汶川震區(qū)壽溪河流域崩滑物源演化特征分析

袁新玥，劉 超，魯 恒*，聶銳華，陳 辰，劉鐵剛，王 棟，唐 敏，楊正麗

(1.四川大學(xué) 水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610065；2.四川大學(xué) 水利水電學(xué)院，四川 成都 610065；3.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610031)

強(qiáng)震作用下，山體斜坡不穩(wěn)定性提高，山區(qū)環(huán)境變得更加脆弱，大量的松散碎屑物堆積在坡體或溝道內(nèi)，極易形成崩塌、滑坡、山洪水沙等次生災(zāi)害，對當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)安全和生態(tài)環(huán)境造成巨大威脅。在世界范圍內(nèi)，1999年中國臺灣地震[1]、2005年巴基斯坦什米爾地震[2]、2010年海地地震[3]、2013年中國四川蘆山地震[4]、2017年中國四川九寨溝地震[5]等大地震發(fā)生后，震區(qū)頻發(fā)滑坡、泥石流等災(zāi)害，造成眾多破壞。2008年“5·12”汶川地震是中國近代以來破壞性最強(qiáng)的地震，誘發(fā)了約50 000處崩滑，形成高達(dá)52.3×108m3的松散堆積物，為洪沙、泥石流災(zāi)害暴發(fā)提供了充足物源[6]，造成了2010年“8·13”[7]、2013年“7·10”[8]山洪、泥石流災(zāi)害。這些災(zāi)難性事件都表明強(qiáng)震會形成具有廣泛性、群發(fā)性、持續(xù)性的災(zāi)害鏈效應(yīng)，且隨著時(shí)間推移，災(zāi)害特征在空間上的演化有較大差異[9]。而崩滑堆積體是震后洪沙災(zāi)害的主要物源，其時(shí)空分布規(guī)律與演化特征對洪沙災(zāi)害的發(fā)生起著控制作用。因此，開展崩滑物源演化特征分析，預(yù)測洪沙災(zāi)害活動趨勢及災(zāi)害效應(yīng)持續(xù)時(shí)間的研究極為迫切。

汶川地震后，有學(xué)者對同震滑坡及洪沙、泥石流災(zāi)害分布特征、形成機(jī)制、運(yùn)動過程、風(fēng)險(xiǎn)評估展開了研究[10–13]。也有學(xué)者基于震區(qū)多期遙感影像，統(tǒng)計(jì)物源數(shù)量和面積，對震后滑坡、泥石流活動趨勢和持續(xù)時(shí)間進(jìn)行了研究。張建石[14]統(tǒng)計(jì)了映秀鎮(zhèn)肖家溝4期遙感影像的物源面積，分析得到：在沒有強(qiáng)降雨的條件下，未來3～5 a物源持續(xù)呈衰減趨勢并最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。黃潤秋[15]研究了震后3 a重大地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)，認(rèn)為震后地質(zhì)災(zāi)害將在20～25 a內(nèi)以4～5 a為一個(gè)高峰的周期呈震蕩式衰減并最終恢復(fù)到震前水平。Tang等[16]解譯了地震前后兩期影像，并對泥石流活動趨勢進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果表明震后10～15 a內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害保持高活動性。該類研究從時(shí)間上揭示了崩滑物源的演化規(guī)律，但沒有在空間上對其演化特征進(jìn)行分析。誘發(fā)地震滑坡的自然因素很多，各個(gè)因素在不同區(qū)域和時(shí)間所起的作用各不相同。部分學(xué)者結(jié)合地形地貌、地質(zhì)條件等環(huán)境控制因子探討崩滑物源的時(shí)空演化特征。付智勇等[17]選取龍溪河流域5期影像分析了崩滑體面積與坡度、坡向、巖性和距斷層距離等指標(biāo)的演化情況；羅玉婷等[18]解譯了映秀鎮(zhèn)5期影像，選取坡度、坡向、高程、距溝道距離探討震后10 a崩滑體時(shí)空演化特征。該類研究統(tǒng)計(jì)了崩滑物源在各個(gè)因子上的面積分布特征及長時(shí)間序列的時(shí)空演變規(guī)律，但沒有定量揭示崩滑物源在各個(gè)因子上的活躍程度，以確定各個(gè)因子上崩滑物源活動性最強(qiáng)的區(qū)域，以及長時(shí)間序列上其的演變特征。

