第四纪研究  2020, Vol.40 Issue (5): 1350-1358   PDF    
地震地质灾害及灾后重建对九寨沟荷叶寨区域生态环境扰动的遥感监测
陈润1, 郭忻怡2,3, 杜杰4, 胡晓1     
(1 西南林业大学, 云南 昆明 650224;
2 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094;
3 中国科学院大学, 北京 100049;
4 九寨沟管理局, 四川 阿坝 623402)
摘要:2017年九寨沟MS7.0级地震及次生滑坡、崩塌等地质灾害对九寨沟世界自然遗产地的生态环境和村寨造成了破坏和扰动。文章利用高精度遥感监测技术对地震前后荷叶寨及其周边的地质灾害和植被覆盖度变化进行了监测。研究表明,震后该区域原有不稳定区域发生了更大范围和规模的崩塌和滑坡,但是由于村寨选址较好地避开了这些区域,因此并未遭受毁灭性破坏,避免了灾后搬迁。震后该区域的两处滑坡都进行了治理,治理面积约1.5 hm2,村寨交通条件得到进一步改善。灾后重建以来,村寨的范围并没有扩大,地震毁坏的建筑物仅在原地重建。研究区域的土地利用方式未发生明显改变,只有面积约为1 hm2的开阔草地转换为临时建设工地。高植被覆盖度区占比由震前的91.98%下降至91.09%,而裸地-中低植被覆盖度区占比由震前的4.78%上升至6.53%。因此,地震及次生地质灾害对该区域造成了一定的扰动,但经过灾后两年多的重建和生态恢复工作,其生态环境总体上处于良好恢复状态。为了保障灾后重建规划执行、保护世界遗产,高精度遥感监测应作为灾后恢复重建遗产地村寨生态环境与重建规模变化的重要手段。
关键词九寨沟地震    世界自然遗产    荷叶寨    生态环境扰动    遥感监测    
中图分类号     F694                     文献标识码    A

0 引言

九寨沟世界自然遗产地位于青藏高原东缘的岷山高陡构造地貌带[1],行政区划为四川省阿坝州,是著名的国家级风景名胜区。1992年12月7日,九寨沟被联合国教科文组织列入“世界自然遗产名录”。“九寨沟”的名字起源于沟内的荷叶、树正、则查洼、盘亚、亚纳、尖盘、黑果、热西、郭都等9个藏族村寨,辖设荷叶、树正、扎如这3个行政村,现有居民1370人。对于九寨沟世界遗产地而言,藏族村寨代表了川西北高山特有的藏族文化和生活习俗,是九寨沟民俗文化的重要组成部分和重要旅游品牌[2]

世界遗产的保护与其社区的保护与发展密切相关[3]。2007年世界遗产公约战略目标由“4Cs”上升为“5Cs”,通过了第五个战略目标,即“社区”(communities),强调了社区参与、能力建设以及建立伙伴关系的重要性[4]。世界遗产中心的研究也指出,世界遗产设立的目的在于保护遗产价值和促进当地社区发展,两者缺一不可[5]。但是在世界自然遗产地的实际保护和发展过程中,社区发展与遗产保护仍然存在着突出的矛盾。一些世界遗产地在经济利益的刺激下,社区建设规模不断扩大,社区的传统风貌被改变,直接威胁到遗产地的突出普遍价值,因此受到了世界自然保护联盟的警告[6]

除人类活动的威胁外,世界自然遗产也受到地震、滑坡、泥石流等自然灾害的威胁。2017年8月8日,九寨沟发生MS7.0级地震。根据中国地震台网中心测定,此次地震震中位于33.20°N,103.82°E (图 1),震源深度20 km[7]。InSAR反演表明发震断层运动性质为左旋滑动,最大滑动量达6 m左右[8],地震断裂为北西南东走向(图 1)。此次地震的最大烈度为Ⅸ度,等震线长轴总体也呈北西南东走向。九寨沟世界遗产地正好位于受地震影响最严重的漳扎镇一带(图 1)。此次地震共造成25人死亡,525人受伤,7万余间房屋受损[9]。地震伴生大量滑坡、崩塌及泥石流等地质灾害,主要分布于九寨沟世界自然遗产地内的荷叶寨、五花海和下季节海一带(图 2)。

