【摘要】： 在云南山區(qū)公路沿線地帶的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害中,除了極端狀況下出現(xiàn)的以空間局部或點(diǎn)要素形式為特征出現(xiàn)的滑坡、泥石流等山地災(zāi)害外,山區(qū)公路沿線廣泛分布的,以空間面要素形式特性出現(xiàn)的水土流失也是公路沿線地帶土地退化與山地災(zāi)害的主要表現(xiàn)形式之一,但相對于滑坡、泥石流等極端山地災(zāi)害,有關(guān)公路沿線山地的水土流失環(huán)境地質(zhì)危害的研究則相對薄弱,相關(guān)的系統(tǒng)整體性研究更為少見。 本論文針對云南山區(qū)公路沿線環(huán)境地質(zhì)脆弱性的特點(diǎn),選取具有典型代表意義的昆磨公路沿線山地環(huán)境地質(zhì)變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制為研究對象,基于對環(huán)境地質(zhì)學(xué)研究內(nèi)容及有關(guān)方法與理論體系的認(rèn)識(shí),以昆磨公路沿線地帶的環(huán)境地質(zhì)變化遙感信息提取及驅(qū)動(dòng)作用與脆弱性分析評價(jià)為研究重點(diǎn),就LUCC遙感監(jiān)測與動(dòng)態(tài)變化分析,降雨侵蝕力、地形等自然驅(qū)動(dòng)單要素作用分析,公路本身與沿線居民點(diǎn)等人為驅(qū)動(dòng)作用分析,綜合自然與人為驅(qū)動(dòng)作用的公路沿線環(huán)境地質(zhì)脆弱性評價(jià)分析等各方面開展了具體而深入地探討,得出了相應(yīng)的研究成果。綜合而論,可歸結(jié)為兩大方面,一是有關(guān)環(huán)境地質(zhì)變化信息的遙感監(jiān)測處理與分析研究成果,二是有關(guān)驅(qū)動(dòng)機(jī)制方面的研究成果。其中,驅(qū)動(dòng)機(jī)制方面的研究成果又可分為理論性的分析探討與典型要素的驅(qū)動(dòng)作用深化處理。 在LUCC遙感監(jiān)測與動(dòng)態(tài)變化分析方面,研究通過遙感圖像處理與分類技術(shù)應(yīng)用,獲取得到公路沿線地區(qū)兩個(gè)時(shí)段的土地利用/覆蓋分類信息,通過GIS空間分析,完成變化信息監(jiān)測技術(shù)處理,并基于LUCC轉(zhuǎn)移率矩陣開展了相關(guān)的變化特性與規(guī)律分析。研究成果包括: 1)借鑒前人在區(qū)域資源與生態(tài)環(huán)境遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測工作中的經(jīng)驗(yàn)和方法,提出一套適合于公路沿線地區(qū)山地環(huán)境地質(zhì)變化遙感監(jiān)測的實(shí)用化、易于推廣的技術(shù)方法和工作流程,即遵循從遙感圖像預(yù)處理到分類體系構(gòu)建、分類信息提取、分類精度驗(yàn)證評估,以及遙感分類的圖形后處理、結(jié)果統(tǒng)計(jì)與制圖的技術(shù)方法與流程,該套技術(shù)方法在昆磨公路沿線LUCC監(jiān)測應(yīng)用中得到效果很好的案例應(yīng)用驗(yàn)證。 2)提出了針對公路沿線環(huán)境地質(zhì)變化的“3S”集成技術(shù)應(yīng)用方案,即基于GPS進(jìn)行公路軌跡測量與沿線抽樣點(diǎn)的調(diào)查、驗(yàn)證,運(yùn)用遙感圖像處理技術(shù)開展地表土地利用/覆蓋分類信息提取,利用GIS空間分析與統(tǒng)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)變化檢測、動(dòng)態(tài)分析與制圖表達(dá)。 