东海区大陆海岸带高强度开发的时空特征及驱动机制

东海区大陆海岸带作为中国海洋经济发展的前沿阵地,具有重要的战略地位。探究海岸带高强度开发的时空变化特征及驱动因素有助于揭示海岸带开发强度演变过程与规律,推动海岸带资源环境与社会经济可持续和高质量发展。故文章以东海区大陆海岸带为研究对象,利用1990—2020年7期海岸线与土地利用数据,揭示东海区大陆海岸线、海岸带土地利用的开发利用强度特征,通过地理探测器方法探究海岸带高强度开发的驱动因素。结果表明：(1)东海区大陆海岸带岸线平均移动速率为32.34 m/a,北部区域海岸线平均移动速率（43.54 m/a）大于南部（20.23 m/a）。杭州湾南岸区域在多个时期内海岸线平均移动速率最快,厦门-漳州区域的海岸线平均移动速率较慢。在空间分布上,海岸线变迁较为剧烈的区域主要集中在河口、海湾以及城市等级较高的沿海区域。(2)耕地、林地、草地、水域、海域等面积不断减少,城镇建设及工矿用地面积不断增加。海岸带南部与北部的土地开发强度整体较高,中部区域土地开发强度较弱。(3)自然因素奠定了东海区大陆海岸带土地利用开发强度的宏观格局,社会经济要素起着重要推动作用。     

20世纪40年代初以来中国大陆沿海主要海湾形态变化

受气候变化和人类活动的影响,中国海岸带正在经历各种剧烈的变化,海湾形态变化是其中的一个重要方面.基于地形图资料与遥感影像提取20世纪40年代初至2014年7个时相的中国大陆沿海主要海湾的空间信息,进而分析海湾岸线类型结构,开发利用程度和空间位置的变化特征,以及海湾面积,形状和重心分布的变化特征.结果表明,20世纪40年代初以来,中国大陆沿海主要海湾的形态变化显著且复杂,主要体现为:海湾岸线的结构变化显著,自然岸线的长度和比例急剧减少;海湾岸线的开发利用程度持续增强;海湾岸线普遍背陆向海运动;海湾面积普遍大幅萎缩;海湾形状总体趋向复杂但个体间的差异在缩小;海湾重心分布位置普遍背陆向海迁移;海湾变化具有显著的时空差异性等.总的来说,以围填海为主的人类活动是导致海湾发生上述变化特征的主要原因.通过研究,指出应该对中国的海湾进行功能定位划分和分类管理,通过强化以海湾为基本单元的管理,促进中国海岸带综合管理能力的提高和管理目标的实现.     

人类活动对港湾岸线及景观变迁影响的比较研究————以中国象山港与美国坦帕湾为例

利用多时期遥感数据,以10年为时间步长,提取1985-2015年4个时期中国象山港和美国坦帕湾的岸线空间位置,长度和曲折度以及港湾地区景观构型,多样性和破碎度等信息,构建海岸人工化和港湾景观人工干扰指标,探讨人类活动对港湾岸线,景观演变的影响.结果表明:① 近30年来,象山港和坦帕湾自然岸线长度不断缩减,人工岸线长度呈先增后稳定的态势.由于两地人类活动方式的差异,象山港局部岸段形态发生剧烈变化,岸线曲折度不断变小;而坦帕湾岸线形态变化较小,岸线曲折度几乎保持不变.② 1985-1995年,象山港海岸人工化不断加强,1995年以后有所减弱,但人类活动的影响范围逐渐变大,几乎遍及整个港湾海岸.1985-2015年,坦帕湾海岸人工化强度虽有加强,但增幅缓慢,海岸人类活动也主要集中于各沿海城市区域.③ 1985-2005年,象山港和坦帕湾各人工化强度等级样区景观平均斑块面积总体呈减少趋势,但2005-2015年,象山港各强度样区景观平均斑块面积变化趋势不一,坦帕湾各强度样区变幅则较为平稳.④ 1985-2005年,象山港各强度样区景观多样性指数逐渐增大,而坦帕湾变化不一;2005-2015年,两港湾人工化强度由弱至强,景观多样性指数先增后减.⑤ 1985-2005年,象山港和坦帕湾不同人工化强度样区,景观破碎度指数逐渐增大;2005-2015年,两港湾景观破碎度指数呈减小趋势.     

