一种基于作用过程的山地灾害生态破坏风险评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于作用过程的山地灾害生态破坏风险评价方法，包括以下步骤：步骤1、以林业小班单元作为山地灾害生态破坏风险评价的基本单元；步骤2、计算每个林业小班单元的风险评价指标，并将所述风险评价指标进行归一化处理，建立林业小班单元的地理信息数据库；步骤3、计算每个林业小班单元的综合生态破坏风险度，得到山地灾害生态破坏风险评价结果。本发明专利技术选用林业小班单元作为山地灾害生态破坏风险评价的基本空间单元，能够准确的圈定山地灾害生态破坏风险发生的高风险区域，对认识山地灾害空间分布和生态破坏风险管理具有科学指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于作用过程的山地灾害生态破坏风险评价方法
本专利技术涉及生态破坏风险评估技术，具体涉及一种基于作用过程的山地灾害生态破坏风险评价方法。
技术介绍
山地一般山势陡峻，坡度陡，河流切割强烈，风化土厚，侵蚀、剥蚀作用强烈，斜坡较不稳定，气候条件复杂。易发生崩塌、滑坡、泥石流等山地灾害。山地灾害不仅对流域地貌系统造成了极大影响，同时也伴随着生态环境的破坏及人类栖息地的摧毁。山区生态系统是受山地灾害成胁的主要承灾体。特别是在生态环境脆弱地区，雨季来临，很容易引发山地灾害。受潜在泥石流或滑坡隐患的威胁，只要生态灾害发生，这些区域必然会遭受不堪设想的后果。当生态系统与聚落系统在空间上重叠时，将产生难以承受的损失。因此，深入认识受山地灾害威胁条件下的生态环境风险，深入研究受山地灾害威胁的生态破坏风险形成机制，不仅为山区生态环境提供风险管理的依据，还能够为防灾规划和发展规划的制定提供科学的参考。当前，山地灾害造成的影响研究集中在灾害造成的人员和生命财产损失及土地利用变化等方面，较少关注灾害对于生态系统的影响。山地灾害多发生在山高坡陡的山区，山区多为生态系统结构和功能相对稳定的生态系统，往往承担着重要的区域生态服务功能。山地灾害带来强烈的地表变化和生态环境扰动破坏承灾区生态系统的组分，进而影响生态系统的结构、功能和健康。山区地形地貌复杂、气候条件多变，具备孕育山地灾害的天然条件。同时，山地生态系统本身也是重要的生态屏障和生态环境敏感区。受地质环境条件和人类活动的影响，山地生态系统受到滑坡等山地灾害的威胁，尤其是在公路沿线是山地灾害最发育、危害最严重的地区。受气候条件影响，单体山地灾害规模小，但在空间区域上呈现集群性特征，而这种集群性具有累积放大效应，使得灾害的生态破坏风险加剧。山地灾害生态破坏风险评价是评价研究区的种群或森林生态系统易损性于山地灾害作用下，造成的生态系统组分受损、生态结构和生态功能破坏的风险。自然灾害的生态破坏风险评价和管理已被公认为是区域防灾减灾战略的重要内容，生态破坏风险的精细化管理是生态破坏风险发展的一个重要目标。目前的风险评价单元多基于行政单元或栅格单元，而对于研究地区，因单体灾害规模较小，行政单元空间尺度过大，栅格单元的尺度过小，两种尺度与小规模的山地灾害都缺少空间对应性，较难实现生态破坏风险精细化管理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于作用过程的山地灾害生态破坏风险评价方法，以山地灾害为风险源，以森林生态系统为风险受体，综合考虑山地灾害危险性、森林生态系统易损性、及森林生态系统抗灾能力，从林业小班尺度评价山地灾害引发的生态破坏风险，为生态安全防护及防灾减灾等提供科学依据。为实现以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种基于作用过程的山地灾害生态破坏风险评价方法，包括以下步骤：步骤1、以林业小班单元作为山地灾害生态破坏风险评价的基本单元；步骤2、计算每个林业小班单元的风险评价指标，并将所述风险评价指标进行归一化处理，建立林业小班单元的地理信息数据库，其中，所述风险评价指标包括：地形起伏度A，根据DEM数据，利用GIS软件的区域统计计算工具，分别统计单元内的最大高程和最小高程，计算最大高程-最小高程，得到地形起伏度A；坡度B，根据DEM数据，利用GIS软件的坡度分析功能计算得到；坡向C，根据DEM数据，利用GIS软件的坡向分析功能计算得到；坡长D