基于SRP模型的川藏線2010-2020年生態(tài)脆弱性時(shí)空分異與驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究

孫宇晴, 楊 鑫, 郝利娜

(1.成都理工大學(xué) 地球勘探與信息技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610059; 2.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院, 四川 成都 610059)

生態(tài)脆弱性是指生態(tài)系統(tǒng)在特定時(shí)空尺度下對(duì)外界擾動(dòng)所具有的敏感性和恢復(fù)能力，是在遭受侵?jǐn)_后表現(xiàn)出來(lái)的使系統(tǒng)朝著逆方向發(fā)展并難以恢復(fù)原狀的自然屬性[1]。20世紀(jì)60—80年代，脆弱性研究已被很多國(guó)際學(xué)術(shù)計(jì)劃與機(jī)構(gòu)(IBP，MAB，IGBP等)提及并放于戰(zhàn)略研究位置[2-4]?，F(xiàn)今國(guó)內(nèi)外對(duì)于生態(tài)脆弱區(qū)的研究已取得大量成果，衍生出多種評(píng)價(jià)模型與方法，計(jì)算方法包括主成分分析法[5]、層次分析法[6-7]、模糊綜合評(píng)價(jià)法[8]、灰色關(guān)聯(lián)法[9]、熵權(quán)法[10]、專家咨詢法等[11]。在評(píng)價(jià)模型方面，目前比較權(quán)威的評(píng)價(jià)模型包括PSR即“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)”概念模型、“暴露—敏感—適應(yīng)”(VSD)評(píng)價(jià)整合模型、SRP即“生態(tài)敏感性—生態(tài)恢復(fù)力—生態(tài)壓力度”評(píng)價(jià)概念模型等。其中SRP模型主要以生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的內(nèi)涵為依據(jù)構(gòu)建而成，其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)地涵蓋了生態(tài)脆弱性的構(gòu)成指標(biāo)，已在生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)中得到廣泛應(yīng)用[12]。生態(tài)脆弱性研究系統(tǒng)現(xiàn)今已發(fā)展的較為完善，但在研究區(qū)域選擇上還存在不全面性。在以往研究中通常以行政區(qū)劃、河流流域、山地高原、特定景觀地帶如國(guó)家自然保護(hù)區(qū)等為研究單位，針對(duì)國(guó)家重點(diǎn)道路沿線生態(tài)脆弱性的研究較少。而對(duì)于國(guó)家重點(diǎn)道路本身，鐵路基礎(chǔ)設(shè)施是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，道路能否安全運(yùn)行至關(guān)重要[13]。國(guó)家重點(diǎn)道路不屬于通常的單一研究區(qū)域，其沿線地理空間特征是反映周邊各地區(qū)自然與社會(huì)差異的關(guān)鍵。習(xí)近平總書(shū)記在對(duì)川藏鐵路開(kāi)工建設(shè)作出重要批示時(shí)強(qiáng)調(diào)，川藏鐵路沿線地形地質(zhì)和氣候條件復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境脆弱，修建難度非常之大。此外，沿線施工，會(huì)破壞原有的生態(tài)平衡，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步受到威脅。以往關(guān)于川藏鐵路的相關(guān)研究主要集中在選線的地質(zhì)環(huán)境條件[14-15]和沿線的地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性等[16]問(wèn)題上，而對(duì)于沿線生態(tài)脆弱性的研究極少。為此，本文以川藏線(雅安—新都橋段)為例，基于研究區(qū)實(shí)地特征選取與生態(tài)脆弱性密切相關(guān)的15個(gè)因子構(gòu)建生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，考慮到各個(gè)指標(biāo)之間可能存在著相關(guān)性，通過(guò)空間主成分分析方法予以剔除，并根據(jù)選取的各個(gè)主成分的特征根得到其權(quán)重，建立最終的SRP評(píng)價(jià)模型[17]。本研究基于地理學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)科學(xué)等多學(xué)科，綜合運(yùn)用空間主成分分析、空間自相關(guān)、熱點(diǎn)分析、地理探測(cè)器等研究方法，探究研究區(qū)2010—2020年生態(tài)脆弱性時(shí)空分布特征，厘清生態(tài)脆弱格局規(guī)律以及空間相關(guān)性，以期為沿線生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及建后可持續(xù)發(fā)展工作提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