1980～2017年环渤海海岸线和围填海时空演变及其影响机制

运用3S技术,采用水体指数法（MNDWI）、分形维数法、土地利用转移矩阵和回归分析等方法,以环渤海海岸带1980、1985、1990、1995、2000、2005、2010、2015和2017年9个时期TM遥感影像为主数据源,研究近40 a围填海活动影响下的环渤海海岸线动态演变特征。结果表明：1980~2017年环渤海海岸线增加了1 159.9 km,分形维数持续增加,岸线呈曲折化。其中,人工岸线增长了1 977.9 km,自然岸线减少了80%。重点变化区域包括黄河三角洲及莱州湾、渤海湾、辽东湾顶部、普兰店湾等地区。1980~2017年环渤海围填海的面积增加了1 988.5 km ²。主要类型由养殖池、盐田及农用地向养殖池、盐田、建筑用地转化。围填海活动与岸线长度、属性变化呈显著线性关系。综上,水产养殖、围海晒盐、农田开垦、工业化和城镇化建设等围填海活动影响了岸线长度及属性等特征的变化。     

海湾围填海强度指数的应用

围填海强度指数RII（reclamation intensity index）为海湾围填海面积占海湾总面积的比率,用以反映海湾利用海域围海造地的开发强度．本研究引用福建省海湾数模与环境研究对海湾围填海综合评价成果的数据,以湄洲湾的围填海方案为例讨论海湾围填海对环境影响的累积效应,通过福建主要海湾的RII与综合评价指数的相关性分析,提出RII可作为海湾围填海的限制性指标,应用于海湾围填海的影响评价和围填海规模的控制．     

面向开发利用的广东省海湾分类及变化分析

海湾是镶嵌在海岸线上的明珠,是人类开发海洋和进入内陆的桥头堡,其分类方法多样,大体是从自然属性或地貌的角度出发的.随着人类经济开发强度的加大,针对海湾开发利用的分类方法成为开发规划或管理的重要科学基础.为此,就海湾滩涂开发利用与管理考虑,提出了确定海湾范围的标准及海湾分类的定量指标,完成了对广东海湾的分类.并以此为基础,利用多时期的遥感解译数据,分析了各种类型海湾20年来的开发利用变化,得到的结果与海湾实际情况相符,即广东海湾的岸线曲折度整体增加,说明海湾岸线在后退情况下,并没有趋于平直化.而是由于有些岸段的侵蚀加剧而使得海湾岸线的曲率变大.而广东海湾受围海造田、淤积等因素影响大多海湾在岸线后退的情况下海湾水域面积却在减少.因此,在以后的海湾开发利用中,应合理规划,保护海湾的生态平衡,促进海湾的健康发展.     

