Eventualmente, desisti de tentar instalar e reinstalar o opencv3.1 e mudei para o opencv 3.4.1. Com isso, e minha configuração atual (como post de pergunta original) para gstreamer e ffmpeg, eu só tive que criar links simbólicos para libopencv_core.so.2.4 que o gstreamer estava procurando, e o resto funcionou bem. Espero que isso ajude alguém! Eu não consegui descobrir qual era exatamente o problema com o opencv3.1 (como eu mencionei, essa é a configuração que meus outros colegas têm, e a funcionalidade funciona muito bem para eles), mas foi o que acabei fazendo depois de gastar dias sobre o assunto.