，根据DEM数据，利用GIS软件的坡长计算工具计算得到；土层厚度E；土壤类型F，包括砂质土、黏质土和壤土，通过野外调查取样、实验室测定或查阅资料的途径获取；地层岩性G，按照地质图和野外调查的结果，将地质图经矢量化和坐标配准后，给矢量化后的图层赋属性值，属性值的赋值标准按照岩层的软硬等级，然后用区域统计，统计每个林业小班单元的软硬等级的众数值，该众数值为地层岩性G；高程H，通过地形图直接获取；年平均降雨量I，通过观测点的监测数据获取；距离河流的距离J，利用地形图提取每个栅格距离河流的最近距离，然后用区域统计，统计每个林业小班单元的平均河流距离；人类活动强度K；优势树种L，通过野外调查、遥感调查或数据收集获得；优势树种保护等级M；植被类型N，通过野外调查、遥感调查或数据收集获取；林龄O，根据营林档案调查，或依据伐根年轮，枝节轮数，或生长锥测定树木年龄；生物量P；单元面积Q，根据DEM数据，利用GIS软件的面积计算工具直接测算；步骤3、根据地形起伏度A、坡度B、坡向C、坡长D、土层厚度E、土壤类型F、地层岩性G、高程H、年平均降雨量I、距离河流的距离J、人类活动强度K共11个风险评价指标值，通过下式计算并经最大值归一化处理，得到每个林业小班单元的山地灾害危险度：Si＝∑WSjXij(i＝1，2，…n；j＝1，2，…11)(1)其中，Si为第i个林业小班单元的山地灾害危险度；WSj——第j个指标的权重，依据AHP层次分析法确定；Xij为第i个林业小班单元第j个指标的值；步骤4、根据坡长D、土壤类型F、年平均降雨量I、根据优势树种L、优势树种保护等级M、植被类型N、林龄O、生物量P、单元面积Q共9个风险评价指标值，通过下式计算并经最大值归一化处理，得到每个林业小班单元的生态系统易损度：Ui＝∑WUjYij(i＝1，2，…n；j＝1，2，…9)(2)其中，Ui为第i个林业小班单元的生态系统易损度；WUj——第j个指标的权重，依据AHP层次分析法确定；Yij为第i个林业小班单元第j个指标的值；步骤5、根据植被类型N、林龄O、生物量P共3个风险评价指标值，通过下式计算并经最大值归一化处理，得到每个林业小班单元的生态系统抗灾度：Vi＝∑WVjZij(i＝1，2，…n；j＝1，2，3)(3)其中，Vi为第i个林业小班单元的生态系统抗灾度；WVj——第j个指标的权重，依据AHP层次分析法确定；Zij为第i个林业小班单元第j个指标的值；步骤6、计算每个林业小班单元的综合生态破坏风险度R的值，得到山地灾害生态破坏风险评价结果，所述综合生态破坏风险度R＝山地灾害危险度S×生态系统易损度U×生态系统抗灾度V。所述土层厚度E的获取方法是：按照水流方向布设野外采样点，野外利用手动螺旋钻和卷尺完成土层厚度和坡度的测量，并记录测量每个测量点的土层厚度和坡度，然后进行回归分析拟合研究区坡度和土层厚度的函数关系，然后将该函数关系运用到整个研究区内的每一个栅格，计算每个栅格的土层厚度，最后以林业小班单元边界为基础，统计得到每个林业小班单元的土层厚度。所述人类活动强度K的获取方法是：首先按照地形图识别研究区的丘陵区，然后通过遥感、野外调查或资料收集提取每个林业小班单元的丘陵区内的建设扰动面积，得到人类活动强度K。所述优势树种保护等级M的获取方法是：采用克拉夫特林木分级法，按照树高和树冠的发育状况，通过野外调查、遥感调查或数据收集，将林木区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于作用过程的山地灾害生态破坏风险评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、以林业小班单元作为山地灾害生态破坏风险评价的基本单元；/n步骤2、计算每个林业小班单元的风险评价指标，并将所述风险评价指标进行归一化处理，建立林业小班单元的地理信息数据库，其中，所述风险评价指标包括：/n地形起伏度A，根据DEM数据，利用GIS软件的区域统计计算工具，分别统计单元内的最大高程和最小高程，计算最大高程-最小高程，得到地形起伏度A；/n坡度B，根据DEM数据，利用GIS软件的坡度分析功能计算得到；/n坡向C，根据DEM数据，利用GIS软件的坡向分析功能计算得到；/n坡长D，根据DEM数据，利用GIS软件的坡长计算工具计算得到；/n土层厚度E；/n土壤类型F，包括砂质土、黏