中一年生和多年生草本所占比例为90.48%,灌木所占比例为9.52%,没有观察到乔木种。各土壤种子库之间Sorensen相似性指数较高,为0.529~0.714土壤种子库与相应样地地上植物之间相似性不高,相关性也不密切,其相似性指数介于0.167~0.292。建议灾害损毁地植被恢复以自然恢复为主,若采取简易的水土保持措施和适量客土措施,将会促进种子的萌发和植被的更新种子库中缺乏乔木种,快速乔木化需要人工输入种子雨。     

基于景观格局的榆阳区生态脆弱性评价

为了定量评价榆阳区生态脆弱性的空间差异,为区域土地利用规划和环境保护提供依据,选取景观分维数、破碎度、连通性和优势度4个景观格局指数,以及人类活动干扰强度、地形指数、景观与荒地的邻接度,从生态系统压力度、敏感性和恢复力3个方面出发构建生态系统脆弱度评价模型,对榆阳区主要的生态系统及各乡镇的生态脆弱性进行了综合定量的分析和评价。结果表明:各生态系统中,水体的生态脆弱性最高,为0.319 3,草地和林地次之,分别为0.095 9,0.068 4,耕地最低,为0.047 4;24个乡镇中,小纪汗乡、榆阳镇、鱼河镇和鱼河峁镇最高,分别为0.056 6,0.058 8,0.057 5,0.059 9,岔河则乡最低,为0.019 8;空间上,生态脆弱性由中部向东、西两个方向逐渐减弱;从区域上来看,生态脆弱性南部黄土丘陵沟壑区>中部过渡区>风沙草滩区;景观分布格局,地形,矿区、居民点等人为干扰是影响生态脆弱性空间分异的主要原因。     

山西省水土保持功能区生态脆弱性评价

为了解山西省不同水土保持主导功能区生态脆弱性状况,利用全国水土保持区划成果及相关数据,采用主导因子分析、专家评判分析和层次分析相结合的方法,在评价山西省不同行政县（市）生态脆弱度的基础上,分析不同水土保持主导基础功能区生态脆弱性的分布特征,讨论山西省实施水土保持生态建设的重点区域及措施。结果表明：1）山西省不同水土保持主导基础功能区的生态脆弱性具有明显的差别,其脆弱程度表现为拦沙减沙区（强度脆弱）〉土壤保持区（中强度脆弱）〉防风固沙区（中度脆弱）〉蓄水保水区（轻中度脆弱）〉水源涵养区（轻度脆弱）;2）山西省的水土保持生态建设,在土壤保持-中强度脆弱区、拦沙减沙-强度脆弱区和防风固沙-中度脆弱区应以做好综合治理工作为重点;在蓄水保水-轻中度脆弱区和水源涵养-轻度脆弱区应重点做好预防保护和监督工作。     

5·12地震后灾区泥石流危险度增加系数评价

5.12地震不仅直接引发了大量的崩塌、滑坡,而且降低流域内岩土体的强度,使其更易于受到侵蚀,从而为泥石流的形成提供丰富的固体物质。灾区震后泥石流活动频繁,并造成了较大的损失。泥石流沟的危险度评价是进行灾后重建的必要条件。选择震后固体物质增加量、地震烈度和堰塞坝规模这3个重要参数,提出了基于泥石流设计流量的震后泥石流危险度增加系数的评价方法。该方法通过计算地震后新增加的固体物质方量与通过配方法计算出的一次泥石流冲出物总量的比值,该比值与地震烈度影响系数的乘积及堰塞体蓄水量以流域50年一遇的流量排泄所需要时间3项之和来表达地震后泥石流危险度增加量。经灾区9条典型泥石流沟谷的计算验证,该方法做为一种新的方法,可快速、准确地评价5.12地震后灾区泥石流危险度的增加情况。     

汶川地震四川重灾区森林景观变迁及间接损失研究

采用遥感技术获取林地次生山地灾害信息,结合灾前森林资源、植被类型等专题数据,通过空间叠加与综合分析,完成了汶川地震四川重灾区森林植被景观变迁及间接损失研究.结果表明:(1)地震诱发林地次生山地灾害11 808处,面积32.87万hm~2,占重灾区林地面积的4.66%;以滑坡、崩塌类型摧毁林地最为严重,这两类灾害损毁林地面积占林地损毁总面积的90%;不同森林类型中,阔叶林、灌丛地、针叶林成为林地的主要受灾对象,以阔叶林受灾损失面积最大.为13.63万hm~2,占受损面积的41.46%.(2)地震灾害造成该区林分损毁面积21.26万hm~2,导致森林覆盖率由44.51%下降为42.64%,降低了1.87%;汶川地震灾区森林植被损毁后,在维护森林资源稳定性与涵养水源、保育土壤、固碳释氧、生物多样性保护、森林游憩等生态系统服务功能方面的间接损失共计1 830.96亿元.     