川藏鐵路地質(zhì)環(huán)境極為復(fù)雜，為了使研究更具代表性和多樣性，選取川藏鐵路海拔地形相差較大、人類活動(dòng)有明顯差異的地域，比較各種特征因素對(duì)生態(tài)脆弱性的影響。為此，本次研究線路選取位于川西高原與四川盆地過(guò)渡地帶的雅安至康定(新都橋)段，該段始于成雅鐵路雅安站，向西經(jīng)天全，越二郎山，跨大渡河，經(jīng)瀘定、康定，越折多山至新都橋站，路段長(zhǎng)約248 km[18]。研究區(qū)(29°48′—30°14′N，101°25′—103°2′E)面積約6 800 km2。研究區(qū)地勢(shì)西高東低，位于青藏高原東南緣川滇、巴顏喀拉、華南地塊交匯處，屬于印度板塊俯沖并與歐亞板塊碰撞的碰撞帶東北側(cè)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)劇烈，滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)[19]，主要行政區(qū)域?yàn)榭刀āo定、雅安(寶興、蘆山、天全、滎經(jīng)和雨城)的部分地區(qū)。2013年雅安市蘆山縣發(fā)生過(guò)7.0級(jí)地震，并且研究區(qū)內(nèi)涉及多處環(huán)境敏感區(qū)[18]。本文選取2010年(2013年4·20雅安地震與2014年11·22康定地震震前時(shí)間節(jié)點(diǎn))，2015年(震后時(shí)間節(jié)點(diǎn))，2020年(震后基本修復(fù)后時(shí)間節(jié)點(diǎn))為3個(gè)時(shí)間段，這期間顯著的地質(zhì)構(gòu)造變化、環(huán)境保護(hù)建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)格局的快速發(fā)展為區(qū)域內(nèi)生態(tài)脆弱演變提供了良好的研究條件。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本文所需數(shù)據(jù)包括地形數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、人文數(shù)據(jù)和其他植被、地災(zāi)等數(shù)據(jù)。地形數(shù)據(jù)包括高程、坡度和地形起伏度，由從中科院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心(http:∥www.resdc.cn)下載的分辨率為12.5 m的DEM數(shù)據(jù)提取獲得，另外地震點(diǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也從該網(wǎng)站下載獲?。粴庀髷?shù)據(jù)包括年均氣溫、年均降水和干燥指數(shù)，來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http:∥data.cma.cn)，并借助于ANUSPLIN工具以經(jīng)緯度與高程作為協(xié)變量插值獲取[20]。人文數(shù)據(jù)主要是人口密度、人均GDP，均從全球變化科學(xué)研究數(shù)據(jù)出版系統(tǒng)(http:∥www.geodoi.ac.cn/)獲取，并通過(guò)在91衛(wèi)圖中進(jìn)行人工目視解譯以及與研究區(qū)所在區(qū)縣的統(tǒng)計(jì)年鑒進(jìn)行比對(duì)，對(duì)原數(shù)據(jù)進(jìn)行改善使其精度更高更符合研究區(qū)實(shí)地情況；植被覆蓋度與土地利用類型數(shù)據(jù)通過(guò)USGS下載的Landsat影像分別進(jìn)行NDVI計(jì)算和人機(jī)交互解譯獲取；土壤侵蝕強(qiáng)度和植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)分別采用土壤流失方程(RUSLE)[21]和CASA模型[22]計(jì)算，此處不再贅述；生物豐度是反映區(qū)域內(nèi)生物多樣性、生物物種數(shù)量多少的指數(shù)，由土地利用分類數(shù)據(jù)計(jì)算得出[23-24]。最后基于雙線性內(nèi)插法將所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一重采樣為30 m空間分辨率數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行后續(xù)分析

2 研究方法

2.1 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

SRP模型即“生態(tài)敏感性—生態(tài)恢復(fù)力—生態(tài)壓力度”概念模型，是一項(xiàng)專門(mén)用于評(píng)價(jià)某一特定區(qū)域生態(tài)脆弱性的綜合評(píng)價(jià)模型。其中生態(tài)敏感性是指研究區(qū)生態(tài)環(huán)境對(duì)各種干擾的敏感程度，反映其抵御干擾的能力；生態(tài)恢復(fù)力是指在外部力量的干擾消除后，生態(tài)環(huán)境從退化狀態(tài)恢復(fù)到原狀的能力；生態(tài)壓力度是指研究區(qū)內(nèi)人類社會(huì)活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的壓力強(qiáng)度[25]。針對(duì)研究區(qū)的實(shí)地特征，利用該模型選取與研究區(qū)域內(nèi)生態(tài)脆弱性密切相關(guān)的指標(biāo)，設(shè)置各不同指標(biāo)的權(quán)重值，將所有權(quán)重值與指數(shù)的相乘結(jié)果再相加的方式，最終得出研究區(qū)生態(tài)脆弱性指標(biāo)[23]。根據(jù)該模型以及研究區(qū)自然與人文環(huán)境特征，選取15個(gè)指標(biāo)，構(gòu)建研究區(qū)生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[26](表1)。