质土和壤土，通过野外调查取样、实验室测定或查阅资料的途径获取；/n地层岩性G，按照地质图和野外调查的结果，将地质图经矢量化和坐标配准后，给矢量化后的图层赋属性值，属性值的赋值标准按照岩层的软硬等级，然后用区域统计，统计每个林业小班单元的软硬等级的众数值，该众数值为地层岩性G；/n高程H，通过地形图直接获取；/n年平均降雨量I，通过观测点的监测数据获取；/n距离河流的距离J，利用地形图提取每个栅格距离河流的最近距离，然后用区域统计，统计每个林业小班单元的平均河流距离；/n人类活动强度K；/n优势树种L，通过野外调查、遥感调查或数据收集获得；/n优势树种保护等级M；/n植被类型N，通过野外调查、遥感调查或数据收集获取；/n林龄O，根据营林档案调查，或依据伐根年轮，枝节轮数，或生长锥测定树木年龄；/n生物量P；/n单元面积Q，根据DEM数据，利用GIS软件的面积计算工具直接测算；/n步骤3、根据地形起伏度A、坡度B、坡向C、坡长D、土层厚度E、土壤类型F、地层岩性G、高程H、年平均降雨量I、距离河流的距离J、人类活动强度K共11个风险评价指标值，通过下式计算并经最大值归一化处理，得到每个林业小班单元的山地灾害危险度：/nS...

【技术特征摘要】
1.一种基于作用过程的山地灾害生态破坏风险评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、以林业小班单元作为山地灾害生态破坏风险评价的基本单元；
步骤2、计算每个林业小班单元的风险评价指标，并将所述风险评价指标进行归一化处理，建立林业小班单元的地理信息数据库，其中，所述风险评价指标包括：
地形起伏度A，根据DEM数据，利用GIS软件的区域统计计算工具，分别统计单元内的最大高程和最小高程，计算最大高程-最小高程，得到地形起伏度A；
坡度B，根据DEM数据，利用GIS软件的坡度分析功能计算得到；
坡向C，根据DEM数据，利用GIS软件的坡向分析功能计算得到；
坡长D，根据DEM数据，利用GIS软件的坡长计算工具计算得到；
土层厚度E；
土壤类型F，包括砂质土、黏质土和壤土，通过野外调查取样、实验室测定或查阅资料的途径获取；
地层岩性G，按照地质图和野外调查的结果，将地质图经矢量化和坐标配准后，给矢量化后的图层赋属性值，属性值的赋值标准按照岩层的软硬等级，然后用区域统计，统计每个林业小班单元的软硬等级的众数值，该众数值为地层岩性G；
高程H，通过地形图直接获取；
年平均降雨量I，通过观测点的监测数据获取；
距离河流的距离J，利用地形图提取每个栅格距离河流的最近距离，然后用区域统计，统计每个林业小班单元的平均河流距离；
人类活动强度K；
优势树种L，通过野外调查、遥感调查或数据收集获得；
优势树种保护等级M；
植被类型N，通过野外调查、遥感调查或数据收集获取；
林龄O，根据营林档案调查，或依据伐根年轮，枝节轮数，或生长锥测定树木年龄；
生物量P；
单元面积Q，根据DEM数据，利用GIS软件的面积计算工具直接测算；
步骤3、根据地形起伏度A、坡度B、坡向C、坡长D、土层厚度E、土壤类型F、地层岩性G、高程H、年平均降雨量I、距离河流的距离J、人类活动强度K共11个风险评价指标值，通过下式计算并经最大值归一化处理，得到每个林业小班单元的山地灾害危险度：
Si＝∑WSjXij(i＝1，2，…n；j＝1，2，…11)(1)
其中，Si为第i个林业小班单元的山地灾害危险度；WSj——第j个指标的权重，依据AHP层次分析法确定；Xij为第i个林业小班单元第j个指标的值；
步骤4、根据坡长D、土壤类型F、年平均降雨量I、根据优势树种L、优势树种保护等级M、植被类型N、林龄O、生物量P、单元面积Q共9个风险评价指标值，通过下式计算并经最大值归一化处理，得到每个林业小班单元的生态系统易损度：
Ui＝∑WUjYij(i＝1，2，…n；j＝1，2，…9)(2)
其中，Ui为第i个林业小班单元的生态系统易损度；WUj——第j个指标的权重，依据AHP层次...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫清华，苟登文，刘博文，王钧，袁少雄，杨龙，陈军，
申请(专利权)人：广州地理研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44