環(huán)境數(shù)據(jù)的應(yīng)用之道

人類活動(dòng)引發(fā)了地球的一系列變化，包括土地利用變化和氣候變化，它們之間相互作用導(dǎo)致自然資源嚴(yán)重退化，進(jìn)一步影響了山地社區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。特別是易發(fā)生高山斜坡破壞和泥石流等自然災(zāi)害的山區(qū)，氣候因素將發(fā)揮重要的影響作用，因此在制定適當(dāng)?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展方案時(shí)應(yīng)考慮到氣候因素。氣候變化改變了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（ES）功能，使得土壤肥力下降、水資源供應(yīng)減少、草地面積減少、監(jiān)管服務(wù)（如防止自然災(zāi)害）和文化服務(wù)發(fā)生潛在轉(zhuǎn)變。一次關(guān)于ES的研究在意大利山區(qū)開始了1.研究地點(diǎn)的選擇意大利西北部山地社區(qū)諾瓦萊薩位于皮埃蒙特地區(qū)的切尼斯亞山谷。該地區(qū)經(jīng)歷過極端降水和侵蝕，社區(qū)發(fā)展十分依賴于對(duì)自然資源的直接利用。初步研究結(jié)果表明，經(jīng)濟(jì)因素影響了諾瓦萊薩社區(qū)過去的人口變化趨勢(shì)。盡管諾瓦萊薩村是與外界隔離的山區(qū)，但賽尼斯山口通道卻使諾瓦萊薩與歐洲其他國家進(jìn)行了文化和生態(tài)旅游的交流。諾瓦萊薩居民的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)主要與農(nóng)業(yè)有關(guān)，其中包括在山區(qū)環(huán)境中工作，以及服務(wù)于意大利-法國的跨高山旅游。因此，研究地點(diǎn)具備一些有利特征來評(píng)價(jià)環(huán)境因素在一個(gè)小山區(qū)社區(qū)生活中的作用。2.數(shù)據(jù)來源該地區(qū)3條主要河流——Claretto、Marderello和Crosiglione流域的基本數(shù)據(jù)如表1所示。水文氣象監(jiān)測(cè)網(wǎng)目前由7個(gè)不同的裝置組成，可以記錄相對(duì)濕度、空氣溫度、大氣壓力、風(fēng)速和風(fēng)向。?

表1

主要地質(zhì)和氣象資料表1顯示了Claretto、Marderello和Crosiglione河流中的雨量計(jì)記錄的主要地質(zhì)和氣象數(shù)據(jù)。大量資料都記錄了巖崩、泥石流和洪水?dāng)?shù)據(jù)。社區(qū)數(shù)據(jù)從1861年開始正式作為意大利人口普查的一部分被收集。3.氣象資料?

圖1

Marderello河安裝的第一個(gè)雨量計(jì)（來自PianMarderello）測(cè)量的年尺度季節(jié)性累積降雨（mm）2000年10月降雨量達(dá)到493.8mm，與一次大洪水事件相吻合。最小降水發(fā)生在2003年夏季，這是一個(gè)典型的干旱事件。?

圖2

從5月1日到10月31日的平均每天降雨量，來自PianMarderello的雨量計(jì)的24年間（1994—2017年）的記錄。圖2給出了典型的日降雨量數(shù)據(jù)。與1990年前后的數(shù)據(jù)相比，意大利阿爾卑斯山的皮埃蒙特地區(qū)的雨量計(jì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)記錄了極端降水事件的增加。根據(jù)測(cè)量記錄（圖2中10月），在意大利的幾個(gè)地區(qū)，冬季的干旱次數(shù)和降水強(qiáng)度都有增加趨勢(shì)?？偠灾?，該地區(qū)的降水強(qiáng)度有所增加，干旱也變得更加頻繁。4.巖崩、泥石流、洪水事件表2是根據(jù)檔案資料和歷史上直接觀測(cè)得到的巖崩、泥石流和洪水事件的頻率。泥石流和洪水事件主要發(fā)生在Claretto、Marderello和Crosiglione河。巖崩主要發(fā)生在該地海拔最高的Rocciamelone地區(qū)，巖崩為發(fā)生泥石流創(chuàng)造了條件，如表2中第二列所示。?

