基于InVEST模型评估印度尼西亚北爪哇海岸线海平面上升下的海岸暴露指数——以杰帕拉县至三宝垄市为例

《GeoHazards》：Assessing Coastal Exposure Index to Sea Level Rise Along North Java’s Coastline with the InVEST Model: A Critical Case Study from Regency of Jepara to Semarang City, Indonesia Muhammad Rizki Nandika, Herlambang Aulia Rachman, Martiwi Diah Setiawati, Abd. Rahman As-syakur, Atika Kumala Dewi, La Ode Alifatri, Tri Atmaja, Takahiro Osawa and A. A. Md. Ananda Putra Suardana

　　

降雨诱发滑坡是意大利西南部卡拉布里亚（Calabria）科斯塔维奥拉（Costa Viola）地区交通运输网络中最常发生的地质灾害之一。研究人员通过综合地貌测绘、多时相分析、历史文献记录（1950–2025年）及基于地理信息系统（GIS）的空间数据处理，对该区域的滑坡发生与道路损毁进行了系统评估。共识别出261处滑坡，影响面积约占总研究区的19%。滑坡类型以滑动（slide）为主（66.7%），其次为复合滑坡（complex landslide）、流动（flow）及坠落（fall）。滑坡分布受地质与形态要素强烈控制：超过80%的现象发生在高度破碎的花岗岩与片麻岩中，70%以上位于距断层500米范围内，90%以上位于溪流300米范围内。坡度（25–55°）与局部起伏（350–550米）进一步塑造了斜坡失稳模式。历史数据集记录了75年间237次滑坡致道路损毁事件，自2000年代初以来频率显著增加，且多数损毁与既有滑坡的再激活有关，体现了斜坡失稳的长期持续性及秋冬季强降水的季节性影响。结果表明，科斯塔维奥拉的滑坡灾害由构造、岩性、地貌及气候因素共同驱动，并叠加道路廊道的人为改造作用。滑坡编录与历史数据库为风险减缓、关键路段识别及未来易发性与预测建模提供了坚实基础，可支持有效的国土空间规划。

研究背景与意义

科斯塔维奥拉位于意大利卡拉布里亚西南部，面向第勒尼安海，地形陡峭、构造活跃，长期以来频繁遭受降雨诱发的滑坡灾害，严重影响区域交通网络的连通性与安全性。已有研究表明，气候变化导致的极端降水频率增加，显著提升了滑坡发生的可能性与规模，而道路作为线性基础设施，其空间分布往往与不稳定坡体相交，极易受到滑坡的直接或间接破坏。当前，针对滑坡与交通网络相互作用的系统化数据收集与分析仍较为有限，管理机构的维护工作多集中于单点事件的应急处置，缺乏对区域尺度时空演变规律的全面认识。因此，研究人员选择该区域开展综合研究，旨在揭示滑坡分布特征、活动规律及其与道路损毁的关系，为灾害风险管理与基础设施规划提供科学依据。该研究发表于国际期刊《GeoHazards》。

关键技术方法

研究人员整合了1954年至2023年的多源遥感影像（包括航片、正射影像、LiDAR数字地形模型）、实地调查数据及已有的区域滑坡编录，构建了详细的滑坡空间数据库。同时，通过查阅地方与国家档案馆、民防部门、公共工程档案及新闻媒体报道，建立了1950–2025年的滑坡致道路损毁历史数据库。降雨量数据来自两个气象站的长期观测记录，并通过插补与合成序列的方法填补缺失值。所有空间分析均在GIS平台完成，包括滑坡与断层、水系、坡度、局部起伏的叠加统计，以及道路网络与滑坡范围的几何相交分析。统计检验采用非参数曼-惠特尼（Mann–Whitney）法比较不同滑坡类型的环境因子差异。

研究结果

3.1 滑坡分布、类型与活动性

研究区共识别滑坡261处，总面积约10平方公里，占全区18.8%，平均密度为4.9处/平方公里。滑坡高密度区集中在西北部陡峭河谷区，最高达17处/平方公里。滑动型滑坡占66.7%，复合型17.6%，流动型11.9%，坠落型3.8%。约三分之一为活动滑坡，其余为休眠滑坡，多时相分析显示许多活动滑坡为既有滑坡的再激活。滑坡面积介于1.72×10³至6.87×10⁵平方米，平均为3.83×10⁴平方米，体积估算范围为3.64×10³至215.37×10⁵立方米。

3.2 地质与形态要素对滑坡发生的作用

约80%的滑坡发生在高度破碎的花岗岩与片麻岩中，这些岩性也表现出最高的滑坡指数。断层500米范围内集中了70%的滑坡，其中0–300米段密度最高。水系300米缓冲区内集中了90%以上的滑坡，显示河流侵蚀对坡脚掏空的关键作用。坡度在25–55°区间最为密集，平均坡度41.6°，显著高于全区的22.8°。局部起伏在350–550米区间最为集中，93%的滑坡发生在起伏大于250米的区域。不同滑坡类型在距离断层、水系、坡度及起伏上的分布存在显著差异（p<0.05），反映构造与地貌对不同失稳过程的差异化控制。

3.3 滑坡致道路损毁的时间分布

1950–2025年间共记录237次道路损毁事件，平均每年3.2次，近25年增至5.4次/年。损毁主要集中在SS18国道及省市级道路。52.3%的事件发生在10月至次年1月的雨季，仅7.4%发生在6–8月旱季。空间叠加分析显示，全区226.8公里交通设施中有41.4公里（18.3%）与滑坡重叠，其中A2高速公路受影响比例最高（4.6%），省市级道路绝对长度最大（20.9公里）。多数损毁事件在同一地点反复发生，表明既有滑坡的再激活是道路中断的主因。

讨论与结论

研究人员指出，科斯塔维奥拉的滑坡灾害是构造破碎、岩性弱化、陡峻地貌与强降水共同作用的结果，道路建设中的边坡开挖进一步降低了稳定性。历史数据的增加既反映了真实灾害频率的上升，也受到信息可获得性提高的影响。尽管独立验证存在局限，但道路损毁事件因社会影响大，记录完整性较高。研究结果强调，结合长期历史数据库与详细滑坡编录，可有效识别高风险路段，指导监测预警与应急规划，并为滑坡预测模型与区域易发性评估提供可靠基础。

结论部分表明，该区域约19%的面积受滑坡影响，活动滑坡多与既有滑坡再激活相关，雨季强降水是主要触发因素。交通网络中近五分之一的路段位于滑坡影响范围内，尤其在A2高速与省市级道路上表现突出。研究成果为区域灾害风险减缓与可持续基础设施规划提供了坚实的科学依据。