3)從對昆磨公路沿線地帶區(qū)域的LUCC動(dòng)態(tài)監(jiān)測結(jié)果及轉(zhuǎn)移率矩陣分析得出,研究區(qū)在1995～2000年期間經(jīng)歷了明顯的地表環(huán)境地質(zhì)狀況的動(dòng)態(tài)變化,從總體上看,林地是主要的轉(zhuǎn)出型土地利用類型,而其它類型則為轉(zhuǎn)入型土地利用類型:公路沿線各類型之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系主要受山地環(huán)境本身的制約,轉(zhuǎn)化關(guān)系總體相對穩(wěn)定,所有土地利用類型的轉(zhuǎn)化過程都保持以自我轉(zhuǎn)化與自我貢獻(xiàn)為絕對主體;在公路沿線山地環(huán)境下,建設(shè)用地對耕地的蠶食現(xiàn)象較突出,尤其需要給與特別關(guān)注。在驅(qū)動(dòng)機(jī)制理論探討方面,研究成果包括: 1)基于對公路與沿線山地環(huán)境的交互作用過程分析,特別是就公路與水文、地貌過程的交互作用,以及塊體移動(dòng)機(jī)理等進(jìn)行了論述; 2)就環(huán)境地質(zhì)變化與干擾驅(qū)動(dòng)、干擾鏈效應(yīng)、反饋循環(huán)機(jī)制、空間擴(kuò)散效應(yīng)等進(jìn)行了分析; 3)研究還從探索性的角度,對公路沿線環(huán)境變化及驅(qū)動(dòng)作用的多尺度研究模式進(jìn)行了剖析,全面揭示了發(fā)生于公路沿線環(huán)境地質(zhì)變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。 在單要素驅(qū)動(dòng)作用研究方面,主要就人為驅(qū)動(dòng)作用,降雨侵蝕力作用,地形加速作用,以及植被綜合指示作用等進(jìn)行了深入研究,并就綜合多要素評價(jià)與環(huán)境地質(zhì)脆弱性空間分異規(guī)律進(jìn)行探索性研究,成果包括: 1)在人為驅(qū)動(dòng)作用分析方面,以昆磨公路沿線10km的綜合影響距離水平進(jìn)行分析,北部路段各縣市的人為綜合影響程度呈現(xiàn)集中連片的空間模式,而在同樣的綜合影響距離水平下,隨著公路向南部的空間延伸,由元江、墨江、普洱和思茅組成的中段路域,大致呈現(xiàn)以元江與墨江,普洱與思茅這兩個(gè)相對集中分布的綜合影響中心,在最南部路段沿線,城鎮(zhèn)分布分散,人為綜合影響中心僅分離式地集中在景洪及勐臘兩個(gè)城鎮(zhèn)中心附近。 2)在降雨侵蝕力自然驅(qū)動(dòng)單要素作用方面,得出多年平均降雨侵蝕力的空間分析特點(diǎn)總體為由北向南遞增的分布格局,降雨侵蝕力的高值中心分布在普洱-思茅及勐臘一帶,侵蝕力水平一般在13000 MJ·mm/(hm~2·h·a),低值中心分布在滇中高原呈貢-晉寧-玉溪-峨山沿線地帶,以及元江附近,侵蝕力值一般在5 000 MJ·mm/(hm~2·h·a)左右;在年內(nèi)變化特性方面,隨研究區(qū)降雨量年內(nèi)的明顯季節(jié)變化,高侵蝕驅(qū)動(dòng)作用也主要集中在雨季月份,高峰期一般集中出現(xiàn)在7月與8月期間;公路沿線降雨侵蝕力的年際變化變異水平、傾向率等都大致以元江為分界點(diǎn),南部的降雨侵蝕年際變化比北部路段更穩(wěn)定,北路段降雨侵蝕力呈現(xiàn)增加趨勢,而南地段則呈現(xiàn)降低趨勢。 