此外，崩滑物源的活動與流域植被恢復(fù)有著密切的聯(lián)系，植被動態(tài)變化是反映崩滑物源活動的重要指標(biāo)，因此，有必要獲取植被恢復(fù)情況，探究其對崩滑物源活動的影響。目前，有學(xué)者利用多期遙感數(shù)據(jù)，動態(tài)分析了震后植被時(shí)空變化和恢復(fù)情況。李明威等[19]選擇8期遙感影像提取植被覆蓋度，分析研究區(qū)內(nèi)植被恢復(fù)情況，結(jié)果表明植被恢復(fù)對山洪、泥石流活動具有一定的抑制作用。Yunus等[20]基于2000年—2018年中分辨率成像光譜輻射計(jì)歸一化植被指數(shù)（moderate-resolution imaging spectroradiometer–normalized difference vegetation index，MODIS–NDVI）數(shù)據(jù)計(jì)算了汶川震區(qū)植被恢復(fù)率，結(jié)果表明滑坡活動可能在18 a內(nèi)恢復(fù)到震前水平。Chen等[21]基于2008—2018年歸一化植被指數(shù)（normalized difference vegetation index，NDVI）數(shù)據(jù)研究了汶川、北川、清平3個(gè)地區(qū)汶川地震后植被恢復(fù)的時(shí)空差異，闡明了不同環(huán)境下植被恢復(fù)的模式。該類研究僅分析了植被的長期演變特征，缺乏對植被恢復(fù)到震前水平的預(yù)測及對崩滑物源的影響的研究。

為進(jìn)一步探究汶川震區(qū)山洪災(zāi)害流域崩滑物源長時(shí)序時(shí)空演化特征，利用汶川震區(qū)壽溪河流域2007、2009、2012、2015、2018年5期高分遙感影像，對崩滑物源進(jìn)行遙感解譯，從以下3方面研究了崩滑物源在震后10 a的演化特征：1）根據(jù)震前與震后崩滑物源面積分析崩滑物源衰減模式，預(yù)測地震影響持續(xù)時(shí)間；2）結(jié)合高程、坡度、坡向、距溝道距離、距斷層距離、年均降水量6個(gè)環(huán)境控制因子，利用確定性系數(shù)概率模型，定量分析崩滑物源在各個(gè)因子的活躍程度，確定各個(gè)因子崩滑物源活動性最強(qiáng)的區(qū)域，以及其在長時(shí)間序列上的演變特征；3）計(jì)算植被覆蓋度與植被恢復(fù)速率，分析該流域內(nèi)植被恢復(fù)情況，探究植被恢復(fù)對崩滑物源活動的影響。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)位于四川省阿壩州汶川縣南部，邛崍山系、龍門山系之間；壽溪河系岷江右岸1級支流，地理位置介于東經(jīng)102°02′～103°30′、北緯30°50′～31°03′之間，整個(gè)流域呈樹葉形，如圖1所示。地形地貌上，研究區(qū)地貌屬盆地與青藏高原過渡地帶的中高山區(qū)，海拔在2 000～3 800 m之間，地勢自西南向東北逐漸降低，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，褶皺、斷裂發(fā)育，地層主要分布有花崗巖及變質(zhì)巖等，土壤多為棕色腐質(zhì)土。該流域水系發(fā)育，支溝眾多，上游河谷呈“V”形，中下游河谷稍寬呈“U”形，部分河段巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育，構(gòu)造侵蝕及河流切割作用較強(qiáng)烈，巖土體容易失穩(wěn)。水文氣象方面，屬四川盆地亞熱帶濕潤氣候區(qū)，年均氣溫僅8～12 ℃，年平均降雨量為1 333 mm，暴雨一般出現(xiàn)在6—9月，主要集中在7、8兩月。研究區(qū)在汶川地震前無較大范圍滑坡和崩塌分布，汶川地震后，崩塌、滑坡頻發(fā)，植被遭到嚴(yán)重破壞，崩滑物源眾多，山洪、泥石流災(zāi)害發(fā)生的可能性隨之增高。