图 1 数字高程数据显示九寨沟的地貌特征和2017年九寨沟7.0级地震烈度分布图 Fig. 1 DEM image showing the geomorphological features and spatial distribution of seismic intensity of 2017 MS7.0 Jiuzhaigou earthquake

图 2 九寨沟遗产地核心区地震前后Sentinel-2遥感影像 (a)2017年7月29日影像;(b)2017年9月7日滑坡分布图像 Fig. 2 Sentinel-2 images of Jiuzhaigou World Natural Heritage site showing the variations after the 2017 MS7.0 Jiuzhaigou earthquake. (a)Image taken on July 29, 2017; (b)Image showing the distribution of landslides taken on September 7, 2017

《四川省“8·8”九寨沟地震灾后恢复重建总体规划》明确提出要把世界自然遗产保护放在首要位置,科学审慎开展九寨沟世界自然遗产的保护恢复。为了避免在灾害治理和社区重建过程中社区的过度建设给九寨沟自然遗产造成进一步的破坏,有必要对九寨沟地震、次生地质灾害以及灾后重建活动对遗产地内主要村寨及其周边生态环境的干扰情况进行空间监测。本文以九寨沟世界自然遗产地的荷叶寨为研究区,利用高精度遥感监测技术对地震后荷叶寨及周边的植被和重建情况进行目视解译和植被覆盖度计算,定量分析其生态环境的扰动和恢复情况,从而为灾后世界自然遗产地的地质灾害治理和恢复重建提供快速的技术支撑。

1 研究区及方法 1.1 研究区概况

荷叶寨是九寨沟世界自然遗产地居民社区专项规划的3个对象之一,现有住户160户,居民636人。九寨沟旅游开放前,荷叶寨的居民原本居住在其后山的荷叶老寨、盘亚寨和尖盘寨,过着半农半牧的生活,种植的庄稼包括燕麦、玉米、荞麦、小麦、大麦等,放养的牲畜包括牛、牦牛和羊等[10]。因交通便利、旅游接待等,20世纪90年代当地居民陆续下山建房,渐渐形成了九寨沟内最大的一处聚落。它是受保护管理影响最直接的村寨,居民以藏族居民为主[10]

1.2 数据来源

为了对九寨沟地震后荷叶寨的状况展开详细的监测,本文选用了高分辨率的Google Earth影像和Sentinel-2遥感影像(图 23)。其中Google Earth影像帮助进行研究区的目视解译及面积量测,Sentinel-2遥感影像主要用于植被生态环境的变化监测。

图 3 九寨沟荷叶寨周边滑坡崩塌灾害空间分布 (a)地震前荷叶寨周边滑坡区;(b)地震后荷叶寨周边滑坡区治理 Fig. 3 Spatial distribution of landslides around Heye Village. (a)Landslide sites around Heye Village before earthquake; (b)Treatment of landslide area around Heye Village after earthquake

Sentinel-2卫星是本文研究的主要数据来源,包括了Sentinel-2A和Sentinel-2B,A星于2015年6月23日发射升空,B星于2017年3月7日发射升空。双星组网进行观测,每5天可重访地球赤道地区1次,在纬度较高的地区,重访周期可缩短至3天。它们携带高分辨率多光谱成像仪,常用的可见光和近红外波段的空间分辨率为10 m,可以用于观测地球土地覆盖变化及森林,监测山体滑坡等自然灾害,本文选择了2017年7月29日、2017年9月7日和2019年8月3日三期Sentinel-2影像。这3个时相的影像成像条件良好,受云雾干扰小,可以较好地对九寨沟地震前和地震后的地质灾害和两年的生态环境恢复情况进行监测。

1.3 研究方法 1.3.1 目视解译

本文利用地震前后的Google Earth高分辨率遥感影像进行对比分析,利用目视解译的方法人工识别,并以多边形标出滑坡和治理区域,利用Google Earth度量多边形的面积,同时借助野外实地考察来验证遥感目视解译的结果。

