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气候变化背景下全球滑坡易发性预测:基于CMIP6多模型集成与机器学习方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月03日 来源:Geoscience Frontiers 8.5
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推荐:本研究针对气候变化背景下全球滑坡灾害时空演变机制不清的问题,通过集成CMIP6中14个GCMs的降水数据和静态指标,结合随机森林(RF)、逻辑回归(LR)等5种机器学习模型构建集成模型(EM),预测了SSP1-2.6至SSP5-8.5四种情景下2021-2100年全球滑坡易发性。结果显示SSP5-8.5情景下2081-2100年全球滑坡高风险区将增加1%,印度受影响人口达5.9亿,为全球制定减灾策略提供科学依据。
在全球气候变暖背景下,极端降水事件频发导致滑坡灾害风险加剧,但目前对全球尺度滑坡时空演变规律仍缺乏系统认知。现有研究多局限于区域尺度或单一气候情景,且物理模型存在数据依赖性强、计算资源消耗大等局限。针对这些问题,中国的研究团队在《Geoscience Frontiers》发表论文,创新性地融合多源气候模型与机器学习算法,首次实现多情景下全球滑坡易发性动态预测。
研究采用CMIP6中14个全球气候模型(GCMs)的降水数据,结合地形(坡度、DEM)、植被(NDVI)等9个静态指标,构建0.15°分辨率全球评估体系。通过集成随机森林(RF)、支持向量机(SVM)等5种机器学习算法,利用全球滑坡目录(GLC)和致命滑坡数据库(GFLD)的5714个降雨型滑坡样本进行训练验证,采用受试者工作特征曲线(ROC)和曲线下面积(AUC)评估模型性能。
研究结果显示:1)模型验证表明集成模型(EM)的AUC达0.9707,显著优于单一模型;2)当前全球13%陆域属极高易发区,主要分布在科迪勒拉山系、阿尔卑斯山脉等地区;3)SSP5-8.5情景下2081-2100年全球滑坡易发性较基线期(2001-2020)上升约1%,东南亚(SE.AS)变化最显著,77.2%区域易发性增加;4)印度在SSP3-7.0情景下受影响人口达5.9亿,是全球平均的23倍。
讨论部分指出,该研究首次系统量化了不同气候情景下全球滑坡风险演变规律,揭示发展中国家面临更大威胁。中国始终是滑坡高风险面积最大的国家,而印度受人口增长驱动将成为受影响最严重区域。研究提出的多模型集成框架为全球地质灾害预警提供新范式,但未来需纳入短时强降水、冻土融化等动态因子以提升预测精度。该成果对制定针对性减灾策略具有重要指导价值,特别是为"一带一路"沿线山地国家的防灾规划提供科学支撑。
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