圖1 研究區(qū)地理位置Fig.1 Geographical location of the research area

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

研究采用的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)如下：①遙感影像數(shù)據(jù)分為用于目視解譯崩滑物源的汶川震區(qū)壽溪河流域2007、2009、2012、2015、2018年5期遙感影像和用于植被覆蓋度提取的相應(yīng)年份的5期Landsat5、Landsat7、Landsat8影像（表1）。②數(shù)字高程模型（digital elevation model，DEM）數(shù)據(jù)為先進(jìn)星載熱發(fā)射和反射輻射儀全球數(shù)字高程模型（advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer global digital elevation model，ASTER GDEM） 12.5 m分辨率數(shù)字高程模型，來源于地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站（http://www.gscloud.cn/）。③河流數(shù)據(jù)來源于91衛(wèi)圖助手軟件的中國水系專題圖。④斷層數(shù)據(jù)來源于91衛(wèi)圖助手軟件的1∶50萬地質(zhì)圖。⑤年均降水量數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn/）。

表1 遙感影像數(shù)據(jù)及其特征參數(shù)Tab.1 Remote sensing image data and its characteristic parameters

2.2 確定性系數(shù)

確定性系數(shù)（certainty factor，CF）是一個(gè)分段概率函數(shù)，最早由Shortliffe和Buchanan[22]提出，用來分析影響崩滑發(fā)生的各種因子的敏感性的指標(biāo)。CF模型可以建立滑坡活動與控制因素之間的定量關(guān)系，其適用的模型單元類型為網(wǎng)格單元和均一條件單元[23]。確定性系數(shù)計(jì)算公式如式（1）所示：

式中： CFi為影響因子i在某等級的確定性系數(shù)；PPi為影響因子i在某等級中發(fā)生崩滑災(zāi)害的條件概率，用影響因子i在某等級中發(fā)生的崩滑災(zāi)害的面積與研究區(qū)中影響因子i在該等級的面積的比值替代；PPs為研究區(qū)發(fā)生崩滑災(zāi)害的先驗(yàn)概率，用崩滑災(zāi)害發(fā)生的總面積與研究區(qū)的總面積的比值來代替。由式（1）可知：CF的值域?yàn)閇–1,1]，CF值為0或接近0時(shí)，先驗(yàn)概率與條件概率非常接近，表示崩滑體活動程度不確定；大于0表示崩滑體活動性較高；小于0表示崩滑體活動性較低。

2.3 植被指數(shù)

歸一化植被指數(shù)（normalized difference vegetation index，NDVI）采用通道間的比值形式，具有檢測范圍寬、靈敏度高，能削弱太陽高度角和大氣所帶來的噪音，消除地形和群落結(jié)構(gòu)的陰陽和輻射干擾等優(yōu)點(diǎn)[24]。NDVI是反映植被狀況的重要遙感參數(shù)，被廣泛運(yùn)用在地表植被生產(chǎn)力評估、植被覆蓋度估算及變化速率分析的研究中[25]。其計(jì)算公式為：

式中， ρnir為 近紅外波段反射率， ρred為紅光波段反射率。NDVI值域?yàn)閇–1,1]，值越大表示植被覆蓋程度越高。

基于像元二分模型，以NDVI為主要參數(shù)計(jì)算植被覆蓋度（vegetation fraction coverage，VFC），能削弱大氣、土壤背景與植被類型等因素的影響。其計(jì)算公式為：

式中， NDVIsoil為完全裸土或無植被覆蓋區(qū)像元的NDVI值， NDVIveg為完全植被覆蓋像元的NDVI值。研究采用累積百分?jǐn)?shù)5%作為裸土的純像元，累積百分?jǐn)?shù)95%作為植被純像元。