1.3.2 植被覆盖度计算

植被覆盖度是重要的生态环境参数之一,该参数可以通过对遥感影像的处理分析获得,常被用于生态环境的监测评估[11~12]。本文选择植被覆盖度为主要指标,对研究区域的生态环境变化情况进行监测。现有研究发现,NDVI与植被覆盖度有良好的相关性[13]。通过建立两者之间的函数关系,可以利用NDVI获得植被覆盖度信息,其中像元二分模型是利用NDVI估算植被覆盖度比较的常见的一种计算模型,具体计算公式如下[14]

(1)

公式(1)中,Fc是植被覆盖度值,NDVIsoil为完全是裸地或无植被覆盖区域的NDVI值,NDVIveg则为纯植被像元的NDVI值。

公式(1)中NDVI计算公式如下:

(2)

公式(2)中,ρNIR为近红外波段反射率,ρR为红波段反射率。

本文依据研究区实际裸地和纯植被区域的情况,确定NDVIsoilNDVIveg值。将NDVI累积百分比≤ 1 %的部分定义为纯裸地部分,即累积百分比为1 %的NDVI值为NDVIsoil,将NDVI的累积百分比≥ 99 %的部分定义为纯植被部分,即累积百分比为99 %的NDVI值为NDVIveg

1.3.3 定量分析

为了直观表达不同的植被覆盖度的情况,需要对植被覆盖度进行分级。本文根据前人的研究[15],结合九寨沟实际情况,将植被覆盖度小于0.1的区域划分为裸地,植被覆盖度介于0.1~0.3之间的区域划分为低覆盖度区域,植被覆盖度介于0.30~0.45之间的区域划分为中低覆盖度区域,植被覆盖度介于0.45~0.60之间的区域划分为中覆盖度区域,植被覆盖度高于0.6的区域划分为高覆盖度区域,统计各级植被覆盖度的占比情况。

2 数据结果及荷叶寨区域变化分析 2.1 震后荷叶寨及其周边地质灾害解译结果及其分析

由于九寨沟所处区域的地质构造较为复杂,岩层破碎,坡度较陡,地震发生时,恰逢九寨沟地区的雨季,除地震发生过程中直接造成的自然景观的崩塌和社区房屋崩塌外,地震还诱发了大量的滑坡和泥石流等地质灾害,对世界自然遗产地造成了破坏和威胁。

本文借助Google Earth的高分辨遥感影像,对地震后荷叶寨及其周边的地质灾害情况进行了解译(见图 3),对比分析该区域地震前该区域遥感影像。研究发现地震发生后,荷叶寨、盘亚寨、尖盘寨和荷叶老寨所在的区域虽然出现了一定数量的崩滑(图 3b),但是这些崩滑大都发生在震前不稳定的斜坡区域(如图 3b右上角区域)。地震前图像显示该区域曾发生过滑坡或崩塌的迹象(图 3a),表明该区域是滑坡和崩塌等地质灾害多发区。2017年九寨沟地震发生过程中,不稳定区域发生了更大范围和规模的崩塌和滑坡(图 3b)。

2.2 震后荷叶寨区域地质灾害治理分析

为了获取震后重建工作对荷叶寨周边环境的扰动情况,本文利用Google Earth高分辨率遥感影像对地震发生后荷叶寨周边的治理情况进行了进一步的遥感解译,具体情况见图 3b图 4a,从中可以看出,在九寨沟过去两年的灾后重建过程中,荷叶寨及其周边的荷叶老寨、盘亚寨及尖盘寨基本没有变化,重建工作仍在原有的规模范围内进行。

图 4 地震后荷叶寨及其东北侧滑坡工程治理遥感影像 (a)地震后荷叶寨遥感影像;(b)滑坡工程治理措施 Fig. 4 Post-earthquake satellite images of Heye Village and the engineering treatment of landslide sat its northeast.(a)Post-earthquake satellite image of Heye Village; (b)Engineering treatment of landslides

