围垦对射阳河口海岸地形的影响

曲伟秀，张 鹰，刘燕春

(南京师范大学地理科学学院，江苏南京 210046)

江苏海岸以粉砂淤泥质潮滩为主，占全省岸线长度的90.5%[1].射阳河是江苏北部的重要通海河流，河口处于海岸演变的节点处，是淤蚀交替地带.长期以来该海岸的滩涂围垦等人类活动与岸滩冲淤变化的关系一直受到人们的关注.

围垦工程改变自然地形地貌，而地形地貌对周边水动力产生影响，使地形发生不同程度的变化.长期以来，许多学者就围垦工程实施对海岸环境的影响开展了大量的工作[2-8].例如，李加林等[5]就围垦对水沙环境、海岸带物质循环及潮滩生物生态学等方面影响的研究进展及存在问题进行了探讨.陈才俊[6]研究了筑围堤后淤泥质潮滩的发育过程、淤蚀特征、地貌发育及其对闸下航道的影响等;此外，还根据江苏射阳河口—长江口淤长型淤泥质潮滩布设的19个测量断面连续10a的观测资料，对潮滩沉积特征和剖面形成过程进行研究分析，提出影响该潮滩剖面发育的主要因素有泥沙、风浪、潮流以及围垦等.陈宏友等[7]论述了江苏滩涂围垦开发对海岸生态环境产生的影响，预测了今后滩涂围垦开发的前景及可能产生的环境影响，提出滩涂围垦开发与环境保护协调发展的对策措施.吴小根等[8]研究了人类活动对苏北潮滩发育的影响，分析潮滩被围垦并建堤后由于改变了其原有的水沙动态平衡关系，导致潮滩剖面形态发生调整，促使海堤附近的潮水沟不断淤积的相关问题.笔者在前人研究的基础上，利用不同时相的较高分辨率遥感影像，提取围堤线及滩线，分析滩涂围垦对射阳河口潮滩地形的影响.

1 研究区概况

射阳河是江苏北部的一条通海河流，在射阳县境内汇入黄海.研究区以射阳河口为中心，北到双洋河口，南到新洋河口等沿海区域(见图1).

研究区内不断有滩涂围垦现象，围垦后形成的海堤将改变潮滩地形，进而改变垦区附近海域的潮汐、波浪等水动力条件，使泥沙运动状况发生变化，从而更大范围地影响潮滩地形的变化.

2 数据源及研究方法

2.1 数据源及图像预处理

根据研究任务选择Landsat TM/ETM+的三景遥感影像(见表1).考虑到围垦海堤及潮滩变化的尺度，结合前人研究及笔者所了解的情况，确定选择分辨率为30m的影像可满足本研究的精度需求.

对三景影像进行波段组合，采用5，4，3波段组合[9].该波段合成的图像颜色比较接近于真实色彩，并且所显示的陆地上地物明显，植被痕迹线亦很清楚.对三景影像进行几何校正，选择高斯-克吕格投影、WGS-84坐标系统.三景影像采用统一的地面控制点和二次多项式函数来校正，并统一选用最临近的重采样方法，纠正因系统及非系统因素引起的图像变形，从而使之实现与标准图像的几何整合.

图1 研究区位置示意图Fig.1 Sketch map of location of study area

采用2种方法对图像进行增强处理:(a)饱和度拉伸，使2种地物的差异增大，达到增强视觉效果的目的;(b)直通滤波，可选择性地增强有特定方向成分的图像特征，使滤波后的图像边界突出，达到较好的效果.

2.2 研究方法

2.2.1 围堤线及其提取

射阳河口地区滩涂围垦活动较多，随着人们对土地需求的增加，围海造地的强度逐渐加大，增强了对附近潮滩冲淤变化的影响，同时海堤的建设也在不断完善，逐步达到标准海堤的要求.文中的围堤线即围海造地的海堤线.