植被覆蓋恢復(fù)速率（vegetation coverage recovery rate，VCRR）表示植被覆蓋度受損后恢復(fù)的速率，是根據(jù)植被受損前后變化差異評估和監(jiān)測植被恢復(fù)情況的參數(shù)，其計(jì)算公式為：

式中， VFCt為震后第t年的植被覆蓋度， V FCpost為震后植被覆蓋度最低的一期指數(shù)， V FCpre為地震前植被指數(shù)。

3 結(jié) 果

3.1 崩滑物源活動變化

強(qiáng)震區(qū)崩滑體一般呈馬蹄形、簸箕形、弧形或不規(guī)則形的形態(tài)，表面粗糙，起伏不平，色調(diào)為灰色、灰白色，周圍地形穩(wěn)定則顏色較暗，崩滑邊界明顯可見，前部有如舌狀伸入溝谷或河道中即滑舌[26]，研究以此為解譯標(biāo)志對5期高分遙感影像進(jìn)行了解譯，結(jié)果如圖2所示。震前研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定，崩滑災(zāi)害少有發(fā)生，在2007年的遙感影像中，一共解譯出14個(gè)崩滑物源，總面積為15.68×104km2。汶川地震后，研究區(qū)發(fā)生大量崩塌滑坡，導(dǎo)致坡面巖土體松動。在2009年的遙感影像中，一共解譯出200個(gè)崩滑物源，總面積為442.45×104m2，新增及擴(kuò)大面積比例高達(dá)96.46%。2010年8月13日，汶川震區(qū)發(fā)生持續(xù)強(qiáng)降雨，在降雨的作用下松散的崩滑體發(fā)生滑動，原本整體堆積在坡面的崩滑體逐步分散瓦解，部分崩滑體形成洪沙沿著溝道沖刷堆積到溝口。在2012年的遙感影像中，一共解譯出447個(gè)崩滑物源，總面積為252.86×104m2，與震后2009年相比，面積減少189.59×104m2，比例為42.85%；數(shù)量增加247個(gè)，比例為55.26%。在2015年的遙感影像中，一共解譯出364個(gè)崩滑物源，總面積為146.07×104m2；此后，隨著時(shí)間的延長，研究區(qū)未再發(fā)生強(qiáng)震、暴雨等事件，崩滑體面積和數(shù)量均減少。在2018年的遙感影像中，一共解譯出148個(gè)崩滑物源，總面積為98.97×104m2。崩滑物源變化特征見表2。

圖2 研究區(qū)多期崩滑物源分布Fig.2 Landslide deposits distribution of multiphase remote sensing images in the research area

表2 崩滑物源變化特征Tab.2 Variation characteristics of landslide deposits

由于降雨、植被恢復(fù)等外界條件的影響，崩滑物源數(shù)量波動較大，不能真實(shí)反映物源的演化趨勢，所以，根據(jù)5期遙感影像的解譯數(shù)據(jù)，選取崩滑物源面積Area為指標(biāo)（因變量），年份T為自變量，探究物源的演化模式，R2為0.993 5，表明擬合程度較高（圖3）。如圖3所示，崩滑物源面積隨著時(shí)間的推移不斷減少，并以指數(shù)函數(shù)的模式衰減，預(yù)測物源面積恢復(fù)到震前水平的時(shí)間約為21 a。

圖3 研究區(qū)崩滑物源演化模式Fig.3 Evolution model of landslide deposits in the research area

3.2 崩滑物源在各控制因素的分布與演化

3.2.1 崩滑物源在高程上的分布與演化

研究區(qū)高程最高為4 897 m，最低為774 m。首先,以12.5 m分辨率的數(shù)字高程模型為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)地形條件將整個(gè)研究區(qū)高程以200 m為間隔進(jìn)行分級，劃分為11級；然后，將解譯的5期崩滑物源圖層與DEM分別進(jìn)行疊加分析，對崩滑物源在高程上的分布面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并利用確定性系數(shù)模型計(jì)算崩滑物源在各個(gè)高程區(qū)間的CF值，得到不同年份崩滑物源在高程上的空間分布特征及演化規(guī)律，結(jié)果如圖4所示（點(diǎn)表示CF值，柱狀圖表示物源面積，下文同）。