在该区域,崩滑对社区的直接影响有限,仅在荷叶寨东北侧有1处威胁道路交通安全的滑坡,以及在盘亚寨旁边有1处对社区安全威胁较大的滑坡。结合2019年9月的遥感影像(图 3b图 4)解译发现,这两处滑坡都得到了一定程度的治理。滑坡治理面积约1.5 hm2(图 3b中浅蓝色区域),尤其是对边坡采取了垒石挡墙、公路附近建桩板拦石墙、被动防护网等工程治理措施(图 4b图 5)。同时村寨周边的交通环境得到进一步改善,从荷叶寨至尖盘寨的道路路面得到了硬化。因此,从整体治理来看,不管是3个老寨,还是1个新寨,过去两年的恢复重建工作都有条不紊地进行着,未出现对外扩张。

图 5 现场照片显示九寨沟地震后荷叶寨周边的工程治理情况 (a)荷叶寨东北侧滑坡边坡和公路工程治理;(b)荷叶寨附近的被动防护网 Fig. 5 Field photographs showing the engineering treatment nearby Heye Village after earthquake. (a)Treatment of landslide and reconstructed highway at the northeast of Heye Village (b) Passive protection fence nearby Heye Village
2.3 震后荷叶寨内部的重建分析

荷叶寨是九寨沟世界自然遗产地内的最大村寨之一,毗邻火花海、芦苇海等重要景点。它的重建工作对周边自然景观影响远大于其他几个老寨,因此荷叶寨是本研究重点关注的一个典型村寨。

本文重点对荷叶寨的重建情况进行分析,遥感图像显示(图 6),在灾后两年的重建过程中,寨子的范围并没有扩大,重建工作依旧在荷叶寨内部开展。本文对荷叶寨内部进行监测,认为在过去两年的重建过程中,变化区域主要为崩塌建筑物和紧邻景区马路的开阔草地(图 6的黄线范围)。地震直接造成的毁坏建筑物在原地重建。紧邻景区马路的两处开阔草地变化相对较大。利用高分辨率遥感影像监测到这两处区域的土地利用方式由原来的草地转换为临时建设工地,并且通过量测发现,土地利用转化面积约为1 hm2(图 6b所示)。除上述黄线区域外,过去两年的恢复重建工作未对荷叶寨外部造成明显扰动。

图 6 地震前后荷叶寨高精度遥感影像对比 (a)地震前荷叶寨遥感影像;(b)地震后荷叶寨遥感影像 Fig. 6 High-resolution satellite images of Heye Village before and after earthquake (a) Satellite image before earthquake (b) Satellite image after earthquake
2.4 植被覆盖度变化及影响因素分析

生态环境的变化情况不仅要借助Google Earth影像进行目视解译和量测,还需要利用Sentinel-2影像获取植被覆盖度的情况,并从定性和定量两个角度,分析九寨沟地震及灾后重建工作对村寨周边生态环境的干扰及生态恢复情况。本文首先利用Google Earth影像对荷叶寨区域的崩滑情况进行统计,然后获取震前和震后两期Sentinel-2遥感影像,计算荷叶寨区域的植被覆盖度变化,如图 7所示。

图 7 荷叶寨区域地震前后生态环境变化 (a)2017年7月29日Sentinel-2遥感影像;(b)2019年8月3日Sentinel-2遥感影像;(c)2017年7月29日植被覆盖度;(d)2019年8月3日植被覆盖度 Fig. 7 Dynamic monitoring of ecological environment around Heye Village before and after the earthquake. (a)Sentinel-2 remote sensing image on July 29, 2017; (b)Sentinel-2 remote sensing image on August 3, 2019; (c)Vegetation coverage on July 29, 2017; (d)Vegetation coverage on August 3, 2019

从定性的角度来看,在次生灾害方面,九寨沟地震使得该区域的南侧、东北侧及盘亚寨附近发育了3处崩滑区域,并对这3处的植被生长情况产生了扰动(图 7d中的箭头所指之处)。在灾后恢复重建方面,从荷叶寨至尖盘寨的道路硬化痕迹清晰可见。这与高分辨率遥感影像的解译情况一致,但是图 7c7d中的伪彩色增强后的植被覆盖度情况显示,道路的硬化施工并未对周边的植被生长情况产生更大范围的影响。