1960~2010年广西红树林空间结构演变分析

从消浪护岸角度,研究景观尺度红树林空间结构动态变化,提出了红树林丰度、红树林空间分布均匀度、红树林岸线比重和高效护岸红树林面积比例4个指标及其计算方法。以广西北部湾(不含七十二泾)为研究区,采用航空图像和高分辨率卫星遥感图像,提取1960/1976年、1990年、2001年、2007年和2010年的红树林空间分布和海岸线信息;通过GIS叠合分析,计算各个海湾的4个指标,对研究区各个时期的红树林空间结构进行动态分析,结果表明,12010年,茅尾海、丹兜海和珍珠港的红树林丰度最高,钦州湾外湾、防城港西湾和北仑河口的最低;1960/1976~2010年,大多数海湾的红树林丰度由高变低,但北仑河口和茅尾海的红树林丰度呈低、高、低的变化,廉州湾的红树林丰度呈高、低、高的变化,丹兜海的红树林丰度逐渐升高,英罗港的红树林丰度基本保持稳定。红树林丰度变化的主要原因是红树林面积逐期减少,另一个原因是由于围垦、盐田和养殖塘及海堤建设、城市发展、港口码头建设等导致海岸线长度发生了变化;22010年,金鼓江口和茅尾海的红树林空间分布最均匀,大风江口、英罗港和丹兜海的红树林次之,防城港西湾的红树林则高度集中;总体上,1960/1976~2010年,研究区大多数海湾的红树林空间分布表现为由高度集中或较集中向基本均匀发展的趋势,均匀度得到较大改善,人工造林、海堤和养殖塘及港口码头建设引起的红树林数量和空间分布变化及海岸线变迁,是红树林空间分布均匀度发生变化的主要原因;32010年,英罗港、金鼓江口和丹兜海的红树林岸线比例最高,防城港西湾和钦州湾外湾的最低;1960/1976~2010年,大多数海湾红树林岸线比例在小幅度上升,但一些海湾的红树林岸线比例表现为波动变化,金鼓江口则由高逐渐变低;红树林岸线比例变化原因较复杂,最主要的原因是原有自然岸线与红树林之间的滩涂修建了大量养殖塘,自然岸线变成了与红树林斑块接近的红树林岸线,故红树林岸线比例升高,其他原因包括人工造林、红树林毁损等;42010年,研究区高效护岸红树林面积比例为76.7%,绝大数红树林都具有良好的消浪护岸作用;1960/1976~2010年,珍珠港和防城港东湾高效护岸红树林面积比例基本上保持稳定;北仑河口、茅尾海、廉州湾、铁山港和丹兜海的高效护岸红树林面积比例波动变化;金鼓江口的高效护岸红树林面积比例由高逐渐变低;防城港西湾、钦州湾外湾、大风江口、北海东海岸和英罗港的高效护岸红树林面积比例由低逐渐升高;高效护岸红树林面积比例的变化趋势与红树林岸线比例变化趋势相同,其变化原因也基本相似,包括海岸线空间位置发生较大变化、人工造林和自然演变引起红树林斑块扩大及红树林毁损等。     

香港海湾沙坝发育过程中的风沙作用

海湾沙坝是香港海岸一种主要的沉积地貌，以大屿山岛贝澳湾的沙坝最为典型。关于贝澳湾古（内）沙坝的成因曾有过较多的争论，但各种成因假说都缺乏有力的证据支持。本文分析了湾内沉积物特征和沉积过程与海平面变化的关系，揭示了风沙在海湾沙坝发育过程中所起的作用。古（内）沙坝的沉积成分随着内沙坝向上加积贝壳含量急剧减少，其上部沉积成分已明显不同于外沙坝和现代海滩，而与其前后的干泻湖上部相似，显示了沉积过程中沉积物来源的变化。内沙坝的沉积物粒径向上变细，分选向上变好，而粒径最小处不在沙坝的最上部，则是在贝壳含量开始向上减少的高度，表明沉积动力随着沉积来源的变化而改变。电镜扫描也显示内沙坝上部的部分颗粒不是来自海滩，具有磨圆差、缺乏水下撞击痕迹以及上翻解理与贝壳状断口共存的特征。内外沙坝下部海滩岩的高度、位置与年代还表明内外沙坝间的沉积高度与海平面变化无关。研究表明：香港海湾沙坝发育过程向上加积的动力由原来的海动力变为风动力；随岸线向海推进内沙坝的沉积物来源由来自海滩物质变为同时来自海滩物质及干泻湖上层物质，只有风才能堆积这些物质；内外沙坝间的沉积高度差只是风积高度不同的结果，与海平面变化无关；海湾内风沙作用并不显著。     

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%。     

近20a雅鲁藏布江流域冻融侵蚀演变趋势

西藏冻融侵蚀面积约占中国的冻融侵蚀面积的73%。采用1990年、2000年和2010年3期TM影像、土地利用图和植被类型图相叠加,对雅鲁藏布江(简称雅江)流域近20 a的冻融侵蚀进行目视解译,并且统计冻融侵蚀强度和侵蚀面积。结合气温、降水和植被覆盖度的变化,探讨引起冻融侵蚀面积和强度变化的原因。研究结果表明:1.近20 a雅江流域冻融侵蚀总面积略有下降,下降比例约为3.5%;轻度侵蚀区持续增加,面积由1990年的21213.6 km2增加到2010年的31 526.2 km2,增加幅度为56%;中度侵蚀区持续减少,面积由1990年的55 964.26km2减少到2010年的42 718.12 km2,减少幅度为23.6%;重度侵蚀区面积变化不显著。至2010年雅江流域的侵蚀格局发生改变,由原先的中度侵蚀主体型逐步向轻度侵蚀、中度侵蚀混合型过渡。2.雅江流域冻融侵蚀主要分布在北部高海拔地区,南部湖盆谷地分布较少,流域内冻融侵蚀主要集中在海拔4 500~6 000 m范围内。近20 a间流域内重度侵蚀区逐渐向东移动,由日喀则北部地区渐移至拉萨、那曲、昌都一线。侵蚀强度整体呈现减弱趋势,在日喀则地区,林芝地区和山南地区均出现轻度侵蚀逐渐替代中度侵蚀的现象。     