圖4 崩滑物源在高程上的演化Fig.4 Evolution of landslide deposits on elevation

由圖4可知：震前2007年崩滑物源在高程1 200～1 800 m內(nèi)CF值均大于0.5，震后2009年崩滑物源在高程小于1 800 m內(nèi)CF值均大于0.5，表明在此范圍內(nèi)的崩滑體活動性高。2012、2015、2018年3期崩滑體物源都呈現(xiàn)出隨著高程的增加，CF值先增加后降低的趨勢，表明震后崩滑物源隨著高程的增加，活動性先增加后降低，在某段高程活動性最高。2012年崩滑物源活動性最高的高程為1 200～1 800 m，CF值均大于0.4；2015年崩滑物源活動性最高的高程為1 400～2 200 m，CF值均大于0.3；2018年崩滑物源活動性最高的高程為1 800～2 400 m，CF值均大于0.3。高程大于2 000 m的區(qū)域CF值隨著時(shí)間的推移而增大，說明崩滑物源在高海拔區(qū)域的活動性增強(qiáng)。

3.2.2 崩滑物源在坡度上的分布與演化

首先，根據(jù)DEM數(shù)據(jù)提取研究區(qū)的坡度，依據(jù)地形條件將整個(gè)研究區(qū)坡度以5°為間隔劃分為12級，并將解譯的5期崩滑物源圖層與坡度分別進(jìn)行疊加分析，對崩滑物源在坡度上的分布面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；利用確定性系數(shù)模型計(jì)算崩滑物源在各個(gè)坡度區(qū)間的CF值，得到不同年份崩滑物源在坡度上的空間分布特征及演化規(guī)律，結(jié)果如圖5所示。

圖5 崩滑物源在坡度上的演化Fig.5 Evolution of landslide deposits on slope

由圖5可知：震前2007年崩滑物源主要分布在坡度大于30°的區(qū)域。從空間上來看，震后2009、2012、2015、2018年崩滑物源面積隨著坡度增加逐漸增大到峰值后減少，峰值分別為65.11×104、36.98×104、22.84×104、16.56×104m2，達(dá)到峰值的區(qū)間都在35°～45°內(nèi)。物源發(fā)育面積最大并不代表該區(qū)域發(fā)生崩滑的可能性最高。CF值隨著坡度的增大而增大，說明隨著坡度的增大，土體不穩(wěn)定性增加，在大于60°的區(qū)域活動性最高，發(fā)生崩滑的概率大；在坡度小于40°的范圍，CF值隨著時(shí)間的推移而增大，表明隨著時(shí)間的推移，坡度小于40°區(qū)域的崩滑體活動性逐漸增強(qiáng)。

3.2.3 崩滑物源在坡向上的分布與演化

坡向?qū)Ρ阑镌吹姆植加兄匾挠绊?，不同坡向的斜坡受到的太陽輻射?qiáng)度、降雨強(qiáng)度不同，導(dǎo)致斜坡的植被覆蓋、坡向侵蝕、巖土穩(wěn)定性等不同，因此不同坡向的崩滑物源變化特征不同。利用DEM數(shù)據(jù)提取出研究區(qū)的坡向，將解譯的5期崩滑物源圖層與坡向分別進(jìn)行疊加分析，對崩滑物源在坡向上的分布面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并利用確定性系數(shù)模型計(jì)算崩滑物源在各個(gè)坡向區(qū)間的CF值，得到不同年份崩滑物源在坡向上的空間分布特征及演化規(guī)律，結(jié)果如圖6所示。

