基于3S技术的卧龙大熊猫生境地质灾害影响评价研究

发布时间：2018-03-27 23:18

本文选题：地质灾害　切入点：大熊猫生境　出处：《成都理工大学》2016年博士论文

【摘要】：大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)是我国特有的珍稀濒危保护动物,也是生物多样性保护的旗舰物种。地质灾害对人、建筑物、道路、基础设施造成损失的同时,也威胁着以大熊猫为代表的野生保护动物,且与人类干扰相比,地质灾害对大熊猫生境的威胁更大,干扰力度更强,影响更深远。卧龙大熊猫自然保护区距“汶川”地震震中仅30km,区内分布着大量的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。因此,分析地质灾害对大熊猫生境影响,对科学规划灾害恢复与重建、保护大熊猫野生濒危保护动物等方面具有重要意义。本文以中巴国际合作项目(Grant No.S2013GR0477)和中国科学院数字地球重点实验室开放基金(2013LDE006)为支撑,综合前人的相关研究基础,以地球系统科学、地质学、环境科学、生态学等相关科学的理论和方法为指导,选择卧龙自然保护区为研究区域,利用Rapideye、SPOT-5、高分-1、IKONOS、QuickBird、TM等多源遥感数据及空间信息技术(3S),采用逻辑回归、层次分析、模糊支持向量机三种预测模型,分析地质灾害空间易发性并深入探索地质灾害对野生濒危保护动物(大熊猫)生境的影响,具体表现为:(1)地质灾害坡体的不稳定性威胁大熊猫生命;(2)地质灾害改变大熊猫生境质量;(3)地质灾害促进大熊猫生境破碎化;(4)地质灾害影响大熊猫行为模式;(5)地质灾害阻隔大熊猫基因交流。通过构建震后大熊猫生境适宜度评价体系,结合数理模型评估震后大熊猫生境适宜度的现状,有助于大熊猫生境恢复,减少种群隔离,为灾后重建与生态恢复工程、野生动物保护工程等提供科学依据。本文取得以下主要成果:(1)定量揭示了地质灾害空间分布格局与大熊猫生境的关系卧龙自然保护区的地质灾害以滑坡、碎屑流为主,崩塌、泥石流次之。规模上,特大型和巨型崩滑体居多。空间分布上,主要集中在耿达乡转经楼东北部区域、正河及其支流两侧、省道S303公路两侧、鹿岩桥。地质灾害空间分布与大熊猫生境特征存在如下关系,在海拔1200-3800m,坡度30°-45°的区域,地质灾害与大熊猫足迹点重叠严重,从植被类型和主食竹两个的生境特征因素来看,地质灾害破坏最多的是针叶林和拐棍竹。地质灾害造成大熊猫生境的损失的总面积达9460hm2,约占研究区面积的4.6%。(2)系统评估了卧龙保护区地质灾害的空间易发性(1)详细论述了评价尺度、评价单元、评价面积等评价规则,充分考虑滑坡的发生机制,选择滑坡减损区对应的象元作为评价面积,分析地质灾害体发生易发性的概率更具有实际意义。(2)通过定性与定量相结合的方式,阐述地质灾害与其相关影响因子间的关系,提出并建立了一种基于模糊支持向量机(Fuzzy-Support Vector Machine,F-SVM)的地质灾害易发性评价模型,并与逻辑回归、层次分析等方法对比验证,结果表明,模糊支持向量机模型更为客观、合理。(3)探讨了地质灾害对大熊猫生境的植被覆盖、生境破碎以及大熊猫行为模式、基因交流等多方面影响(1)阐述了崩塌、滑坡、泥石流等对大熊猫生境破坏方式、破坏程度以及生境恢复程度有所差异。崩塌对其破坏最严重、恢复最慢,其次是泥石流,部分震裂-溃散型滑坡反而利于植物的恢复。(2)运用支持向量机(SVM)分类器并结合景观生态指数模型,分析植被覆盖变化及生境破碎化变化趋势。结果表明,地质灾害使林地面积减少,草地、裸地面积增加,加剧生境破碎化。震后至今,生境开始恢复,其中林地恢复最快,其次草地,裸地恢复最慢。(3)利用最小成本-距离模型来模拟大熊猫迁移路线,分析迁移距离与周围地质灾害点之间的相关程度。结果表明,大熊猫迁移距离随着灾害点的数量增多而增大,存在正相关,且在大熊猫足迹点周围1km2范围内的地质灾害点对大熊猫的迁移距离影响最强。(4)地质灾害分布的高密度区耿达乡七层楼附近,切断或阻隔大熊猫种群交流的通道可能性较高。处于此区域的大熊猫因迁移成本过高,存在与其他大熊猫种群基因交流困难,如果没有人工干预,此区域可能沦为大熊猫的“生殖孤岛”。(4)构建了一种考虑地质灾害干扰因素的震后卧龙大熊猫生境评价指标体系充分考虑各限制性因素对大熊猫物种分布的影响,从自然环境因素、生物因素、环境干扰(人类与地质灾害干扰)三方面构建震后卧龙大熊猫生境的评价体系,并利用数理统计模型,分析各因素之间的相互作用,全面、客观地评估大熊猫生境适宜度。结果表明,不适宜的区域(极低和低适宜区域)约占整个研究区一半(49%),适宜大熊猫生活的区域(极高和高适宜区域)约占研究区的30%,大多数的大熊猫痕迹点(73%)分布于此。因此,震后卧龙自然保护区的大熊猫生境暂时未受到明显影响,局部分布在耿达乡东北部的附近小种群可能面临一定的环境压力。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q958;P694

【参考文献】