从定量的角度来看,为了进一步分析上述崩滑对该区域生态的实际扰动情况,我们对图 7中的植被覆盖度按照本文1.3.3小节的植被覆盖度分级标准进行分级,划分为裸地、低覆盖度区域、中低覆盖度区域、中覆盖度区域和高覆盖度区域,最终获取地震前后荷叶寨周边植被覆盖度分级的占比情况图,见图 8

图 8 荷叶寨区域地震前后植被覆盖度分级占比情况 (a)2017年7月29日荷叶寨区域植被覆盖度分级占比情况;(b)2019年8月3日荷叶寨区域植被覆盖度分级占比情况 Fig. 8 Ratio of vegetation coverage around Heye Village before and after earthquake. (a)Ratio of vegetation coverage around Heye Village on July 29, 2017; (b)Ratio of vegetation coverage around Heye Village on August 3, 2019

图 8发现,经过地震后两年的恢复,九寨沟地震后该区域的植被情况良好,高植被覆盖度区域的占比震前为91.98 %,地震后两年的占比为91.09 %,差距不大。但是裸地、低覆盖度和中低覆盖度区域总占比于震前相比,略有增大,由原来的4.78 %上升至6.53 %。结合震前的解译情况,本文推测裸地、低覆盖度和中低覆盖度区域占比变化的原因可能为地震及震后重建工作对荷叶寨周边植被生长情况较好的坡体影响有限,滑坡、崩塌主要发生在原有不稳定的斜坡及植被覆盖度较低的区域。这些区域受滑坡、崩塌及重建工作的影响,植被覆盖度降低,变成更低植被覆盖度的区域或裸地。

上述分析说明,九寨沟地震及灾后重建工作对荷叶寨区域内未造成明显的生态扰动,灾后恢复重建工作也在科学地控制下积极开展,并且经过两年多的恢复,区域内的生态环境状况正在稳步恢复。

3 结论与讨论

本研究利用Google Earth和Sentinel-2高分辨遥感对2017年地震后九寨沟世界遗产地内的荷叶寨及其周边地区的灾后恢复重建和生态环境扰动情况进行监测表明,震后该区域原有不稳定区域发生了更大范围和规模的崩塌和滑坡。但是由于村寨选址较好地避开了这些不稳定区域,因此在此次地震中,滑坡、崩塌等次生地质灾害并未对原有村寨造成毁灭性破坏,避免了灾后搬迁工作。遥感影像解译发现,该区域的两处滑坡都进行了治理,治理面积约1.5 hm2,同时村寨周边的交通环境得到进一步改善。地震直接造成的毁坏建筑物,仅在原地重建。在植被覆盖度方面,该区域裸地、低覆盖度和中低覆盖度区域总占比于震前相比,由4.78 %上升至6.53 %,略有增大;高植被覆盖度区域的占比震前为91.98 %,地震后两年的占比为91.09 %,变化不大。灾后重建以来,该区域的土地利用方式未发生明显改变,只有面积约为1 hm2的开阔草地转换为临时建设工地,对区域内的生态环境扰动有限。总之,本研究结果揭示,除地震及次生地质灾害对该区域内的生态环境造成的直接扰动外,九寨沟世界自然遗产地荷叶寨区域的灾后重建工作得到了严格控制,村寨规模没有进一步扩大,范围均控制在原有范围之内,灾后重建对区域内的生态环境扰动不明显,灾后生态恢复状况良好。