圖6 崩滑物源在坡向上的演化Fig.6 Evolution of landslide deposits on aspect

由圖6可知：震前2007年主要分布在坡向?yàn)镋、SE、S范圍內(nèi)， CF值均大于0.4。震后2009、2012、2015、2018年崩滑物源主要分布在坡向?yàn)镋、SE、S、SW范圍內(nèi)，面積峰值都在SE側(cè)，分別為170.91×104、72.1×104、35.36×104、24.96×104m2。震后各個(gè)年份CF值都呈現(xiàn)出隨著坡向從北側(cè)至西側(cè)先增大后減小的趨勢，在SE側(cè)CF值達(dá)到最大，分別為0.61、0.47、0.40、0.37，表明發(fā)生崩滑災(zāi)害的概率從北側(cè)至西側(cè)先增大后減小，崩滑體活動性最高的坡向?yàn)镾E。在時(shí)間上，CF值在E、SE、S側(cè)隨年份的增加而降低，表明崩滑物源在該坡向上的活動性隨時(shí)間推移而逐漸減弱。

3.2.4 崩滑物源在距溝道距離上的分布與演化

距溝道距離是崩滑物源活動的間接影響因子。利用空間分析模塊下的歐氏距離工具，以200 m為間距創(chuàng)建流域內(nèi)溝道的多環(huán)緩沖區(qū)，共分為8級，對崩滑物源在各距離范圍內(nèi)的分布面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并利用確定性系數(shù)模型計(jì)算崩滑物源在各距離范圍內(nèi)的CF值，得到不同年份崩滑物源在距溝道距離的空間分布特征及演化規(guī)律，結(jié)果如圖7所示。

圖7 崩滑物源在距溝道距離上的演化Fig.7 Evolution of landslide deposits on distance from the channel

如圖7所示：震前2007年崩滑易發(fā)區(qū)在距離溝道200～800 m的范圍內(nèi)，該區(qū)域CF值均大于0.45。在空間上，震后每期崩滑物源CF值呈現(xiàn)出隨距溝道距離的增加而減少的趨勢，在距溝道距離大于800 m的范圍內(nèi)，CF值均逐漸小于0；大于1 400 m的范圍，每期CF值均小于?0.4。由此表明，溝道附近匯水量較大容易引發(fā)斜坡坡腳失穩(wěn)，越靠近溝道的地方，崩滑物源面積發(fā)育越大，物源活動性越強(qiáng)，距溝道距離小于800 m的范圍崩滑體活動性最強(qiáng)。在時(shí)間上，距溝道距離大于200 m的區(qū)域CF值隨時(shí)間的推移而增加，表明距溝道距離大于200 m的區(qū)域崩滑體的活動性增強(qiáng)。

3.2.5 崩滑物源在距斷層距離上的分布與演化

距斷層距離對崩滑物源活動起間接控制作用。利用空間分析模塊下的歐氏距離工具，以300 m為間距創(chuàng)建流域內(nèi)斷層的多環(huán)緩沖區(qū)，共分為9級；對崩滑物源在各距斷層距離范圍內(nèi)的分布面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并利用確定性系數(shù)模型計(jì)算崩滑物源在各距斷層距離范圍內(nèi)的CF值，得到不同年份崩滑物源在距斷層距離的空間分布特征及演化規(guī)律，結(jié)果如圖8所示。

圖8 崩滑物源在距斷層距離上的演化Fig.8 Evolution of landslide deposits on distance from the fault

由圖8可知，震前2007年崩滑物源主要分布在距斷層300～1 200 m的地方，面積為15.04×104m2，CF值均大于0.5。震后2009、2012、2015、2018年，每期崩滑物源隨著距斷層距離增大，發(fā)育面積逐漸減少，峰值在距斷層距離小于300 m的范圍內(nèi)，分別為166.25×104、86.37×104、46.52×104、28.82×104m2。震后每期CF值整體上隨著距斷層距離的增加而減少，距斷層距離大于1 500 m的地方的CF值均逐漸小于0，并且在此范圍內(nèi)CF值隨著時(shí)間的推移逐漸增大。由此看出，汶川地震使斷層附近區(qū)域巖土體松動，距斷層距離小于1 500 m的地方崩滑體滑動性高，并且隨著時(shí)間的推移，崩滑物源在距斷層距離大于1 500 m的地方活動性增強(qiáng)。