3)在地形作用處理研究方面得出:基于DEM的GIS技術(shù)運(yùn)用為公路沿線山地環(huán)境地質(zhì)地形分析與評價(jià)提供了強(qiáng)大的空間支持;昆磨公路沿線地帶具有比較明顯的地形驅(qū)動(dòng)作用空間差異性特點(diǎn),地形高驅(qū)動(dòng)程度以上的空間分布主要集中在峨山至磨黑路段沿線地帶,特別是在峨山至墨江沿線地帶最為突出;昆明-峨山路段主要為低驅(qū)動(dòng)程度集中分布地帶,磨黑-磨憨路段沿線主要為中、低驅(qū)動(dòng)程度的地形。 4)對NDVI的遙感監(jiān)測結(jié)果得出:昆磨公路沿線植被覆蓋率好的區(qū)域占比例較大,NDVI數(shù)值的分布具有明顯的空間分異特性,處于高原面的昆明-峨山公路段沿線,其NDVI數(shù)值總體較低;在峨山至墨江路段,NDVI數(shù)值分布變化的空間差異較大,特別是在元江附近,在局部小范圍內(nèi),既有高覆蓋植被指數(shù)分值出現(xiàn),也有低覆蓋值頻繁出現(xiàn),在局部小區(qū)域表現(xiàn)出較大的植被覆蓋變化的空間變異特性;在墨江以下路段,植被覆蓋數(shù)值分布總體較大,說明該路段沿線地帶的地表植被蓋度相對都比較好。 5)造成公路沿線環(huán)境地質(zhì)變化及脆弱的原因,總體都可以歸結(jié)于自然因素與人為因素相互作用、彼此疊加的結(jié)果。綜合考慮多要素驅(qū)動(dòng)作用分析得出,公路沿線環(huán)境地質(zhì)系統(tǒng)整體最脆弱地帶出現(xiàn)在墨江、普洱、思茅及勐臘城鎮(zhèn)附近公路沿線,中等脆弱地帶分布在元江-思茅,以及勐臘附近路段沿線,分布在高原面上及普文-勐侖的路段沿線廣大山區(qū),總體處于驅(qū)動(dòng)作用較小,環(huán)境地質(zhì)整體相對穩(wěn)定的狀況。 本論文的創(chuàng)新性首先集中體現(xiàn)在研究構(gòu)思方面,整個(gè)論文的研究內(nèi)容與技術(shù)路線的組織,不但強(qiáng)調(diào)關(guān)注于傳統(tǒng)意義上公路沿線有關(guān)滑坡、泥石流等局部不穩(wěn)定性山地災(zāi)害環(huán)境地質(zhì)問題的探討,而且更突出強(qiáng)調(diào)從區(qū)域景觀尺度上,將山區(qū)公路線形工程與沿線環(huán)境地質(zhì)視為一個(gè)完整的環(huán)境系統(tǒng),就其系統(tǒng)的整體不穩(wěn)定性問題,從其變化動(dòng)態(tài)、驅(qū)動(dòng)機(jī)制與主要驅(qū)動(dòng)要素作用等方面進(jìn)行深化探討,這對于公路沿線環(huán)境地質(zhì)研究具有開拓性的意義。其次,論文研究針對人為驅(qū)動(dòng)作用研究難于直接定量化進(jìn)行的問題,通過GIS應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)作用的空間距離轉(zhuǎn)換,將影響程度問題轉(zhuǎn)換成可度量的空間擴(kuò)散距離問題,定位、定量探討相應(yīng)的人為驅(qū)動(dòng)作用,實(shí)現(xiàn)了人為驅(qū)動(dòng)力研究的可量化處理,并可參與自然要素的綜合評價(jià)研究。另外,論文還具有知識(shí)應(yīng)用創(chuàng)新性地將區(qū)域土壤侵蝕研究中有關(guān)降雨侵蝕力的估算模型運(yùn)用到對山地環(huán)境地質(zhì)變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究當(dāng)中,獲得了對昆磨公路沿線景觀尺度的降雨侵蝕力的時(shí)空變異規(guī)律的定量、定位認(rèn)識(shí)。 在本論文研究中,考慮的視角與尺度更主要是立足于對公路沿線區(qū)域問題的探討,得到的結(jié)論具有一定的宏觀性。亦即在研究中存在的主要問題之一是缺乏從多尺度、全方位地考慮環(huán)境影響與驅(qū)動(dòng),而僅僅限制于在較宏觀層次上,選取主要驅(qū)動(dòng)要素開展研究,其結(jié)果必然也相應(yīng)具有一定的層次運(yùn)用局限性。