九寨沟世界遗产地属于典型青藏高原东部构造活动高山峡谷区,生态环境较为脆弱,受地震、泥石流、崩塌等自然灾害以及旅游、森林砍伐、农牧活动等人类影响严重[16~17]。有关九寨沟地震滑坡危险性的研究表明,高风险区主要沿沟谷呈带状分布[18]。20世纪80年代九寨沟旅游开发后,景区村寨多从海拔位置较高的向阳台地搬迁合并到海拔较低、交通更为便捷的沟谷地带,增加了灾害防控风险。经过合理的抗震设计,九寨沟区域的房屋在2017年7.0级地震中抗震效果良好,极大程度地保护了人们的生命及财产安全[19],为灾后社区的恢复重建创造了有利条件。尽管如此,村寨周边次生地质灾害的监测防控仍然是九寨沟灾后恢复重建的重点、难点。遗产地社区规划不当、管理执行不到位易造成遗产完整性的破坏和社区潜在价值的损失[20]。九寨沟灾后恢复重建提出将探索世界自然遗产抢救、修复、恢复、保护的新模式,努力把灾区建成能践行“绿水青山就是金山银山”重要思想、推进民族地区绿色发展的典范。从本研究结果来看,九寨沟遗产地村寨恢复重建在规划执行和遗产地保护方面取得了一定效果。其后续工作仍需严格执行总体规划,以地质灾害防治为重点,适当优化村寨空间布局,防止景区城市化,保护世界自然遗产。而高精度遥感监测可以作为其重要手段。