由于不同指標(biāo)量綱不同，要進(jìn)行指標(biāo)之間的比較分析，就要制定一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)則，因此要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[23]。本文指標(biāo)整體分為定量指標(biāo)和定性指標(biāo)。定量指標(biāo)采用極差法，根據(jù)各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)研究區(qū)生態(tài)環(huán)境的消極或積極影響，將其分為正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)(表1)。

表1 川藏線(雅安-新都橋段)生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

定量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化公式為：

(1) 正向指標(biāo)：

(1)

(2) 負(fù)向指標(biāo)：

(2)

式中：Yi表示第i個(gè)初始指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值,范圍為1—10；Xi表示第i個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)值；Xmax，Xmin分別表示i指標(biāo)的最大和最小數(shù)據(jù)值。

對(duì)于定性指標(biāo)，根據(jù)專家打分法和相關(guān)研究成果[27-28]，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際特征采用分級(jí)賦值法對(duì)指標(biāo)因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理(表2)，范圍設(shè)為0～10。

表2 定性指標(biāo)分等級(jí)賦值標(biāo)準(zhǔn)

2.2 空間主成分分析

這里為了避免各指標(biāo)之間相關(guān)性過(guò)大導(dǎo)致其對(duì)生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果重復(fù)影響或者指標(biāo)與生態(tài)脆弱性相關(guān)性太小的問(wèn)題，需要采用空間主成分分析法提取累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%的前幾個(gè)主成分作為替代指標(biāo)進(jìn)行分析。替代指標(biāo)計(jì)算公式為：

(3)

式中：Wj為第j個(gè)替代指標(biāo)(主成分)；Yi為第i個(gè)初始指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；Zij為第i個(gè)初始指標(biāo)在第j個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的特征向量；n為初始指標(biāo)個(gè)數(shù)[29]。

2.3 生態(tài)脆弱性指數(shù)

通過(guò)由空間主成分分析法提取出的6個(gè)主成分計(jì)算研究區(qū)生態(tài)脆弱性指數(shù)(EVI)。

(4)

式中：EVI為該研究區(qū)生態(tài)脆弱性指數(shù)；Wj為第j個(gè)主成分；Qj為第j個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率；m為累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%的前6個(gè)主成分個(gè)數(shù)。生態(tài)脆弱性指數(shù)越大,表明該地區(qū)生態(tài)環(huán)境越脆弱;反之,該地區(qū)生態(tài)環(huán)境越好。

為了更直觀地對(duì)研究區(qū)的生態(tài)脆弱性進(jìn)行比較，將EVI進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算公式為：

(5)

式中：SEVI為生態(tài)脆弱性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化值,取值范圍為0～10； EVI為研究區(qū)生態(tài)脆弱性指數(shù)； EVImax為研究區(qū)范圍內(nèi)生態(tài)脆弱性指數(shù)的最大值； EVImin為最小值[30]。參考專家知識(shí)與本研究區(qū)特征將生態(tài)脆弱性進(jìn)行分級(jí)(表3)。

表3 川藏線(雅安-新都橋)生態(tài)脆弱性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.4 空間自相關(guān)

為了進(jìn)一步對(duì)研究區(qū)生態(tài)脆弱性分布特點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，此處引入全局自相關(guān)Global Moran’sI工具，計(jì)算公式為：

(6)

式中：n為空間單元數(shù)量；Wij為空間權(quán)重矩陣；Xi，Xj分別為屬性特征X在空間單元i和j上的觀測(cè)值(i≠j)；I系數(shù)取值范圍為[-1,1]。當(dāng)I<0且p<0.05,代表空間負(fù)相關(guān),說(shuō)明相鄰空間單元的生態(tài)脆弱性不具備空間聚集性;當(dāng)I=0或約等于0,表示相鄰空間單元的生態(tài)脆弱性不存在空間自相關(guān)性,呈隨機(jī)分布;當(dāng)I>0且p<0.05,代表空間正相關(guān),說(shuō)明相鄰空間單元的生態(tài)脆弱性具有空間聚集性[31]。

