陆地植被受地震灾害影响的空间变化分析

 

　　（1）中国512汶川地震

 

　　从图可知，分析区内的地表覆盖类型以森林、耕地和草地为主，森林所占比例为73.89%，草地占到6.03%，耕地占19.01%，森林主要分布在分析区的西北和东北山地，而耕地分布在东南丘陵和平地。

 

 

汶川512分析区地表覆盖类型

 

　　利用植被指数下降率（计算方法详见附录）来反映震后植被受损程度（植被受损率--VDR），VDR越大表示植被受损越严重，利用2007年和2008年5月份的FVC数据，计算震后VDR，并将其分为四个级别：{< 0、0 ~ 20%、20% ~ 60%、60% ~ 100%}，依次表示植被未受损、轻度受损、中度受损和严重受损，制作VDR的各级别空间分布图，并统计VDR各级别的面积和比例。经分析可知，植被未受损的区域面积为153.62万hm2，所占比例为39.17%；轻度受损的区域面积为186.96万hm2，占47.67%；中度受损的区域面积为41.25万hm2，所占比例为10.52%；重度受损的区域面积为10.32万hm2，所占比例为2.63%。表明分析区内大部分区域植被受到地震的影响，植被指数FVC呈现较为显著的降低，且某些区域的地表植被受到损毁较为严重，主要分布在震中附近的山区。

 

汶川512分析区VDR分级空间分布

 

 

　　将汶川512分析区震前震后多年的FVC数据分成四级：{< 0.2、0.2 ~ 0.4、0.4 ~ 0.6、0.6 ~ 1}，时间节点选取2000年、2004年、2006年、2008年、2013年、2015年，图5.9为制作这六个年份FVC各级别的空间分布图。六个时间点分析区大部分区域的FVC均大于0.6，表明植被整体覆盖程度较高，而在2008年FVC小于0.2的区域（图中红色区域）面积相比于2006年有明显的增多，反映植被受到地震的损毁，导致FVC的降低。从震后长时间进行分析，可知地震能够改变植被的群落组成，由于滑坡、泥石流等次生灾害毁坏较多森林，导致植被的水土涵养能力减弱，生态环境遭到一定程度的破坏，在震后多年内，植被缓慢恢复，地表植被群落经过演替，逐渐恢复到以森林为主体的植被群落组成结构。

 

 

　　依据植被受损程度分四个区域，分区统计2000年至2015年这16个年份每年的FVC数据的像元平均值，以该平均值反映对应年份FVC值。图为2000-2015年不同植被受损程度的FVC平均值年际变化情况。2000年至2015年受损区的FVC平均值变化趋势一致，在2008年有明显的低谷，轻度受损区的FVC下降较少，下降量为0.05，中度受损区和严重受损区的FVC下降程度较大，下降量依次为0.33、0.21 ，即在中度和严重受损区震后FVC显著降低。震后至2015年，FVC的值逐渐升高，表明植被指数缓慢恢复，在轻度和中度受损的区域FVC恢复较好，而在严重受损区FVC难以恢复到震前水平。

 

 

　　分析2000-2015年不同植被受损程度的LAI平均值年际变化情况，可知：2000年至2015年受损区的LAI平均值变化趋势一致，在2008年有明显的低谷，轻度受损区的FVC下降不明显，中度受损区和严重受损区的FVC下降程度较大，下降量依次为0.61、0.12，即在中度和严重受损区震后LAI显著降低。震后至2015年，LAI的值逐渐升高，表明植被指数缓慢恢复，在轻度和中度受损的区域LAI恢复较好，而在严重受损区LAI难以恢复到震前水平。

 

 

　　（2）日本311地震

 

　　从图可知，日本311分析区的地表覆盖以森林、耕地和建筑用地为主，森林面积比例为59.57%，耕地面积比例为25.30%，建成区面积比例为9.76%，而草地和灌木地的面积比例较小，不足5%；森林主要分布在分析区的中部，而耕地和建筑用地分布在南部和北部。

 

 

日本311分析区地表覆盖类型

 

　　本报告利用2010年和2011年3月份的FVC数据，计算震后VDR，并将其分为四个级别：{ < 0、0 ~ 20%、20% ~ 60%、60% ~ 100%}，依次表示植被未受损、轻度受损、中度受损和严重受损，制作VDR各级别空间分布图，并统计VDR各级别的面积和比例（表5.4）。经分析可知，植被未受损的区域面积为29.02万hm2，所占比例为35.35%；轻度受损的区域面积为36.21万hm2，占44.10%；中度受损的区域面积为14.22万hm2，所占比例为17.31%；重度受损的区域面积为2.66万hm2，所占比例为3.24%。受损区主要分布北部沿海地区，地表植被因受到地震引发的海啸等次生灾害的影响，陆地植被损毁较轻。

 

日本311分析区VDR分级空间分布

 

 

　　将日本311分析区震前震后多年的FVC数据分成四级: {＜0.2、0.2~0.4、0.4~0.6、0.6~1}，时间节点选取2000年、2004年、2009年、2011年、2013年、2015年，下为这六个年份FVC各级别的空间分布图。