参考文献(References)
[1]
刘蓓蓓, 崔之久, 刘耕年, 等. 基于面积-高程积分法的岷山雪宝顶-九寨沟地貌形态分析[J]. 第四纪研究, 2017, 37(2): 224-233.
Liu Beibei, Cui Zhijiu, Liu Gengnian, et al. Geomorphologic analysis of the Xuebaoding-Jiuzhaigou area in Min Shan based on Hypsometric Integral Method[J]. Quaternary Sciences, 2017, 37(2): 224-233.
[2]
李娜, 许从宝, 梁玥琳. 旅游驱动的少数民族建筑景观变迁研究——以九寨沟为例[J]. 华中建筑, 2007, 25(11): 129-131.
Li Na, Xu Congbao, Liang Yuelin. Research on minority architecture vicissitudes driven by tourism-Taking Jiuzhaigou as an example[J]. Huazhong Architecture, 2007, 25(11): 129-131.
[3]
田世政, 杨桂华. 社区参与的自然遗产型景区旅游发展模式——以九寨沟为案例的研究及建议[J]. 经济管理, 2012, 34(2): 107-117.
Tian Shizheng, Yang Guihua. A study on the tourism development mode of natural heritage site under community participation-An analysis of the integrated development mode in Jiuzhaigou and its enlightenment[J]. Business Management Journal, 2012, 34(2): 107-117.
[4]
Albert M T. Perspectives of World Heritage: Towards future-oriented strategies with the five 'Cs'[C]//Albert M T, Richon M, Viñals M J, et al. Community Development through World Heritage. Paris: UNESCO World Heritage Center, 2012: 32-38.
[5]
王昭国, 杨兆萍, 曹开军, 等. 世界自然遗产保护的社区感知差异及其影响因素分析——以喀拉峻世界自然遗产地为例[J]. 干旱区研究, 2016, 33(6): 1311-1317.
Wang Zhaoguo, Yang Zhaoping, Cao Kaijun, et al. Community cognition on the protection of world natural heritage and its affecting factors:A case study in the Kalajun World Natural Heritage Site[J]. Arid Zone Research, 2016, 33(6): 1311-1317.
[6]
李璟昱. 自然遗产地可持续旅游与社区协同发展——以武陵源风景名胜区龙尾巴村为例[J]. 园林, 2019(8): 58-62.
Li Jingyu. Sustainable tourism and community development of natural heritage sites-Taking Long Weiba Village in Wulingyuan Scenic Spot as an example[J]. Landscape Architecture, 2019(8): 58-62.
[7]
房立华, 吴建平, 苏金蓉, 等. 四川九寨沟MS7.0地震主震及其余震序列精定位[J]. 科学通报, 2018, 63(7): 649-662.
Fang Lihua, Wu Jianping, Su Jinrong, et al. Relocation of mainshock and aftershock sequence of the MS7.0 Sichuan Jiuzhaigou earthquake[J]. Chinese Science Bulletin, 2018, 63(7): 649-662.
[8]
赵强, 杨国东, 张旭晴, 等. 基于D-InSAR的九寨沟地震同震形变场反演分析[J]. 世界地质, 2018, 37(3): 938-944.
Zhao Qiang, Yang Guodong, Zhang Xuqing, et al. Inversion analysis of co-seismic deformation field of Jiuzhaigou earthquake based on D-InSAR[J]. Global Geology, 2018, 37(3): 938-944.
[9]
中国地震局. "8.8"九寨沟地震致25死525伤, 搜救工作基本结束[OL].(20170814) [20200115]. http://www.cea.gov.cn/cea/dzpd/dzzt/369861/369865/3583537/index.html.
China Earthquake Administration. 25 deaths and 525 injuries caused by the "8.8" Jiuzhaigou earthquake, and the search and rescue work is basically over.(20170814) [20200115]. http://www.cea.gov.cn/cea/dzpd/dzzt/369861/369865/3583537/index.html
[10]
四川大学考古系, 九寨沟风景名胜区管理局, 华盛顿大学人类学系, 等. 九寨沟景区历史文化考察研究报告[M]. 成都: 巴蜀出版社, 2017: 42-69.
Department of Archaeology of Sichuan University, Administration Bureau of Jiuzhaigou Scenic Spots, Department of Anthropology of Washington University, et al. Report on the Historical and Cultural Investigation of Jiuzhaigou Scenic Spot[M]. Chengdu: Bashu Press, 2017: 42-69.
[11]
程红芳, 章文波, 陈锋. 植被覆盖度遥感估算方法研究进展[J]. 国土资源遥感, 2008(1): 13-18.
Cheng Hongfang, Zhang Wenbo, Chen Feng. Advances in researches on application of remote sensing method to estimating vegetation coverage[J]. Remote Sensing for Land & Resources, 2008(1): 13-18.
[12]
朴世龙, 方精云. 最近18年来中国植被覆盖的动态变化[J]. 第四纪研究, 2001, 21(4): 294-302.
Piao Shilong, Fang Jingyun. Dynamic vegetation cover change over the last 18 years in China[J]. Quaternary Sciences, 2001, 21(4): 294-302.
[13]
王旭升, 万力, 齐蕊, 等. 鄂尔多斯高原地下水与植被盖度的相互影响[J]. 第四纪研究, 2014, 34(5): 1013-1022.
Wang Xusheng, Wan Li, Qi Rui, et al. Interactions between groundwater and vegetation coverage in Erdos Plateau[J]. Quaternary Sciences, 2014, 34(5): 1013-1022.
[14]
李苗苗, 吴炳方, 颜长珍, 等. 密云水库上游植被覆盖度的遥感估算[J]. 资源科学, 2004(4): 153-159.
Li Miaomiao, Wu Bingfang, Yan Changzhen, et al. Estimation of vegetation fraction in the upper basin of Miyun Reservoir by remote sensing[J]. Resources Science, 2004(4): 153-159.
[15]
俱战省, 杨青森, 邢培茹. 1987-2015年嘉陵江源区植被覆盖度时空变化特征[J]. 地球与环境, 2020, 48(4): 452-460.
Ju Zhansheng, Yang Qingsen, Xing Peiru. Spatial-temporal dynamics of the fractional vegetation coverage in the headwaters of the Jialing River from 1987 to 2015[J]. Earth and Environment, 2020, 48(4): 452-460.
[16]
陈盼, 唐亚, 乔雪, 等. 山地灾害和人类活动干扰下九寨沟下季节海的沉积变化[J]. 山地学报, 2011, 29(5): 534-542.
Chen Pan, Tang Ya, Qiao Xue, et al. Environmental change revealed by lake sedimentation in Jiuzhaigou National Reserve, Sichuan, China[J]. Journal of Mountain Science, 2011, 29(5): 534-542.
[17]
徐茂其, 张大泉, 周晓骆, 等. 九寨沟流域突发性重力侵蚀初步研究[J]. 水土保持学报, 1991, 5(2): 1-7.
Xu Maoqi, Zhang Daquan, Zhou Xiaoluo, et al. The preliminary study on the explosive soil erosion in the Jiuzhaigou catchment of Sichuan, China[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 1991, 5(2): 1-7.
[18]
罗路广, 裴向军, 黄润秋. 强震山区地震滑坡发生概率研究——以九寨沟国家地质公园为例[J]. 岩石力学与工程学报, 2020, 39: 1-15.
Luo Luguang, Pei Xiangjun, Huang Runqiu. Earthquake-triggered landslide occurrence probability in strong seismically mountainous area:A case study of Jiuzhaigou National Geopark[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2020, 39: 1-15. DOI:10.13722/j.cnki.jrme.2020.0298
[19]
张令心, 朱柏洁, 陶正如, 等. 九寨沟7.0级地震房屋震害现场调查及其破坏特征[J]. 地震工程学报, 2019, 41(4): 1053-1059.
Zhang Lingxin, Zhu Baijie, Tao Zhengru, et al. Field investigation and failure characteristics of buildings damaged by the 7.0-magnitude earthquake in Jiuzhaigou[J]. China Earthquake Engineering Journal, 2019, 41(4): 1053-1059.
[20]
王应临, 庄优波, 杨锐. 风景区居民社区规划优化研究——以九寨沟为例[J]. 中国园林, 2017, 33(8): 24-29.
Wang Yinglin, Zhuang Youbo, Yang Rui. Research on optimization of community planning in national parks of China-A case study of Jiuzhaigou Valley[J]. Chinese Landscape Architecture, 2017, 33(8): 24-29.
Monitoring of disturbance on ecological environment caused by earthquake and post-disaster reconstruction at Heye Village area of Jiuzhaigou using the high-resolution remote sensing imageries
Chen Run1, Guo Xinyi2,3, Du Jie4, Hu Xiao1     
(1 Southwest Forestry University, Kunming 620224, Yunnan;
2 Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094;
3 University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049;
4 Jiuzhaigou Administration Bureau, Aba 623402, Sichuan)