Coastline and landscape changes in bay areas caused by human activities: A comparative analysis of Xiangshan Bay,China and Tampa Bay,USA

Using multitemporal Landsat TM/OLI images at a 10-year interval, in this study, we (1) extracted information of spatial location, length, and sinuosity of coastline and landscape configuration, diversity and fragmentation in the bay areas of Xiangshan Bay (XB), China and Tampa Bay (TB), USA from 1985 to 2015; (2) constructed indices of artificial coastlines and human disturbance on bay area landscapes; and (3) explored and discussed the impacts of human activities on changes of coastlines and landscape types in the two bay areas. Our analysis results demonstrate the following five points. (1) During the past 30 years, the lengths of natural coastline in XB and TB shrank, while the lengths of their artificial coastline increased first and then maintained stable. Since there were different influences of human activities on coastlines and landscape types between the two bay areas, XB experienced dramatic changes in parts of coastline geomorphologies and continuous decrease of coastline sinuosity, while, in TB, there was a little change in coastline geomorphologies and its coastline sinuosity was almost unchanged. (2) The intensity of human activities in XB was continuously enhanced from 1985 to 1995, and then the degree of enhancement had slowed down after 1995. However, in the time period, the impacted extent of human activities gradually increased and finally covered almost entire coastlines in XB. In TB area, although the intensity of human activities was enhanced, the degree of enhancement slowed down from 1985 to 2015 and the impacted areas of human activates were concentrated in several coastal city areas. (3) The average area of landscape patches strongly disturbed by human activities in both XB and TB generally showed a trend of decreasing from 1985 to 2005. However, during the period of 2005 to 2015, the average patch area of landscapes disturbed by different degrees of human activities in XB changed differently, while in TB it almost did not change. (4) From 1985 to 2005, the indices of landscape diversity in various areas of human disturbance in XB gradually increased, while in TB, changes in indices of the landscape diversity varied. From 2005 to 2015, the changes in the intensity of human disturbance in both bay areas were from weak to strong, whereas the indices of landscape diversity in XB and TB increased first and then decreased. (5) The landscape fragmentation index in different human disturbance areas in both XB and TB gradually increased from 1985 to 2005, while from 2005 to 2015, in both bay areas, the landscape fragmentation index presented a decreasing trend.     

人类活动对港湾岸线及景观变迁影响的比较研究——以中国象山港与美国坦帕湾为例（英文）

Using multitemporal Landsat TM/OLI images at a 10-year interval,in this study,we(1)extracted information of spatial location,length,and sinuosity of coastline and landscape configuration,diversity and fragmentation in the bay areas of Xiangshan Bay(XB),China and Tampa Bay(TB),USA from 1985 to 2015;(2)constructed indices of artificial coastlines and human disturbance on bay area landscapes;and(3)explored and discussed the impacts of human activities on changes of coastlines and landscape types in the two bay areas.Our analysis results demonstrate the following five points.(1)During the past 30 years,the lengths of natural coastline in XB and TB shrank,while the lengths of their artificial coastline increased first and then maintained stable.Since there were different influences of human activities on coastlines and landscape types between the two bay areas,XB experienced dramatic changes in parts of coastline geomorphologies and continuous decrease of coastline sinuosity,while,in TB,there was a little change in coastline geomorphologies and its coastline sinuosity was almost unchanged.(2)The intensity of human activities in XB was continuously enhanced from 1985 to 1995,and then the degree of enhancement had slowed down after 1995.However,in the time period,the impacted extent of human activities gradually increased and finally covered almost entire coastlines in XB.In TB area,although the intensity of human activities was enhanced,the degree of enhancement slowed down from1985 to 2015 and the impacted areas of human activates were concentrated in several coastal city areas.(3)The average area of landscape patches strongly disturbed by human activities in both XB and TB generally showed a trend of decreasing from 1985 to 2005.However,during the period of 2005 to 2015,the average patch area of landscapes disturbed by different degrees of human activities in XB changed differently,while in TB it almost did not change.(4)From 1985 to 2005,the indices of landscape diversity in various areas of human disturbance in XB gradually increased,while in TB,changes in indices of the landscape diversity varied.From 2005 to 2015,the changes in the intensity of human disturbance in both bay areas were from weak to strong,whereas the indices of landscape diversity in XB and TB increased first and then decreased.(5)The landscape fragmentation index in different human disturbance areas in both XB and TB gradually increased from 1985 to 2005,while from 2005 to 2015,in both bay areas,the landscape fragmentation index presented a decreasing trend.     

