基于遥感的江苏省大陆岸线岸滩时空演变

基于江苏省1984-2016年61景多源遥感影像数据和部分实测潮位、坡度数据,利用遥感技术结合改进的水边线方法提取了多时相的海岸线和平均大潮低潮线,研究了江苏省绣针河口至连兴河口大陆岸线岸滩的时空演变特征。结果表明：1984-2016年,由于海岸带开发,江苏省的海岸线整体以向海推进为主,自然岸线由458.24 km逐渐减少至166.74 km,人工岸线由163.66 km快速增加至598.74 km,大陆岸线长度由621.90 km增加至765.48 km。发生位置和长度变化的岸段中,淤长岸段长127.62 km,年均向海推进83.03 m;围垦岸段长401.21 km,年均向海推进87.63 m;冲刷岸段长71.17 km,年均离海后退10.81 m;围垦被侵蚀岸段长25.95 km,年均离海后退8.64 m。海岸线的空间变化导致江苏省沿海陆地面积净增加104332 hm²,其中由于围垦增加的陆地面积98520 hm²,围垦是陆地面积增加的主要原因。海岸线的离海后退主要发生在废黄河三角洲岸段,但是到2008-2016年,岸线的侵蚀范围已向南扩大至新洋河口至斗龙港岸段。受围垦活动及岸线侵蚀影响,江苏省潮间带坡度不断变陡,统计断面的平均坡度由1.4‰增加至1.9‰,其中废黄河三角洲岸段的中山河口至扁担河口岸段坡度最陡,基本在3~14‰之间;辐射沙洲陆岸岸段坡度最为平缓,但坡度也在逐渐陡化,由0.9‰增加至1.5‰。潮间带面积由271747 hm²减少至168645 hm²,减幅38%;潮间带平均宽度由5064 m减少至3096 m,减幅39%。     

雷州半岛海岸侵蚀及其原因研究

通过对比不同时相的遥感影像,结合2008年的现场调查,介绍了雷州半岛海岸侵蚀现状并初步探讨了海岸侵蚀的原因.结果显示,雷州半岛南部和西部海岸除海湾之外都有不同程度的海岸侵蚀现象,共有10段岸段发生海岸侵蚀,总长度约281 km,占整个雷州半岛岸线的21.95％.除湛江湾、雷州湾、北莉河口以及安浦港等湾外,雷州半岛海岸侵...     

黄河三角洲岸线及现行河口区水下地形演变

根据实测的岸线和水深数据,利用Surfer 和Mapinfo 等软件进行数据处理,结合不同阶段利津站输沙量,分析了黄河三角洲岸线及现行河口区水下地形演变。结果表明:1953-2000年,68%左右的入海泥沙淤积在口门和滨海区。由于入海流路变迁,不同岸段的岸线变化具有各自的特征。刁口河流路以西岸线基本稳定;刁口河流路以东—孤东油田以北岸线经历先淤后冲,属于强侵蚀岸段,但在防潮大堤的保护下得到人为控制下的稳定;清水沟流路形成的岸线整体向海淤进,但清8 出汊后,清水沟老河口沙嘴南侧出现侵蚀。1976-1996 年,现行河口(清水沟流路) 水下地形总体上表现为淤积,顶坡段变缓,前坡段变陡。1996-2005 年,清水沟老河口水下地形顶坡段和前坡段发生侵蚀,底坡段呈现淤积;出汊新河口水下地形继续淤积,但程度和范围都比1976-1996 年的小。孤东油田近岸侵蚀加剧。     

1977-2014年江苏中部滨海湿地演化与围垦空间演变趋势

通过野外实地调研与遥感影像解译相结合的方式,研究1977-2014年（1977、1984、2000、2007与2014年）江苏中部滩涂湿地演化与围垦空间演变的规律。结果表明,1977-2014年江苏中部滨海湿地射阳河口以南岸线段总体以淤长为主,但是也存在侵蚀的岸线段,总体淤长/侵蚀速度在±20 m/yr左右,最高值出现在东台和如东洋口港附近。研究区湿地围垦的速度远高于岸线淤长的速度,基本维持在50 m/yr以上。1977-2014年江苏滨海湿地的生态关键区面积出现了快速的退化趋势,特别是盐生植被空间的快速萎缩,主要出现在射阳南部和大丰市。调查发现研究区传统的湿地围垦开发演变模式是光滩→盐生植被→养殖水面→耕地→建设用地。但是现在由于新技术和新方法的应用,极大地缩短了围垦演变路径和周期,有助于围垦经济效益的提高。江苏滨海湿地围垦后土地开发利用强度呈较为明显的上升趋势。同时,江苏滨海湿地开发的热点空间在区域上主要集中于几个重要的港口及其腹地建制镇附近,但总体规模不大。     