2.5 熱點(diǎn)分析

(7)

(8)

2.6 地理探測(cè)器

地理探測(cè)器是一組用于探測(cè)空間變化并揭示其背后驅(qū)動(dòng)機(jī)制的統(tǒng)計(jì)方法。包括分異及因子探測(cè)、交互作用探測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)區(qū)探測(cè)和生態(tài)探測(cè)[34]。本次研究選取分異及因子探測(cè)器和交互作用探測(cè)器來(lái)探究研究區(qū)生態(tài)脆弱性分布的影響因素[35]。分異及因子探測(cè)器公式為：

(9)

式中：n為區(qū)域的個(gè)數(shù)；L是指標(biāo)因子分類數(shù)；nh，σh分別為h層樣本量與生態(tài)脆弱性的方差；PD,H為驅(qū)動(dòng)因子D對(duì)生態(tài)脆弱性H的因子解釋力,取值范圍為[0,1],其值越大表示驅(qū)動(dòng)因子D對(duì)該區(qū)域生態(tài)脆弱性的因子解釋力越強(qiáng)[5]。

交互探測(cè)器主要用于識(shí)別不同因子交互作用，即評(píng)價(jià)因子X(jué)1與X2相互作用后是否會(huì)增強(qiáng)或減弱對(duì)研究區(qū)生態(tài)脆弱性的影響，兩因子之間的關(guān)系可分為以下5種(表4)。

表4 交互作用探測(cè)器探測(cè)結(jié)果類型

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)脆弱性時(shí)空分布特征

利用ArcGIS與SPSS軟件實(shí)現(xiàn)研究區(qū)空間主成分分析，既減少了數(shù)據(jù)量又能保留原始指標(biāo)足夠的有效信息。根據(jù)表2分級(jí)賦值標(biāo)準(zhǔn)將生態(tài)脆弱性分為 5 級(jí)，生成2010，2015和2020年的研究區(qū)生態(tài)脆弱性等級(jí)分布(圖1)。

圖1 川藏線(雅安-新都橋)2010-2020年生態(tài)脆弱性等級(jí)空間分布

從空間分布上來(lái)看，研究區(qū)生態(tài)脆弱性整體分布特征呈從西向東先遞增后遞減趨勢(shì)。研究區(qū)西部比東部整體偏脆弱。重度和極度脆弱區(qū)主要分布在研究區(qū)內(nèi)康定東部以及和天全縣、瀘定縣的交界處，此處海拔偏高，常年積雪，凍融侵蝕最為嚴(yán)重。研究區(qū)內(nèi)康定西部生態(tài)脆弱程度主要由輕度脆弱與中度脆弱組成，并大致通過(guò)溝谷河流將其分隔，有溝谷河流處脆弱性相對(duì)偏低，反之較高。研究區(qū)東部雅安各縣區(qū)脆弱性以微度脆弱與輕度脆弱為主，其中天全縣西部、滎經(jīng)縣西部與雨城區(qū)市區(qū)摻雜少許中度脆弱區(qū)。而研究區(qū)由西向東主要依次經(jīng)過(guò)研究區(qū)內(nèi)康定西部中度脆弱與輕度脆弱交叉區(qū)、康定與瀘定交界處重度脆弱邊緣區(qū)、瀘定與天全西部輕度脆弱區(qū)，以及天全東部與雨城區(qū)微度脆弱區(qū)。其中，在線路經(jīng)過(guò)康定與瀘定交界處重度脆弱區(qū)附近時(shí)應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)。從時(shí)間分布上來(lái)看，整體屬于向好趨勢(shì)。中度脆弱區(qū)逐期減少，尤其是2010—2015年研究區(qū)內(nèi)康定西北部與西南部和2015—2020年天全縣北部減少較為明顯。研究區(qū)東部微度脆弱區(qū)范圍逐期擴(kuò)大，整體環(huán)境狀況較好。研究區(qū)內(nèi)重度脆弱與極度脆弱區(qū)在2015—2020年康定與瀘定交界處重度范圍有輕微增大，但整體來(lái)說(shuō)從2010—2020年范圍減小。