問題的存在也為今后的發(fā)展提出了研究努力的方向,即兼顧宏觀與微觀,在強(qiáng)調(diào)公路沿線極端山地災(zāi)害的同時(shí),關(guān)注公路沿線整體系統(tǒng)的環(huán)境地質(zhì)整體穩(wěn)定研究,繼續(xù)深化對生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、評價(jià)、規(guī)劃、管理與恢復(fù)的探討研究與實(shí)踐探索,完善有關(guān)的理論與技術(shù)方法研究,構(gòu)建基于多尺度數(shù)據(jù)平臺(tái)的多層次公路沿線環(huán)境地質(zhì)調(diào)查與評估體系。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：X141
【圖文】：

正如前面所述，昆曼國際大通道中國段指的是中國云南境內(nèi)的昆明一磨憨(A3亞洲公路網(wǎng)、213國道)路段，該路段也是云南南部地區(qū)的運(yùn)輸主動(dòng)脈(圖3.3，圖3.4)。本論文研究中將其作為主要研究對象，稱為昆磨公路。圖3.4昆磨公路區(qū)位示意圖圖3.3基于遙感圖像背景的昆磨公路軌跡圖依據(jù)有關(guān)資料收集，昆磨公路2004年有里程768公里(其中:高速355、二級(jí)71、四級(jí)340)，預(yù)期改建后將為699公里(其中:高速453、二級(jí)246)。具體為:昆明一磨黑355高速;磨黑·思茅71二級(jí);思茅一小動(dòng)養(yǎng)2004年為124四級(jí)，2006年4月建成為98高速;小動(dòng)養(yǎng)一磨憨現(xiàn)為216四級(jí)，計(jì)劃2005一2008年建成為185二級(jí)。另外，對于昆磨公路全線，一般依據(jù)公路規(guī)劃建設(shè)的時(shí)間不同及沿線主要交通控制節(jié)點(diǎn)，一般劃分為昆明一玉溪、玉溪一元江、元江一磨黑、磨黑一普洱一思茅、思茅一小動(dòng)養(yǎng)、小動(dòng)養(yǎng)一磨憨等6個(gè)路段。目前

1昆磨公路界定及概況正如前面所述，昆曼國際大通道中國段指的是中國云南境內(nèi)的昆明一磨憨(A3亞洲公路網(wǎng)、213國道)路段，該路段也是云南南部地區(qū)的運(yùn)輸主動(dòng)脈(圖3.3，圖3.4)。本論文研究中將其作為主要研究對象，稱為昆磨公路。圖3.4昆磨公路區(qū)位示意圖圖3.3基于遙感圖像背景的昆磨公路軌跡圖依據(jù)有關(guān)資料收集，昆磨公路2004年有里程768公里(其中:高速355、二級(jí)71、四級(jí)340)，預(yù)期改建后將為699公里(其中:高速453、二級(jí)246)。具體為:昆明一磨黑355高速;磨黑·思茅71二級(jí);思茅一小動(dòng)養(yǎng)2004年為124四級(jí)，2006年4月建成為98高速;小動(dòng)養(yǎng)一磨憨現(xiàn)為216四級(jí)，計(jì)劃2005一2008年建成為185二級(jí)。另外，對于昆磨公路全線，一般依據(jù)公路規(guī)劃建設(shè)的時(shí)間不同及沿線主要交通控制節(jié)點(diǎn)

嶺谷及其余脈山地;在較大流域水系方面，涉及到云南六大水系中的金沙江、紅河及瀾滄江這三大流域，跨越紅河與李仙江兩條大河，沿線5公里的路域范圍內(nèi)還直接涉及滇池高原湖泊及眾多山川河流(圖3.7)。宏觀總體分析而言，昆磨公路沿線景觀主要分為云南高原山地、紅河流域高山河谷、橫斷山余脈的滇南低山丘陵及河盆谷地。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2795777