黄河三角洲潮滩潮沟近期变化遥感监测

作者选用1986年和2001年两个时相的Landsat TM/ETM+影像,结合遥感、地理信息系统 (GIS) 和分形理论研究了黄河三角洲典型河口岸段潮滩潮沟的发育演变。结果表明：近15年来,挑河口~106站和现行水河口(1976~1996年黄河入海口,下同)~甜水沟岸段分维值D增大,呈顺向演替;其余岸段分维值均减小,表现为逆向演替。人工围垦挤占了大面积潮滩,人工岸线不断向海扩展,其最大推进速率达0.8 km/yr;同时,潮沟长度缩短,最严重的岸段每年减少14.9 km。通过分析表明,人类活动已成为影响三角洲潮滩发育的重要因子,其导致整个三角洲的潮滩体系严重退化,自然形成的潮沟时空谱系不复存在;另外,发育时间长短、入海泥沙、海浪和潮流对潮滩发育演变亦非常重要。目前,黄河三角洲潮滩可分为河口滩、潮控滩、浪控滩和人控滩4大类型。     

江苏海岸侵蚀过程及其趋势

江苏省侵蚀海岸的总长度为 30 1 7km ,分为 4段 :废黄河三角洲海岸、港海岸、吕四海岸以及海州湾的沙质海岸。各段海岸侵蚀原因不同。废黄河三角洲海岸是因黄河改道失去泥沙来源 ;吕四与港海岸则因辐射沙洲调整过程中滨岸水道的向岸移动造成的 ;而北部沙岸则是因人类活动 (上游建设水库及开挖海滩沙 )的干扰。江苏海岸是一个沉积物准封闭系统 ,全球性海平面上升将加剧这一侵蚀过程 ,预计未来侵蚀海岸的长度将增加 ,辐射沙洲区的外围沙洲将因侵蚀而向中心区退缩。一些目前是隐型侵蚀的岸段将向显性侵蚀的阶段发展。由于连云港到长江口北支的岸段是软性海岸 ,缺乏硬质节点 ,在没有建造大型人工设施的前提下 ,估计江苏海岸动态及制定开发规划时必须考虑平直化的大趋势。     

南宋以来江苏海岸带历史海岸线时空演变研究

历史海岸线变迁研究是海岸带研究的一个重要方面,对于海岸带的利用、开发与保护有重要的意义。以江苏海岸带为研究对象,结合数字海岸线分析系统分区段建立有效的海岸线分析断面,并计算各个区段的海岸线历史变化,对南宋至今约1 000 a来的历史海岸线变迁进行定量和定性分析,揭示海岸线时空变迁背后的驱动力。结果表明:废黄河口地区变化剧烈,最大淤涨速率和侵蚀速率分别达250、600 m/a,塑造其剧烈变化的动因是公元1128年的黄河夺淮与公元1855年的黄河北归;此外,近代废灶兴垦等人类活动也导致了辐射沙洲北部及南部变化明显。     

近30年来江苏省滨海湿地变化过程及其受围垦活动的影响

基于1985—2015年Landsat TM遥感影响数据,提取江苏省典型岸段滨海湿地信息,对滨海湿地类型、面积的变化过程进行研究,并分析了围垦活动对这一过程的影响。结果表明:围垦在近20年达到高峰期,连云港、盐城和南通岸段的滨海湿地在近30年间分别减少了53.15%、71.60%和71.40%。连云港岸段原生植被型湿地逐渐减少,茅草、芦苇湿地在2000年后完全消失;盐城岸段原生植被型湿地在1985—1995年间持续增加,且各植被类型比率趋于均衡,而在1995年后则转变为米草湿地占绝对优势;南通岸段湿地总面积在2000年后迅速下降,高比例的米草湿地是该岸段滨海湿地的主要特征,但到2015年几乎退化成纯光滩湿地。连云港岸段以海域围垦为主要特征,2005—2010年达到围垦高峰;盐城岸段则在1995—2000年的围垦高峰后,原生植被型湿地的围垦比率锐减,米草湿地的围垦比率增至90.51%;南通岸段以米草湿地围垦为主要特征,围垦强度在1985—2010年持续增加,2005年后米草湿地的围垦强度减小,海域围垦比例逐渐升高。     