3.2 冷熱點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析

圖2 研究區(qū)2010-2020年生態(tài)脆弱性冷熱點(diǎn)空間分布

從整體來(lái)看，研究區(qū)西部為熱點(diǎn)聚集，東部為冷點(diǎn)聚集，西北與西南邊緣以及中部地區(qū)聚集不顯著。研究區(qū)自西向東大約依次經(jīng)過(guò)無(wú)明顯聚集特征區(qū)、高值聚集區(qū)、無(wú)明顯聚集特征區(qū)和低值聚集區(qū)。結(jié)合圖2生態(tài)脆弱性分布不顯著區(qū)主要以中度脆弱與輕度脆弱的交叉地域?yàn)橹?，尤其研究區(qū)中部的不顯著區(qū)受復(fù)雜的地形地貌影響較大，導(dǎo)致同一地域脆弱性過(guò)于參差，呈隨機(jī)分布。2010與2020年冷熱點(diǎn)分布相對(duì)比較相似，2015年脆弱性較高地區(qū)范圍明顯較小，但整體趨勢(shì)沒(méi)有太大差異。

3.3 生態(tài)脆弱性驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析

前文中提取的6個(gè)主成分，雖不能完全代表所有初始因子，但大致包括了能對(duì)EVI構(gòu)成影響的因素。因此，本次研究選取7個(gè)主要貢獻(xiàn)因子作為自變量，生態(tài)脆弱性綜合指數(shù)作為因變量導(dǎo)入地理探測(cè)器中進(jìn)行分析，因子探測(cè)分析結(jié)果和交互作用探測(cè)結(jié)果分別如表5—6所示。由表5可知，雖然3個(gè)時(shí)間段內(nèi)各因子對(duì)EVI的解釋能力均有差異，但總體上高程、年均氣溫和NPP對(duì)生態(tài)脆弱的影響較大，年降水量、降雨侵蝕力和生物豐度解釋力強(qiáng)度一般，地形起伏度對(duì)EVI的影響較低。2015年年降水量和降雨侵蝕力的影響力明顯相比其他兩年偏低，主要因?yàn)槠淠暾w降雨偏少。研究區(qū)地處四川盆地西緣山地和川西高原的過(guò)渡地帶，地勢(shì)差異大，西部較高，處于高寒地帶，尤其研究區(qū)內(nèi)康定市與天全縣、瀘定縣交界處凍融侵蝕較為嚴(yán)重，而東部較低，導(dǎo)致地域溫差較大，進(jìn)而對(duì)生態(tài)脆弱性的影響也較大。另外，研究區(qū)按地理位置屬于亞熱帶氣候，適宜植被生長(zhǎng)，再加上地形多變，人類活動(dòng)程度較小，所以植被覆蓋較高，植被凈初級(jí)生產(chǎn)力對(duì)整體生態(tài)脆弱性的影響也較高。交互探測(cè)器分析結(jié)果顯示三年中地形起伏度和年降水量，地形起伏度與NPP以及降雨侵蝕力和地形起伏度，再加上2020年地形起伏度與生物豐度屬于非線性增強(qiáng)，除此之外全為雙線性增強(qiáng)關(guān)系(表6)。而且單因子影響力較強(qiáng)的高程、年均氣溫和NPP在與其他因子交互后影響力依舊較強(qiáng)，更進(jìn)一步得出其是研究區(qū)生態(tài)脆弱性主要驅(qū)動(dòng)因子。

表5 研究區(qū)2010-2020年各因子對(duì)生態(tài)脆弱性的解釋力強(qiáng)度

表6 研究區(qū)2010-2020年交互探測(cè)器分析結(jié)果

4 討 論

(1) 研究區(qū)生態(tài)脆弱性空間分布整體呈由西向東遞減趨勢(shì)，時(shí)間上生態(tài)環(huán)境狀況整體向好，符合一直以來(lái)國(guó)家政策對(duì)于生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的支持。研究顯示研究區(qū)存在嚴(yán)重生態(tài)脆弱區(qū)，與劉軍會(huì)等[36]劃定的我國(guó)18個(gè)重點(diǎn)生態(tài)脆弱區(qū)之一，西南橫斷山生態(tài)脆弱區(qū)地理位置相符。其中康定東部以及與天全縣和瀘定縣交界處脆弱性最為嚴(yán)重，此處海拔最高，地形起伏度大，氣溫較低，凍融侵蝕嚴(yán)重，印證了前人得出的高寒地帶容易形成生態(tài)脆弱區(qū)的結(jié)論。