Abstract

A MS7.0 earthquake struck the Jiuzhaigou World Natural Heritage Site of Sichuan Province at southwest China on August 8th 2017. The earthquake and its subsequent geological hazards such as landslides, collapses and debris flows had caused disturbances and damages to the ecological environment and villages in the heritage site. Environmental restoration and reconstruction work of the local villages within the heritage site have been carried out rapidly after the earthquake. To understand the impacts of the earthquake and the post-earthquake reconstruction activities, this article takes Heye Village and its surroundings area within the heritage as a study place. Google Earth remote sensing images before and after the earthquake are used to measure and interpret the changes of the geological hazards area and the scale of disaster management and reconstruction; and high-resolution Sentinel-2 Satellite remote sensing images taken on July 27th 2017, September 7th 2017 and August 3rd 2019 are used to study the changes of vegetation coverage. The Google Earth images reveal that the post-earthquake collapse and landslide area have increased much bigger compared to their previous sites before the earthquake. However, because the village was built away from these sites, it was not devastated by the earthquake and its secondary geological hazards. The village was not relocated during the post-earthquake reconstruction process. Two landslide sites with an area of 1.5 hm2 had been treated; the traffic availability of the village was further improved after the earthquake; the scale of the village was not expanded; the buildings destroyed during the earthquake were rebuilt on their previous sites; the land use only changed slightly with an open grassland of about 1 hm2 having been converted into a temporary construction site in the study region after the earthquake. The Sentinel-2 Satellite images reveal that the earthquake had caused the development of 3 landslides in the vicinity of the Heye Village, and disturbed the vegetation growth at these sites. The proportion of high vegetation coverage area decreased from 91.98% before the earthquake to 91.09% after the earthquake, while the proportion of bare land-medium and low vegetation coverage area increased from 4.78% before the earthquake to 6.53% after the earthquake. Therefore, despite the earthquake and its subsequent geological hazards have caused some damage to the study region, the ecological status had been recovering after more than two years of reconstruction and restoration. To ensure the implementation of planning and to protect the world heritage site, high-resolution remote sensing technology should be used to monitor the post-earthquake ecological environment changes and the reconstruction scale of local villages.
Key words: Jiuzhaigou earthquake    World Natural Heritage    Heye Village    ecological environment disturbance    remote sensing monitoring