论文部分内容阅读
随着洪水、滑坡、泥石流等山地地质灾害事件发生频率的增加,地质灾害风险管理和评价受到了越来越多的关注。对地貌过程的理解是自然灾害风险评价的重要任务。获取历史时期灾害过程的时间与空间分布信息是开展灾害风险评估和分析的基础。由于具有定年准确、连续性强、分辨率高和易于复本等特点,在样品量足够的前提下,树木年轮方法可以精确地确定滑坡、洪水、泥石流等事件发生的年份。跟历史记录资料与地衣测年法相比,树木年轮方法具有获取过去灾害事件空间分布、发生频率以及季节性等信息的潜力。广泛的调研与信息查询结果显示,该方法在我国的自然灾害,尤其是山地地质灾害研究中还很少应用。
本文以天山北坡巴里坤南山典型沟谷为研究对象,对获取的19个树芯样本与6个圆盘以及其平均年表,利用树木年轮分析、相关性分析、回归分析、极大值分析等方法来恢复天山北坡典型流域过去突发性洪水、泥石流灾害事件的时间序列,并分析近30年来天山北坡典型流域突发性洪水、泥石流灾害事件的时间变化特征和规律,目的在于为探明区域灾害地貌过程对气候变化的响应奠定科学的基础,为区域防灾减灾、应对全球气候变化的影响提供决策依据。
在受到极端(灾害)事件或外部强力干扰后,树木正常生长过程会受阻,反映在年轮上就是会出现窄轮、伪轮,甚至年轮缺失。这就为利用年轮获取历史灾害信息奠定了基础。降水是树木生长的必要环境因素之一。因此,年轮宽度的变化可反映降水量的的变化,这是利用树木年轮年表反演历史降水序列的基础假定。正常情况下,降水量较小的时候,树木年轮宽度相对较窄,而降水量较大的时候,则树木年轮宽度比较宽。异常情况下,降水对树木生长或年轮的宽度的影响有两个方面,其一是降水异常偏少(干旱)会影响树木的生长发育,致使年轮明显偏窄,这是利用年轮年表恢复历史干旱灾害事件信息的基础;其二是降水明显偏多或强降水(暴雨)事件多,强降水通过引发洪水、泥石流事件而使树木受到伤害,反映在年轮形态上的是会出现明显的窄轮、偏轮甚至缺轮。基于以上原理,本文通过比较异常降水、异常窄轮的方式,结合考虑研究区历史洪水、泥石流灾害记录,提取研究区树木年轮所蕴含的历史洪水灾害事件信息。
比较近30年来的树轮宽度与对应年份的降水量变化趋势发现:巴里坤地区典型洪涝灾害沟谷树木年轮宽度的变化趋势与该区域降水量变化趋势大致相反,近30年来巴里坤多数树木年轮宽度呈变窄的趋势,而同期降水量存在增大的趋势。
巴里坤地区30多年降水量极小值对应的年份与树木年轮宽度极小值对应的年份比较可以发现:1985年、1986年、1987年、1989年、1991年、1997年、1998年、2001年、2002年、2003年以及2008年对应的树木年轮宽度变化与降水量变化是吻合的,这些年份降水量比较小而对应的年轮宽度也较窄。而1984年、1994年、1995年、1996年、1997年、1998年和2006年对应的树木年轮宽度变化与降水量变化不吻合。这些年份里树木年轮宽度比较窄,降水量比较多。
巴里坤地区30多年降水量极大值对应的年份与树木年轮宽度极大值对应的年份比较可以发现:1984年、1985年、1986年、1987年、1988年、1989年、1990年、1992年、1993年、1994年、1996年、1997年、1998年、1999年、2000年、2004年、2005年、2006年、2007年和2008年对应的树木年轮宽度变化与降水量变化是吻合的。这些降水量较大的年份对应的年轮宽度也较宽。而2001年和2002年年轮宽度虽比较宽,但这两年降水量相对较少。巴里坤地区降水量极大值分析可以发现:1984年、1994年、1995年、1996年、1997年、1998年和2006年对应的降水量比较大,但这些年份对应的树木年轮宽度较窄。这有可能是该区域发生洪涝灾害之后对树木生长发生影响导致的。
从巴里坤地区30多年的灾害数据分析可以发现:巴里坤地区树木年轮宽度变化规律与降水量变化规律以及灾害发生年份有一定的对应性。灾害记录显示1984年、1995年、1996年、1997年、1998年和2006年都发生过相应的洪水灾害;受1993年发生的洪水灾害的影响,1994年年轮宽度也受到影响而年轮宽度相对较窄。据此,可以确定年轮宽度比较窄的1984年、1994年、1995年、1996年、1997年、1998年以及2006年为洪水灾害事件发生年份。从巴里坤地区近30年的灾害信息可以发现:1984年到2008年的近30年间,80年代共发生了四次洪涝灾害,90年代共发生了七次洪涝灾害,2000年以来共发生了10次洪涝灾害。这说明近三十年里巴里坤地区的洪涝灾害越来越频发。
以上结果表明:历史地貌灾害研究新方法(树木年轮法)在新疆的应用是可行性的。巴里坤地区树木年轮比较好地记录了所发生的灾害洪水信息。因此,今后的工作中可以基于此信息恢复巴里坤地区历史时期洪水灾害序列。