2000—2020年江苏省如东海岸线与滩涂围垦时空演变及影响机制

利用8景遥感影像及土地利用数据,基于DSAS数字岸线分析法、改进的水体指数法（MNDWI）等,分析了江苏省如东县2000—2020年海岸线及滩涂围垦时空动态特征,结合围垦地区土地利用方式变化提取了海岸线与围垦变化的相关性,并阐述了其变迁原因与影响机制。结果表明：在自然与人为因素共同作用下,2000—2020年如东县海岸线整体呈现增长趋势,21年来海岸线延长了18.79 km,同时以63.84 m/a（EPR）和74.47 m/a（LRR）的速度向海扩张。至2020年为止如东县共围垦滩涂及海域46359.53 hm²,陆地面积增加9089.25 hm²,2010—2015年陆地面积扩张速度最快。围垦面积与海岸线长度呈显著正相关关系,港口建设是影响海岸线变化最显著的土地利用方式,其次为未利用地、盐场和养殖用地。     

围垦及米草入侵下江苏中部滨海湿地土地利用/覆被类型动态变化

通过1979年、1991年、2003年和2015年四期的遥感影像,研究1979-2015年间江苏中部滨海湿地的围垦及米草入侵的动态变化及二者影响下土地利用/覆被类型的演化过程。结果表明:1979-2015年,围垦和米草边界总体上不断向海推进,不同岸段推进速度存在差异。围垦面积持续加速增长,各段平均增速为3.43 km~2/yr,米草面积在1991-2003年间增速最快,各段平均增速0.89 km~2/yr,2002年以后增速下降,为-0.03 km~2/yr。芦苇滩涂和碱蓬滩涂转化为围垦的面积占围垦土地来源的比例持续下降,米草滩涂和光滩的这一比例持续上升,对米草滩涂的围垦主要位于方塘河口以北,对光滩的围垦主要位于方塘河口以南。芦苇滩涂、碱蓬滩涂和光滩对米草滩涂面积的贡献为:光滩碱蓬滩涂芦苇滩涂。研究区演化路径总体呈现光滩—盐生植被—围垦的方向,但存在缩短趋势;米草入侵挤占了本地盐生植被的扩张空间。     

近30多年江苏省滨海淤长型滩涂中农业/渔业用地动态

以4期(1980年前、1990年前后、2002年和2010年)Landsat遥感影像为基础数据,研究了近30多年来江苏省滨海淤长型滩涂中,农业和渔业用地面积消长、土地的去向及来源变化情况.研究表明,从1980年前至2010年,农业用地面积从436.56km2增长至909.31km2;渔业用地面积从31.67 km2增长至838.94km2.其中,农业用地与渔业用地面积在前20 a增长相对较快;但近10a来,随着天然湿地提供的土地资源被逐渐消耗,农业/渔业用地面积增长趋缓.在典型淤长型滩涂中,天然湿地被开垦为农业/渔业用地后,很少会再恢复为天然湿地;在过渡型淤长滩涂中,近10a来,恢复为天然湿地的农业/渔业用地比例分别达到了18.10％和13.44％.经过近30多年的围垦,天然湿地比例从74.59％下降为50.30％,芦苇(Phragmites australis)沼泽、碱蓬(Suaeda sp.)沼泽等天然湿地转化为农业/渔业用地趋势减弱.     

海平面上升对长江三角洲和苏北滨海平原海岸侵蚀的可能影响

本区海岸现有30％的岸段为侵蚀海岸,海平面上升将使海岸侵蚀加剧。海平面上升因素在海岸侵蚀诸因素中的比重较国外同类研究结论偏小,这与本区海岸的特殊演变原因有关。海平面上升通过潮流、波浪和风暴潮作用增强,海岸潮滩和湿地损失,岸滩消浪和抗冲能力减小等途径引起海岸侵蚀加剧。其结果是,侵蚀岸段扩大,淤涨岸段减少甚至转为侵蚀,潮间带宽度变窄,坡度加大,从而使沿岸海堤等挡潮工程的标准要相应提高。     