 

　　从图可知，六个时间点分析区大部分区域的FVC均低于0.6，表明整体植被覆盖程度较低，这与分析区的地表覆盖类型相一致。在2011年FVC大于0.6的区域的面积相比于2009年有明显的减少，反映植被受到地震的损毁，导致FVC的降低。

 

 

　　依据植被受损程度分四个区域，分区统计2000年至2015年这16个年份每年的FVC数据的像元平均值，以该平均值代表对应年份的FVC值。图为2000-2015年不同植被受损程度的FVC平均值年际变化情况。 2000年至2015年，轻度受损区的FVC平均值基本稳定；中度和严重受损区的FVC平均值变化趋势一致，在2011年有轻微的下降，下降量依次为0.05、0.06 ，即在中度和严重受损区震后FVC下降程度较小。震后至2015年，FVC的值逐渐升高，表明植被指数缓慢恢复，且逐渐恢复到震前水平。

 

 

　　分析2000-2015年不同植被受损程度的LAI平均值年际变化情况，可知：2000年至2015年，受损区的LAI平均值变化趋势一致，在2011年虽有轻微的下降，但下降幅度很小，表明分析区陆表植被的LAI受311地震影响不显著。

 

 

陆地植被受地震灾害影响的时间变化分析

 

　　（1）中国512汶川地震

 

　　对2000年至2015年汶川512分析区，每年5月份的FVC数据和LAI数据分别求平均值，再将每年的FVC指数值与FVC平均值之差作为FVC距平值，将每年5月份的LAI指数值与LAI平均值之差作为LAI距平值。将每年的FVC距平值分为四级：{< -0.2、-0.2 ~ -0.1、-0.1 ~ 0、> 0}，也将每年的LAI距平值分为四级：{< -1、-1 ~ -0.5、-0.5 ~ 0、> 0}，选取2000年、2004年、2006年、2008年、2013年和2015年这六个时间节点，来制作FVC分级空间分布图和LAI分级空间分布图，成图显示并分析震后植被指数的恢复。

 

　　从图可知，2000年至2015年，FVC距平值的变化趋势是以2008年为界，在2008年之前FVC距平值为正值的区域面积比例不断增加，在2008年时出现了较大的降低，而在2008年之后距平值为正值的区域比例先是逐渐增加然后又轻微的下降，到2015年时FVC距平值为正值的区域面积比例占67.02%；FVC距平值小于-0.2，表示该年份的FVC值相比于平均值有较为明显的下降，2008年FVC距平值小于-0.2的区域面积比例由2007年的0.18%增加到2.81%，在2008年之后FVC距平值小于-0.2的区域面积比例呈现先增加后降低的区域，表明震后植被受影响有显著的滞后效应，到2015年时 FVC距平值小于-0.2的比例恢复至震前状态。

 

 

　　由图可知，2000年至2015年，LAI距平值的变化趋势不明显，有一定的波动性，但在2009年和2010年，即地震发生后的两年内，LAI距平值为正值的区域面积比例减小幅度较大，距平值为负值的面积比例显著增加，表明地震对植被有一定的影响，且震后植被响应滞后效应明显，到2014年和2015年时，LAI距平值为正值的区域面积比例超过82%，远高于震前的60%，表明植被指数已恢复到震前水平，甚至某些区域植被比震前的状态要好。

 

 

　　（2）日本311地震

 

　　对2000-2015年日本311地震分析区，每年3月份的FVC数据和LAI数据分别求平均值，再将每年的FVC指数值与FVC平均值之差作为FVC距平值，将每年的LAI指数值与LAI平均值之差作为LAI距平值。将每年的FVC距平值分为四级: {< -0.2、-0.2 ~ -0.1、-0.1 ~ 0、> 0}，也将每年的LAI距平值分为四级: {< -1、-1 ~ -0.5、-0.5 ~ 0、> 0}，选取2000年、2004年、2009年、2011年、2013年和2015年这六个时间节点，来制作FVC分级空间分布图和LAI分级空间分布图，成图显示并分析震后植被指数的恢复。

 

　　从图可知，2000-2015年，FVC距平值呈现的变化趋势是以2011年为界，在2011年之前FVC距平值为正值的区域面积整体上增加，在2011年时出现了较大的降低，而在2011年之后距平值为正值的区域比例先是逐渐增加然后又有轻微的下降，在2014年时FVC距平值为正值的区域面积比例占56.29%；FVC距平值小于-0.2，在2011年FVC距平值在-0.5 ~ 0的区域面积比例为63.97%，高于震前2010年的41.64%，表明植被受地震影响，植被遥感参数有轻微的下降，但是受影响程度较低。

 

 

　　由图可知，2000年至2015年，LAI距平值呈现的变化趋势不明显，有一定的波动性，在2011年、2012年和2013年LAI距平值为正值的区域面积比例相比于2010年之前，有较明显的下降，而LAI距平值为负值的区域所占比例则显著升高，表明2011年311地震影响分析区的陆地植被，LAI值整体降低。