(2) 研究區(qū)域內(nèi)地形復(fù)雜，板塊運(yùn)動(dòng)強(qiáng)，地質(zhì)災(zāi)害因子可能相對(duì)研究區(qū)生態(tài)脆弱性分布較為重要?？紤]到本研究地災(zāi)因子其中一項(xiàng)地質(zhì)災(zāi)害分布融入進(jìn)了土地利用數(shù)據(jù)，可能致使整體的地災(zāi)因子及其他因子在主成分分析后貢獻(xiàn)率發(fā)生變化，這里將地質(zhì)災(zāi)害分布從土地利用數(shù)據(jù)中提取出并設(shè)為新的獨(dú)立因子，再次利用主成分分析對(duì)所有因子重新賦予權(quán)重并最后計(jì)算出生態(tài)脆弱性分布(圖3)，觀察其變化。

圖3 研究區(qū)突出地質(zhì)災(zāi)害因子的生態(tài)脆弱性空間分布

由圖3可知，整體來(lái)看，將地質(zhì)災(zāi)害分布數(shù)據(jù)獨(dú)立為一個(gè)因子后，研究區(qū)生態(tài)脆弱性分布特征未發(fā)生明顯變化，脆弱性程度整體輕微增強(qiáng)，中度脆弱區(qū)面積增大。從時(shí)間分布來(lái)看，2010—2020年，脆弱性呈遞減趨勢(shì)，與原生態(tài)脆弱性變化趨勢(shì)相同。另外，研究區(qū)西部變化較東部更大，東部主要是極少部分微度脆弱轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度脆弱，可能與東部雅安地區(qū)地災(zāi)點(diǎn)雖密集但險(xiǎn)情相對(duì)偏小有關(guān)，再加上雅安地區(qū)生態(tài)狀況整體較好，使因子的輕微變化并不能發(fā)揮明顯的作用。

(3) 關(guān)于生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)方法的選擇，除了前文中提到的應(yīng)用較廣泛的幾種研究方法外，在現(xiàn)今多學(xué)科交叉的研究環(huán)境下，基于深度學(xué)習(xí)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的生態(tài)脆弱性研究也已進(jìn)入研究者的視野。之后可進(jìn)一步改進(jìn)研究方法使研究效果更準(zhǔn)確、更符合實(shí)際。

5 結(jié) 論

(1) 空間上，研究區(qū)整體脆弱分布為由西向東呈逐步遞減趨勢(shì)；時(shí)間上，由2010—2020年生態(tài)狀況整體向好。重度與極度脆弱區(qū)范圍較小，占總面積的3.95%，主要分布在研究區(qū)中部偏西康定市與天全縣、瀘定縣的交界處，此處為高寒地帶，凍融侵蝕較為嚴(yán)重。研究區(qū)由西向東依次經(jīng)過(guò)研究區(qū)內(nèi)康定西部中度脆弱與輕度脆弱交叉區(qū)、康定與瀘定交界處重度脆弱邊緣區(qū)、瀘定與天全西部輕度脆弱區(qū)，以及天全東部與雨城區(qū)微度脆弱區(qū)。在線路施工經(jīng)過(guò)康定與瀘定交界處重度脆弱區(qū)附近時(shí)應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)。由冷熱點(diǎn)分析結(jié)果可知，EVI分布有較強(qiáng)聚類特征，研究區(qū)東部雅安地區(qū)低值集聚較為明顯，中部偏西為高值集聚區(qū)，而西部邊緣與中部康定雅安過(guò)渡區(qū)生態(tài)脆弱呈隨機(jī)分布。

(2) 影響研究區(qū)生態(tài)脆弱的主要驅(qū)動(dòng)因子為高程、年均氣溫以及植被凈初級(jí)生產(chǎn)力，研究區(qū)地處四川盆地西緣山地和川西高原的過(guò)渡地帶，地勢(shì)差異大，導(dǎo)致地域溫差較大，進(jìn)而加劇了對(duì)生態(tài)脆弱的影響。另外研究區(qū)地形多變，開(kāi)發(fā)率較低，又地處亞熱帶季風(fēng)氣候，植被凈初級(jí)生產(chǎn)力對(duì)生態(tài)脆弱的影響也較高。

綜上所述，川藏線(雅安—新都橋段)施工建設(shè)在雅安區(qū)受降水影響較大，在康定區(qū)受地形以及溫差影響較大，在康定東部地形起伏度較高地區(qū)要注意地質(zhì)災(zāi)害防控。川藏鐵路建設(shè)帶動(dòng)周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，環(huán)境保護(hù)與生態(tài)維持也是今后當(dāng)?shù)厣鐣?huì)建設(shè)的工作重點(diǎn)。