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。     

厦门湾城市化过程的人口资源环境与发展调控

首先剖析城市化过程PRED 演变的“五律协同”原理和PRED 演变轨迹的数学概念模型, 在此基础上提出海湾地区城市化过程PRED 演变的“六位一体”宏观调控模型及其指标体系和灰度评估模型; 然后从规划的角度设计海湾地区“六位一体”的调控方案框架, 通过 “六位一体”指标的评估和调控, 确保海湾地区PRED 遵循“五律协同” 原理有序协调地演 进; 最后以厦门海湾为例。厦门城市已进入较高级的发展阶段, 第一产业已基本为第二、第 三产业所替代, 海湾资源的开发利用相当密集, 湾内有中华白海豚、文昌鱼等海洋珍稀物种, 还有以红树林为代表的海洋生态湿地; 经分析评估, 其城市化过程PRED 演变“六位一体” 的灰度值为75.725; 保持PRED 协调演进应加强调控的主要方面是: 保护重要的生态源和海陆之间的生态廊道、防止深水港口岸段和航道的淤积、“控源导流”缩减陆源污染、塑造海湾特色景观和岛链景观、保持港口航运业和滨海旅游业的主导作用并选择性地发展临海工业和海洋新兴产业等。     

渤海湾西北岸1974～2010年逐年填海造陆进程分析

自20世纪70年代以来,渤海湾西北岸陆续实施了大量填海工程,形成了目前中国最大的人工填海造陆区,有必要对其进行精确和连续的监测与分析。以1974～2010年逐年MSS/TM/ETM影像为主要数据源,利用RS/GIS技术,分析了研究区填海造陆的动态空间分布和数量变化特性。36 a间,研究区共填海901.7 km2,主要在滩涂和近海进行,海岸线长度从1974年的224.9 km增长到2010年的536.7 km,填海区的重心总体上从东北向西南方向迁移了26.3 km。将研究期细分为5个阶段进行深入分析发现:研究区海岸线长度增量与填海造陆规模呈正相关关系;填海利用方式经历了盐田为主→盐田和水产养殖相结合→港口和临港工业为主的发展历程;以天津港和曹妃甸港及各自的临港工业区为填海造陆中心和副中心的格局已经形成。     

渤海与环渤海地区年降水量的统计分析

本文以渤海海域及环渤海地区分水岭内为研究区域,利用环渤海地区分水岭内92个气象站点自1971年至2000年30年的降水量资料,基于ARC/INFO地理信息系统支持下的泰森多边形法,对研究区域内的平均年降水量进行了统计分析。结论如下:环渤海地区分水岭以内区域的平均年降水量占整个环渤海地区2000年降水量的63.88%;渤海海域海水直接利用量占该海域平均年降水量的8.82%,其中辽东湾的海水利用量占该湾平均年降水量的3.09%,渤海湾为15.86%,莱州湾为17.38%;辽东湾2002年的海冰资源量占该湾平均年降水量的6.08%。在渤海海域水量平衡的关系研究中,本研究是初步的,基础的。划出分水岭内的研究区域进行平均年降水量的统计较对整个环渤海地区进行统计更具精确性。     

Ecosystem service valuation of bays in East China Sea and its response to sea reclamation activities

Journal of Geographical Sciences - Ecosystem service values (ESVs) of bays and their response to sea reclamation are of great practical importance for forming bay eco-compensation policy and...