黄河宁蒙河段悬沙冲淤量时空变化及其影响因素

通过对黄河宁蒙河段6个水文站1952~2003年间的实测悬移质泥沙资料,运用输沙平衡方法,对划分的5个时段和5个区段的悬沙冲淤量进行了计算分析,探讨宁蒙河段悬沙冲淤量的时空变化规律。黄河上游无大型水库的1952~1959年间和水库建成坝下河道充分调整后的1994~2003年间,宁蒙河段强烈淤积,年均悬沙淤积量分别为0.9588亿t/a和0.9503亿t/a;而期间的三个时段,年均悬沙分别为净侵蚀0.6127亿t/a、微淤0.0161亿t/a和较强淤积0.7475亿t/a。年均悬沙淤积量在宁蒙河段为0.345亿t/a;在宁夏河段为0.076亿t/a,其中下沿河~青铜峡区段微淤,青铜峡~石嘴山区段冲淤平衡;在内蒙古河段总和为0.269亿t/a,石嘴山~巴彦高乐、巴彦高乐~三湖河口、三湖河口~头道拐三个区段分别为0.0084亿t/a、0.113亿t/a和0.147亿t/a,沿程增大。悬沙淤积量的时间变化主要受到区间支流来沙量变化和水库建设的双重影响,而空间变化主要受到青铜峡水库拦沙以及刘家峡、龙羊峡水库消减洪峰的影响。黄河宁蒙河段处于构造沉降区,淤积是总趋势,人类活动可以引起个别时段、区段发生侵蚀,但无法改变其沉积的总趋势。     

长江三角洲前缘近十余年的冲淤演变及工程影响研究

根据1994-2008年国家专业部门测量的长江口口门区水下地形图及相关数据资料,分析了长江河口三角洲近十余年的冲淤过程:1)在长江来沙显著减少的背景下,三角洲出现了由淤到冲的转换,1994-2000年、2000-2008年,长江口门研究区(1 500 km2)净淤积量分别为7.25亿m3(1.21亿m3/a)和-1.23亿m3(-0.15亿m3/a),冲淤转换的临界输沙率约为2.97亿t(大通站).冲淤转换的时间大约发生在2000-2002年;2)三峡水库蓄水加速了长江来沙的减少,近几年入海泥沙减少和河口口门区出现的冲刷有一半左右归因于三峡工程的运行;3)2000年以来,河口口门外水深超过7 m的大部分区域处于蚀退,尤以10～20m区域侵蚀最为强烈,但0m以上潮间带滩地较前一时段淤积加强,1994-2008年,四大滩地的面积平均增长了约34.2％.研究结果表明:入海泥沙减少是长江三角洲由淤积转为侵蚀的主要原因,三峡水库蓄水加剧了长江入海泥沙的减少及三角洲的侵蚀,河口滩地的逆势淤积是近年一系列的河口重大工程影响的结果.     

近40年辽东湾北部围垦区内外滨海湿地景观演替特征及驱动力分析

以辽东湾北部区为研究对象,利用1977~2014年Landsat卫星的5期遥感影像作为数据源,通过RS和GIS技术,分析研究区海岸线空间格局变化以及围垦区内外滨海湿地景观的演替路径与模式。结果表明：① 研究期内海岸线长度呈波动增长且整体表现为向海扩张趋势。1985~1993年和2002~2014年是辽东湾北部区海岸带显著发生向陆侵蚀和向海扩张时期,大凌河河口西岸和大辽河河口西岸的自然岸线大量转为人工岸线。② 围垦活动已经使研究区85%的自然滨海湿地转为人工滨海湿地和非湿地,景观破碎度不断增强,但在2002~2014年,芦苇、潮间带盐沼植被在围垦区外围逐渐生长,景观多样性持续增加。③ 在围垦区内部,传统的景观演替路径是自然滨海湿地-内陆盐植/芦苇-水产养殖/耕地-建设用地。然而,由于先进的围垦和快速脱盐技术,滨海湿地景观演替的路径不仅简化而且时间缩短。④ 不同的围垦强度和方式显著地影响区域景观格局的演变。加强保护大辽河西岸由水产养殖到内陆盐植的逆向演替以及双台子河河口两岸的湿地区域,对于区域生态环境改善具有重要意义。     

近期长江北支口门圆陀角附近潮滩地貌动态变化

圆陀角位于长江北支岸线与江苏海岸线的交会处,独特的互花米草潮滩、淤泥质光滩环境和复杂的河海沉积动力,决定了潮滩地貌对海洋环境变化的响应具有敏感性。由于大规模的围垦,圆陀角附近过去40年来海岸线向东推进了6km。根据2006年以来多次的野外调查和室内粒度与钻孔岩芯的¹³⁷Cs分析, 2006年以来圆陀角附近潮滩淤积明显加强,由¹³⁷Cs时标估算的互花米草滩多年平均沉积速率为2.3cm/a, 2006~2008年观测到的互花米草滩淤积速率>4cm/a,粉砂淤泥质光滩的淤积速率更高;圆陀角风景区内互花米草滩前缘陡坎在风暴潮影响下侵蚀后退,并因粉砂淤泥质光滩的快速淤长而消亡,圆陀角附近潮滩地貌动态是对人类围垦活动、风暴潮与潮汐海洋动力的综合响应,互花米草与光滩快速淤积是近期圆陀角附近潮滩地貌演化的主要特点。     