表2

巖崩、泥石流、洪水事件的歷史頻率和諾瓦萊薩市不同時(shí)間段的人口數(shù)量可見巖崩和泥石流事件的累計(jì)數(shù)量在最后一個(gè)時(shí)期（2001—2017年）最高。根據(jù)地質(zhì)和水文氣象數(shù)據(jù)，該地區(qū)的災(zāi)難性侵蝕的頻率呈上升趨勢(shì)。每年的4~9月，降雨和積雪易造成侵蝕或山體滑坡的發(fā)生，這正是皮埃蒙特地區(qū)一年中暴風(fēng)雨發(fā)生的時(shí)期，7月發(fā)生頻率達(dá)到最高峰。受太陽輻射的影響，暴風(fēng)雨的最大頻數(shù)發(fā)生在協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）13點(diǎn)左右（通常是在當(dāng)?shù)貢r(shí)間正午）。在這種氣象條件下，通常不超過0.02~0.04m3·s–1的流量可以上升到180m3·s–1。由表2可見Marderello河在2001—2017年間泥石流的發(fā)生頻率最高。記錄顯示，Marderello河是洪水事件發(fā)生次數(shù)最多的河流，在1981—2000年期間達(dá)到頂峰（8次）。5.山區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所受的影響從1861年開始，諾瓦萊薩社區(qū)人數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（詳見表2），在過去的20年里只有很小的增長跡象。都靈地區(qū)的工業(yè)發(fā)展、兩次世界大戰(zhàn)和經(jīng)濟(jì)危機(jī)造成了社區(qū)的衰落，使諾瓦萊薩成為一個(gè)人口稀少的地區(qū)，人口數(shù)量的減少造成了出生率下降及人口老齡化加劇。畜牧業(yè)是該地區(qū)根深蒂固的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，與季節(jié)性牲畜移動(dòng)文化有關(guān)。值得注意的是，39%的意大利乳制品和11%的意大利肉制品來自意大利北部的高寒牧區(qū)。干旱和泥石流影響了放牧活動(dòng)，也降低了諾瓦萊薩山區(qū)的恢復(fù)能力。在極端降水事件增多的情況下，所有支持該地區(qū)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的ES都可能受到嚴(yán)重影響，需要巨額的經(jīng)濟(jì)投資恢復(fù)山區(qū)的發(fā)展。氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)造成了直接影響。通過對(duì)意大利阿爾卑斯山區(qū)和整個(gè)歐洲高山地區(qū)的綜合分析，土地使用和土地覆蓋變化可能與氣溫上升一樣嚴(yán)重。同樣，潛在自然災(zāi)害的頻率和強(qiáng)度也極大地影響了手工業(yè)和旅游業(yè)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)諾瓦萊薩人口動(dòng)態(tài)變化的影響占主導(dǎo)地位。未來諾瓦萊薩人口動(dòng)態(tài)變化對(duì)環(huán)境的依賴（主要取決于氣候變化的區(qū)域效應(yīng)）可能會(huì)增加，也會(huì)影響到ES的可用性。需要獲取一些定量的細(xì)節(jié)進(jìn)一步揭示經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與環(huán)境條件變化之間的相關(guān)性。6.解決方案當(dāng)諾瓦萊薩社區(qū)的脆弱性受到環(huán)境因素的強(qiáng)烈影響，環(huán)境監(jiān)測(cè)和其他地理信息系統(tǒng)（GIS）中的地理空間工作流程和來源信息的交換，以及GIS數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，將是未來氣候變化情景下景觀規(guī)劃的基礎(chǔ)。應(yīng)當(dāng)以適當(dāng)?shù)姆绞絹磉x擇監(jiān)測(cè)方法，以推斷正在進(jìn)行的景觀改變。需要進(jìn)一步收集和共享