马万栋 吴传庆 殷守敬 刘尧峣
(1.环境保护部卫星环境应用中心,北京 100094;2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083)
海岸线是陆地与海洋的交界线,分大陆岸线和岛屿岸线。随着我国城市化、工业化的迅猛发展,大量人口涌向沿海地区,使得沿海地区的土地资源日趋紧张,大量围填海现象不断涌现,而且规模越来越大。大规模围填海在产生巨大的社会经济效益的同时,也给海岸带资源和生态环境造成了深远的影响,滩涂湿地萎缩、候鸟栖息破坏,渔业资源消失等严重影响和破坏了海岸带生态环境[1]。
岸线资源是占用一定范围水域和陆域空间的国土资源,岸线的变化对岸线资源的管理和评价具有重要的意义[2],针对辽宁省大陆岸线过度开发利用及不合理的围填海情况,结合卫星遥感大面积、宏观的优势,利用多源、多时相卫星遥感数据对海洋法实施以来辽宁省不同时期的大陆岸线利用状况和围填海情况进行了遥感监测和分析[3],目的是获取不同时期岸线及围填海分布状况,为辽宁省岸线资源的合理利用和管理提供技术支撑。
分别选取1982年、2000年、2005年及2014年Landsat MSS/TM、SPOT 及GF-1 卫星遥感影像作为遥感信息源,通过水陆边界识别及结合地形图、潮汐资料等数据对岸线进行了识别和提取,获取了研究区不同时期的岸线分布状况(见图1)。同时依据不同时期的岸线分布状况及岸线类型,结合遥感影像上地物结构及纹理特征,利用arcgis 空间分析功能对不同时期的围填海信息进行了分析,获取了不同时期的围填海分布状况(见图2)。
图1 辽宁省不同时期岸线分布图
图2 辽宁省不同时期围填海分布图
辽宁省大陆岸线类型丰富,自然岸线包括基岩岸线、砂砾质岸线、淤泥质岸线、河口岸线,人工岸线包括养殖围堤、建设围堤、码头岸线、盐田围堤、农田围堤、交通围堤。表1 及表2 分别描述了辽宁省不同时期大陆自然及人工岸线总体统计状况及不同岸线类型统计状况。
表1 辽宁省不同时期大陆自然和人工岸线长度和比例统计状况 km
表2 辽宁省不同时期大陆岸线类型、长度及比例统计状况 km
2014年辽宁省大陆岸线总长度2446.81km,比1982年岸线长度增加720.27km,占1982年岸线总长度的比例是41.72%。自然岸线长度为512.39km,32年间减少了582.71km,减少比例是33.75%;人工岸线总长度是1934.42km,32年间增加了1302.98km,增加比例为75.47%。图3 是自然及人工岸线随时间的变化趋势分布状况。由图3 可知,随着年份的增加,自然岸线在逐年降低,人工岸线逐年增加。
图3 自然岸线及人工岸线变化趋势图
对自然岸线而言,变化最大的是基岩岸线,32年间共减少了273.26km;其次是淤泥质岸线和砂砾质岸线,分别减少了156.31、154.40km。下图描述了1982-2014年间,辽宁省不同自然岸线类型在不同年份的长度统计柱状图。
图4 不同时期不同类型自然岸线变化柱状图
对人工岸线来说,变化最大的是养殖围堤,32年间共增加了636.58km;其次码头岸线和建设围堤,分别增加了400.44km 和400.17km,农田围堤由82年的160.32km 减 少 为 2014年 的 24.54km,减 少 了135.79km。下图描述了1982-2014年间,辽宁省不同类型人工岸线长度在不同年份变化柱状分布图。
图5 不同时期不同类型人工岸线变化柱状图
依据辽宁省不同时期的大陆岸线,分别对1982-2000、2000-2005、2005-2010、2010-2014 期间的围填海状况进行了分析,得到了辽宁省不同时期的围填海分布统计图。由图6 可知,自1982-2014年,辽宁省围填海面积总计是969.82km2。其中围填海面积最大的是2010-2014年,围填海面积为407.93km2,占围填海总面积的42%;其次是2000-2005年及2005-2010年各占20%;围填海面积最小的是1982-2000年,围填海面积是179.60km2,占18%。
图6 辽宁省不同时期围填海分布统计图