黄河口海岸线演变时空特征及其与黄河来水来沙关系

黄河是世界上含沙量最高的河流 ,每年向河口三角洲及附近海域输送数亿吨泥沙 ,使得黄河口地区成为世界上海岸线变迁最快的地区。本文以 1976年黄河改道清水沟流路以来 2 0景多时相遥感影像为主要数据源 ,经过几何精校正与配准 ,形成相对完整时间序列的遥感影像集。在此基础上 ,对影像进行监督分类处理后自动提取海岸线 ,通过GIS叠加分析 ,剖析了现行黄河河口地区海岸线演变的时空动态特征。最后 ,结合利津水文站水文统计资料 ,探讨了黄河口海岸线演变与黄河来水来沙条件之间的关系 ,并就黄河口未来水沙条件初步预测了其演变趋势     

基于遥感技术的三峡库区土壤侵蚀量评估及影响因子分析

基于遥感和地理信息系统技术,利用修正通用土壤流失方程对三峡库区的土壤侵蚀进行定量评估,并进一步分别利用MODIS、TRMM遥感数据对其变化影响的主要因子植被覆盖和降雨侵蚀力变化进行了分析.结果表明:2005年土壤侵蚀总量为11 979.19×104t,平均土壤侵蚀模数为2 087 t/(km2·a),与2000年土壤侵蚀模数2 381 t/(km2·a)相比,减少了294 t/(km2·a).库区东部长江两岸大部分地区植被出现增长趋势,位于研究区边缘附近植被变化不明显;库区降雨侵蚀力总体呈增加趋势,同时降雨侵蚀力年际变化存在较明显的空间差异性.     

近30 年来长江口岸滩沉积物与地貌演变特征

通过对长江口潮间带宽度、表层和浅地层柱状样沉积物、典型水下岸坡剖面的现场测量,以及对潮间带宽度及水下岸坡剖面的多幅历史海图分析,研究近30 年长江口岸滩演变特征及岸滩演变的主要原因。结果表明:(1) 岸滩沉积物整体上呈“北细南粗”的变化特征,横沙东滩北岸、长江和东海大桥下等主要大型工程附近潮间带柱状样粒序向上显著变粗;(2) 长江口部分潮间带宽度减少90%以上;水下岸坡由1980 年的“S”形向凹形、斜坡形等侵蚀型形态转变,岸坡明显变陡,侵蚀型岸滩特征凸显;南汇嘴至芦潮港岸段水下岸坡闭合水深1978-2004 年为-8 m,近10 年来滩底发生侵蚀,刷深约1 m;(3) 流域来沙量锐减导致长江口侵蚀型水下岸滩格局的形成;河口大面积围垦、青草沙水库和长江与东海大桥等大型工程建设是造成潮间带大面积损失和局部沉积物粗化的主要原因;沙体变迁是狭长型河槽局部岸滩演变的主要影响因素。     

典型海岸线指标识别与特征研究——以江苏中部海岸为例

从海岸线空间资源监测和综合管理出发,对高潮线、湿地线、海堤线、堤坝线、植被线、水边线等典型海岸线指标类型和特征进行了探讨,并以江苏中部海岸为例,利用遥感技术提取2014年海岸线指标,并采用基线法和统计方法对海岸线指标空间分布及海岸演变特征进行了分析。结果显示：① 江苏中部射阳河口与梁垛河口之间岸段海岸线指标总体呈西北东南走向,自陆向海依次为湿地线、海堤线、堤坝线、高潮线、植被线和水边线,湿地线与水边线之间的湿地总面积达1 178.94 km²;② 海滨湿地总体呈宽通道分布态势,总体纵深北高南低,其中湿地线-海堤线间平均纵深3 704 m,海堤线-堤坝线间平均纵深3 418 m,堤坝线-平均大潮高潮线间平均纵深447 m,高潮线-植被线间平均纵深984 m,植被线-水边线间平均纵深1 836 m;③ 海岸潮滩围垦长期活跃,尚未开发的潮上带区域仅分布在2个保护区岸段,潮间带盐沼在各个岸段均有分布,潮间带光滩保持了海岸总体冲淤态势,自北向南纵深逐步增大。