3.2.6 崩滑物源在年均降水量上的分布和演化

降水對崩滑物源的分布和活動有重要影響。將整個(gè)研究區(qū)年均降水量以10 mm為間隔劃分為8級；將解譯的5期崩滑物源圖層與年均降水量分別進(jìn)行疊加分析，對崩滑物源在年均降水量上的分布面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并利用確定性系數(shù)模型計(jì)算崩滑物源在各個(gè)區(qū)間的CF值，得到不同年份崩滑物源在降水上的空間分布特征及演化規(guī)律，結(jié)果如圖9所示。

圖9 崩滑物源在年均降水量上的演化Fig.9 Evolution of landslide deposits on average annual precipitation

由圖9可知：震前崩滑物源主要分布在年均降水量830～860 mm區(qū)域；震后2009年崩滑物源主要集中在年均降水量810～860 mm區(qū)域，2012、2015年崩滑物源主要集中在年均降水量830～860 mm區(qū)域，2018年崩滑物源主要分布在平均降水量850～860 mm區(qū)域，且在平均降水量830～850 mm區(qū)域CF均大于0.35，表明在降水量豐富的區(qū)域崩滑物源分布廣泛，降水量的增加對崩滑物源的發(fā)育起促進(jìn)作用，在降水量830～850 mm區(qū)域活動性最強(qiáng)。在年均降水量大于840 mm的區(qū)域，CF值隨著時(shí)間的推移逐漸增大，表明隨著時(shí)間的推移，降水量較高的區(qū)域崩滑物源的活動性逐漸增強(qiáng)，因此，需要加強(qiáng)對較高降水量區(qū)域崩滑物源的監(jiān)測，以防止洪沙、泥石流等災(zāi)害的發(fā)生。

3.3 崩滑物源對植被恢復(fù)的影響

3.3.1 植被覆蓋度變化

植被恢復(fù)情況對崩滑物源的活動有一定的影響。為分析研究區(qū)植被動態(tài)變化，對原始Landsat影像進(jìn)行剪裁、輻射定標(biāo)、大氣矯正等預(yù)處理，根據(jù)式（2）、（3）分別計(jì)算出各年份的植被指數(shù)NDVI和植被覆蓋度VFC，并將植被覆蓋度VFC以0.05的間隔分為20類，得到植被覆蓋度VFC值的頻率分布（圖10）。由圖10可知：震前2007年研究區(qū)植被狀況良好，植被覆蓋度平均值為0.68；2008年汶川地震導(dǎo)致研究區(qū)植被覆蓋度頻率分布格局發(fā)生較大變化，植被覆蓋度平均值急劇下降；2009年研究區(qū)植被覆蓋度平均值降低到0.48。隨著時(shí)間的推移，研究區(qū)植被覆蓋度逐漸增加，2012、2015和2018年研究區(qū)植被覆蓋度平均值分別為0.51、0.53、0.64，植被覆蓋度頻率分布逐漸趨于震前狀態(tài)。根據(jù)這5期數(shù)據(jù)的植被覆蓋度平均值VFCa探究其隨年份的變化趨勢，如圖11所示，預(yù)測震后植被覆蓋度恢復(fù)到震前水平至少需要14 a。

圖10 研究區(qū)植被覆蓋度VFC值的頻率分布Fig.10 Frequency distribution of VFC in the study area

圖11 研究區(qū)平均植被覆蓋度VFCa變化趨勢Fig.11 Variation trend of VFCa in the research area

3.3.2 植被恢復(fù)速率演化

根據(jù)式（4）計(jì)算得到研究區(qū)2012、2015和2018年植被恢復(fù)速率VCRR，將植被覆蓋恢復(fù)速率VCRR分為4級：小于0為植被恢復(fù)極差；0～0.5為植被恢復(fù)較差；0.5～1.0為植被恢復(fù)中等；大于1.0為植被恢復(fù)良好，再疊加對應(yīng)時(shí)期的崩滑體圖層，結(jié)果如圖12所示。另外，統(tǒng)計(jì)各期不同類別植被恢復(fù)速率的面積和百分比，見表3。2009—2012年間，暴雨引發(fā)的大規(guī)?；潞蜕胶椤⒛嗍?，崩滑體的個(gè)數(shù)由200增長到447，增長率達(dá)到55.26%，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致2012年植被恢復(fù)程度低，植被恢復(fù)極差及較差區(qū)域達(dá)62.68%。2012—2018年間，崩滑體面積由252.86×104減少到98.97×104m2，個(gè)數(shù)由447減少到148；植被覆蓋度逐漸增加，2015、2018年植被恢復(fù)中等及以上的區(qū)域分別占64.24%、占70.69%，表明崩滑體的減少有 助于植被恢復(fù)。