利用不同时期的围填海分布面积,按一定年份间隔对1982-2014年间的围填海面积进行了计算,得出辽宁省1982-2014年间,年平均围填海面积是30.31km2。通过年度平均围填海面积分布趋势图,可知2010-2014年年均围填海面积最大,面积是101.98km2,其次是2000- 2005 及2005- 2010年年均围填海面积是38.23km2,1982-2000年间年度平均的围填海面积最小,为9.98km2。
总的来说,自1982-2014年,辽宁省年均围填海面积逐渐增加,2000年之前,年均围填海面积较小;2000-2010年年均围填海面积缓慢增加;2010年以后年均围填海面积呈现快速增长的趋势。
图7 1982-2014年间辽宁省年均围填海面积变化趋势图
依据辽宁省不同时期围填海分布图,对不同区域在不同时期的围填海状况进行了统计分析,得到了辽宁省不同区域不同时期的围填海分布状况统计表(见表3)。
表3 1982年以来辽宁省不同地区围填海面积统计表 km2
由不同区域围填海状况统计表得到了不同区域自海洋法实施以来的围填海分布状况。
通过1982年以来不同地级市围填海面积柱状统计图可知:自1982年以来,围填海面积最大的地级市是大连市,围填海面积总计为417.64km2;其次是盘锦市和锦州市,围填海面积分别为176.68 和175.11km2,营口市和葫芦岛市围填海面积依次是97.38、72.75km2,围填海面积最小的是丹东市,面积是30.26km2。
图8 1982年以来不同地级市围填海面积柱状统计图
图9 不同地级市不同时期围填海面积柱状统计图
由图9 可知:大连市2010-2014年围填海面积最大,其次是2000- 2005年、2005- 2010年及1982-2000年;盘锦市1982-2000年围填海面积最大,其次是2010-2014年,2005-2010 及2000-2005年变化不大;锦州市2010-2014年围填海面积最大,其他年份则相对变化不大;营口市2010-2014年围填海面积最大,其次是2000-2010年,围填海面积最小的是1982-2000年;葫芦岛市2005-2010年围填海面积最大,总体分布较均匀;丹东市2010-2014年围填海面积最大,其他年份相对较小。
整体而言,大连市在不同时期的围填海面积均居首位,其次是盘锦市和锦州市。
针对辽宁海岸线过度开发利用及不合理的围填海情况,利用多源、多时相卫星遥感数据对该省不同时期的大陆岸线利用状况和围填海情况进行了遥感监测,得出:
辽宁省大陆岸线逐年增加,但是自然岸线却逐年减少,人工岸线逐年增加。由于养殖活动的增加、围海建设用地及码头建设用地激增,基岩岸线、淤泥质岸线及砂砾质岸线大陆减少,而养殖围堤、码头岸线及建设围堤则迅猛增加;
同岸线变化一致,自海洋法实施以来辽宁省围填海面积逐年增加,2000年之前年均围填海面积较小,2000-2010年年均围填海面积缓慢增加,受大规模的围海造田、养殖围垦、建设用地增加及港口、码头建设等的影响,2010年以后年均围填海面积呈现快速增长的趋势,自然岸线的破坏及湿地的大量萎缩严重破坏了海岸带自然的生态环境,给地区生态破坏带来了极大的威胁。
针对辽宁省大陆岸线变化及围填海过度开发状况,为维护良好的海岸带生态环境及合理开发利用海岸带资源,建议利用遥感技术的宏观、快速、及时、客观等优势特点定期对重点区域进行岸线变化及围填海遥感监控,实时监测岸线变化和围填海状况,监督和监控围填海规划的落实;利用遥感技术进行海域使用规划设计,优化海域使用规划布局,对围填海状况进行合理布局,为海域的合理使用提供技术支撑。
[1]沈瑞生,冯砚青,牛佳.中国海岸带环境问题及其可持续发展对策[J].地域研究与开发,2005,24(3):124-128.
[2]孙晓宇,吕婷婷,高义,等.2000-2010年渤海湾岸线变迁及驱动力分析[J].资源科学,2014,36(2):413-419.
[3]马小峰,赵冬至,张丰收,等.海岸线卫星遥感提取方法研究进展[J].遥感技术与应用,2007,22(4):575-580.