基于遥感的祁连山俄博岭多年冻土区热融滑塌变化研究

摘要

祁连山是我国西北最重要的生态屏障和主要涵养水源区，多年冻土退化严重，热融滑塌广泛发育，祁连山多年冻土区热融滑塌变化研究，不仅具有重要科学意义，也具有重要的生态意义和社会意义。　　本文以祁连山俄博岭地区热融滑塌为研究对象，利用不同时期的历史航片、卫星影像和无人机航拍影像，结合实地勘察，基于遥感和GIS平台，开展了祁连山多年冻土区热融滑塌空间分布和时间变化研究，分析了热融滑塌发育机理和影响因素。得到以下主要成果：　　（1）面向对象的多尺度影像分割和人工目视解译提取的热融滑塌边界具有较高的精度，通过遥感解译和实地考察，发现俄博岭分布着大小不等多处热融滑塌，面积最小的仅64 m2，面积最大的7775 m2。按照先东后西，先山谷凹地后平缓地带顺序发育，主要有支岔形、长条形、多头舌形三种类型，其中11条无后缘坎壁，4条有后缘坎壁，高度在2.1?3.6 m之间。　　（2）俄博岭热融滑塌分布在海拔3550?3680 m，坡度2?14°的富冰多年冻土区北向坡，且发育活跃。表现为1969-2017年数量增加（3-15条），1997-2017年面积增大（7751-25292 m2）。其中1997-2009年增速为679.9 m2/y，2009-2015年增速为780.2 m2/y，2015-2017年增速为2351.3 m2/y。随着坡度和高程的增加，热融滑塌发展变缓，西北向热融滑塌比其他方向发展快，有后缘坎壁的热融滑塌比没有后缘坎壁的热融滑塌发展快，面积大的和处于初期发育阶段的热融滑塌增速最快。　　（3）根据热融滑塌溯源后退速率变化情况，将俄博岭热融滑塌分为四个发展阶段，其中4条处于初期发育阶段（近5年发育且溯源后退速率很快），4条处于正在发展阶段（各阶段溯源后退速率＞0.5 m/y），2条处于日趋稳定阶段（溯源后退速率变缓，近5年溯源后退速率＜0.2 m/y），5条处于基本稳定阶段（溯源后退速率明显变缓，近5年溯源后退速率为0），相近的热融滑塌发展阶段相似。　　（4）热融滑塌具有长期性、缓慢性和周期性特点，气候条件、微地形，多年冻土特征、植被土壤特征是热融滑塌发展变化的重要影响因素。由于热融滑塌 发生在融化季，随着融化指数和降雨量的增大，气候影响逐渐加强；由于多年冻土与沼泽湿地相互依存，平缓北向坡有利于厚层地下冰发育，综合微地形、多年冻土特征和土壤植被特征因素对热融滑塌的影响，表现为含冰量越高，坡度适中（3～8°之间），汇水面积越大，土壤颗粒越细、透水性越弱，热融滑塌发展变化越快。

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