圖12 2009年后研究區(qū)植被恢復(fù)速率VCRR與崩滑物源的分布Fig.12 Distribution of VCRR and landslide deposits in the research area after 2009

表3 2009年后研究區(qū)不同類別植被恢復(fù)速率的面積和百分比統(tǒng)計(jì)Tab.3 Statistics of area and percentage for different VRR categories after 2009

3.3.3 崩滑物源在各等級植被恢復(fù)情況的分布與演化

根據(jù)表3對崩滑物源在各植被恢復(fù)情況上的分布面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并利用確定性系數(shù)模型計(jì)算崩滑物源在各等級植被恢復(fù)情況的CF值，得到2012、2015和2018年崩滑物源在各植被恢復(fù)情況上的空間分布特征及演化規(guī)律，結(jié)果如圖13所示。

由圖13可知：2012、2015和2018年崩滑物源面積隨著植被恢復(fù)程度的增加而減少，在植被恢復(fù)極差的區(qū)域面積最大，分別為97.36×104、73.32×104、40.43×104m2，并且CF值在植被恢復(fù)差的區(qū)域隨著時(shí)間的推移增大，表明植被恢復(fù)差的區(qū)域崩滑物源的發(fā)育更好。這3期數(shù)據(jù)中的CF值整體上隨著植被恢復(fù)程度的增加而減少，在植被恢復(fù)中等及良好的區(qū)域CF值隨著時(shí)間的推移而降低，在植被恢復(fù)良好的區(qū)域；3期數(shù)據(jù)的CF值均小于–0.35。這表明在植被恢復(fù)程度高的地方，崩滑體的活動性低且隨著時(shí)間的推移而降低，植被的恢復(fù)能有效減弱崩滑物源的活動，降低崩滑、洪沙災(zāi)害的發(fā)生概率。

圖13 崩滑物源在各等級植被恢復(fù)的演化Fig.13 Evolution of landslide deposits in various types of VCRR

4 結(jié) 論

1）壽溪河流域5期遙感影像解譯的崩滑物源面積分別為15.68×104、442.45×104、252.86×104、146.07×104、98.97×104m2，且以指數(shù)函數(shù)的模式衰減，預(yù)測物源面積恢復(fù)到震前水平的時(shí)間約為 21 a。

2）研究區(qū)震后崩滑物源活動性最強(qiáng)的區(qū)域特征為：高程1 200～2 400 m，坡度大于60°，坡向SE，距溝道距離小于800 m，距斷層距離小于1 500 m，年均降水量830～850 mm。演化趨勢為崩滑物源在高程大于2 000 m、坡度小于40°、距溝道距離大于200 m、距斷層距離大于1 500 m、年均降水量大于840 mm的區(qū)域的活動性增強(qiáng)，在E、SE、S側(cè)活動性減弱。

3）震前2007年研究區(qū)植被狀況良好，震后隨著時(shí)間的推移，植被覆蓋度以線性形式增長，預(yù)測震后至少14 a植被覆蓋度恢復(fù)到震前水平。2012、2015、2018年植被恢復(fù)中等及以上的區(qū)域分別占37.32%、64.24%、70.69%，研究區(qū)植被逐漸恢復(fù)。且崩滑物源在植被恢復(fù)極差的區(qū)域面積最大、活動性最高，而在植被恢復(fù)程度高的地方，崩滑體的活動性低且隨著時(shí)間的推移降低，植被的恢復(fù)能有效減弱崩滑物源的活動，降低發(fā)生崩滑災(zāi)害的概率。