人工海堤由石英质粗砂组成，在TM5，TM4，TM3假彩色合成图像上为亮白色线状条带，与周围地物的光谱特征明显不同，并大体沿岸连续分布，因此在遥感影像上清晰可辨.在目视判读的基础上，结合遥感图像处理软件，可以较好地提取围堤线信息(见图2).

2.2.2 滩线及其提取

滩线是海水与陆域潮滩之间的界线，其位置受潮汐、潮滩地形以及岸滩物质等因素的影响，变化会很大，要真实地反映滩线的动态变化，就需考虑潮汐、海岸地形的影响.射阳河口附近海域的潮位资料缺乏，潮滩坡度求取具有一定的难度.因此，笔者利用遥感影像，通过信息提取获得滩线数据.文中滩线为最接近平均高潮位在岸滩上所形成的痕迹线.较多次数的潮流冲刷会产生明显的痕迹线，其一般为流木、水草、破碎贝壳及动植物有关碎屑等冲击物造成的痕迹.

表1 遥感影像数据信息Table 1 Information of remote sensing images

图2 射阳河口围堤线示意图Fig.2 Sketch map of border dike line in Sheyang Estuary

在淤泥质海岸，平均高潮线以上周围的陆地土质肥沃，适合于植物生长，常生长着大量高大或茂密的植物.平均高潮线以下由于海水浸淹次数和时间较多，仅生长一些耐盐植物，甚至不生长植物.因此，植被痕迹线很容易找到[10].

可根据归一化植被指数(NDVI)进行植被痕迹线的提取，同时将目视解释和遥感图像处理软件结合起来，以更好地提取滩线信息.

3 计算结果及分析

3.1 围堤线及滩线计算

为进一步说明滩涂围垦对海岸地形的影响，即射阳河口南北潮滩的围垦对滩线淤蚀速率的影响，在提取得到围堤线及滩线后，确定几个断面，利用计算工具测量围堤线及滩线的推移距离.例如，1995—1999年射阳河口以南沙港附近围堤线明显向海推移(见图2(b))，利用本文方法可得到向海推移距离为4.08km.1999—2003年河口以北横南港附近(见图2(a))、河口以南南大港及五条港附近向海推移明显，用同样方法可得到两者推移距离分别为0.94km和2.56km.同样可计算出1995—1999年和1999—2003年2个时间段河口南北滩线的年平均淤蚀速率，从而为进一步分析提供数据支撑.以上工作是在ARCGIS/ARCmap软件中完成的.

3.2 结果分析

a.射阳河口以北1995—1999年围堤线基本无变化，1999—2003年由于沿海渔业养殖的需求，围堤线向海推移的距离约为0.94km(图2(a)).该段岸滩以蚀退为主，表2计算结果表明近年来的围垦使1995—2003年滩线的蚀退速率减慢为4～6m/a.

表2 射阳河口南、北两侧滩线变化速率Table 2 Change rates of beach lines south and north of Sheyang Estuary m/a

b.射阳河口以南1995—1999年围堤线向海推移距离约为4.08km，使沿海地区五条港附近的滩线淤长速率加快为199.2m/a;南大港、沙港、腰洼港等附近无大规模围垦的区域潮滩淤长速率仅分别为31.0m/a，30.6m/a，42.2m/a;1999—2003年沿海地区又增加滩涂围垦面积约34 km2，使围堤线向海推移距离为2.56km，导致沿海地区迷洋港附近的滩线淤长速率加快为79.4m/a(图2(b)、表2).

4 结 语

射阳河口地区是典型的粉砂淤泥质海岸区，处于海岸演变的节点处，是蚀淤交替地带，海岸地形变化明显，海涂围垦对其影响较大.多时相较高分辨率的卫星遥感影像能及时捕捉海岸地形变化信息，遥感测量技术是现代研究活动常采用的技术之一[11-14].笔者以射阳河口海岸为研究对象，利用TM影像提取围堤线及滩线，分析计算该区域围堤线向海推移的距离及滩线的蚀淤速率，分析围垦对海岸地形的影响.分析结果表明所采用的方法可较好地提取该区域的围堤线信息.

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