汶川震区滑坡堆积体壤中流产流规律研究

5·12汶川地震引发了大量的山体滑坡,在降雨径流的冲刷下,特造成更加严重的次生灾害。为研究震区滑坡堆积体的壤中流产流特征,采用室内人工降雨装置,对在不同降雨强度(1.0,1.5,2.0mm/min)和土石比(1∶1,1∶2,1∶4)条件下滑坡堆积体壤中流产流开展人工降雨—产流过程的试验。结果表明:(1)在不同土石比的条件下,壤中流总体趋势表现为在开始阶段增长极快,然后趋于稳定阶段直至降雨停止后,壤中流产流量迅速减小。(2)壤中流累计产流量和降雨时间为线性显著相关(R2为0.946 5~0.999 6)。(3)随着降雨强度的增大,土石比1∶1与土石比1∶2的滑坡堆积体壤中流产流时间表现出的规律相反,而土石比1∶4的滑坡堆积体表现却无规律可循。(4)在土石比为1∶4的堆积体只有壤中流存在;土石比1∶1的滑坡堆积体在雨强为2.0mm/min时,壤中流时间略长于地表径流产流时间;其他情况下的地表产流时间长于壤中流产流时间,且壤中流产流时间均在10min以内。     

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。     

汶川地震滑坡类型及典型实例分析

针对汶川地震引发的大量地震滑坡灾害的问题,依据汶川地震滑坡成因机理及运动特点,对地震滑坡进行了类型划分,分为震滑型和崩滑型两大类型,其中震滑型又分为整体滑动型和碎裂滑动型;崩滑型分为坠落-滑动型、倾倒-滑落-滑动型和坠落-弹射-滑动型.并列举各种类型的地震滑坡实例,分析总结了各种类型的成因方式和发育特点.对提高地震滑坡的认识具有一定的学科意义,为地震滑坡灾害的预防提供了科学依据.     

汶川地震后肖家沟泥石流活动特征与灾害防治

肖家沟是汶川地震震中映秀镇近邻的一条典型泥石流沟,位于渔子溪河左侧,沟域面积7.19 km²,沟床平均纵比降为485‰。"5·12"地震后该沟多次暴发泥石流。2010年8月14日,肖家沟暴发特大规模泥石流,一次冲出物方量约6.50×10⁵ m,堵塞渔子溪,堰塞湖溃决后造成洪水灾害。肖家沟泥石流物源条件非常丰富,地区降水充沛,危险性巨大,一旦发生泥石流,直接威胁S₃₀₃映秀段公路,造成交通中断;若发生大规模泥石流堵塞渔子溪形成堰塞体,堰塞体溃决之后,大量泥沙被洪水带至下游,抬高河床,将对下游映秀镇产生严重的洪水灾害。目前肖家沟沟域内共有松散固体物源量5.22×10⁶ m³,可参与泥石流活动的动储量为2.01×10⁶ m³。以肖家沟泥石流形成条件为基础,分析震后连续发生的泥石流类型与活动特征,并以此为依据探讨了肖家沟泥石流治理的简要思路。     

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。     

汶川震区陇南三家地滑坡稳定性分析及防治

"5·12"汶川地震诱发了大面积的山体滑坡,直接威胁人类的生命财产安全。陇南三家地老滑坡在这次地震期间前缘大规模滑动,并在前缘滑动牵引下诱发后缘形成贯通裂缝,严重威胁滑坡体上三家地村1 732村民的生命财产安全。因此,准确判断该滑坡稳定性,并采取相应的防治措施尤为重要。在对三家地滑坡进行现场勘查、室内试验和相关论证的基础上,阐述该滑坡的基本特征和成因,并运用传递系数法和数值模拟对该滑坡在不同工况下的稳定性及应力应变进行了计算、模拟和评价。研究结果表明,天然状态下,三家地老滑坡的整体稳定性系数为1.30～1.36,处于稳定状态;在地震和暴雨工况下,老滑坡的整体稳定性系数为1.02～1.09,处于欠稳定状态。最后,基于滑坡成因和稳定性评价结果,提出为提高滑坡稳定性应采取的加固措施。