近60年莱州湾东部砂质海岸地貌的时空动态

战超，于君宝，王庆，栗云召，周迪

(1.中国科学院烟台海岸带研究所，山东 烟台 264003；2.鲁东大学 滨海生态研究院，山东 烟台 264025；3.中国科学院大学，北京 100049)

近60年莱州湾东部砂质海岸地貌的时空动态

战超1,2,3，于君宝1,2*，王庆2，栗云召2，周迪2

(1.中国科学院烟台海岸带研究所，山东 烟台 264003；2.鲁东大学 滨海生态研究院，山东 烟台 264025；3.中国科学院大学，北京 100049)

在野外考察的基础上，以不同时期测量和成像的海图、地形图和高分辨率遥感影像为数据源，综合使用数字岸线分析、遥感、地理信息系统等方法，对近60年来莱州湾东部砂质海岸(界河口-刁龙嘴)地貌演变进行研究。结果表明，研究期内莱州湾东部岸线迁移和水下岸坡冲淤存在强烈的时空差异。岸线迁移表现为冲淤进退交替发生，其在时间过程上具有非线性的显著特点。1959-2013年，侵蚀岸线所占比例波动起伏，具有阶段性。侵蚀岸段年均演变速率以1985年为界分成两个阶段，前期由极大值4.95 m/a(1959-1969年)锐减至极小值1.97 m/a(1969-1985年)，后期由1.97 m/a增大到4.43 m/a(1985-1998年)，之后均处于高强度侵蚀。岸线迁移空间分布的差异性主要表现在4个岬湾的岸线变迁特征与莱州湾东岸岸线整体变迁并不一致。同时，水下岸坡冲淤条带大体相间分布，同一岸段1959-1985年和1985-2008年的冲淤演变趋势基本相反。进一步分析表明最近60年来，莱州湾东部砂岸在水库拦沙、潮上带工厂化水产养殖、大型海岸工程等人类活动的地貌效应共同控制下，发生了5次岸线淤积前进与侵蚀后退以及冲淤速率大小的交替。

砂质海岸；海岸线；水下岸坡；地貌演变；人类活动

1 引言

在全球海面上升和高强度人类活动的影响下，20世纪中叶以来全球范围内的海岸侵蚀普遍呈现加重的趋势[1-4]，因而海岸侵蚀问题受到国内外学者的高度重视。海岸侵蚀是一定阶段海岸地貌与沉积环境演变的组成部分，而岸线的迁移过程和水下岸坡冲淤动态是海岸地貌演变研究的基础和重要内容之一[1]。

本文所研究的莱州湾东部典型砂岸系指胶东半岛西北部界河口与刁龙嘴之间的砂质海岸，在其所在的胶东半岛各段砂质海岸中地貌形态最典型、侵蚀后退最严重，最近60年来潮上带的高强度土地利用、水库修建、海岸工程建设等在我国沿海均具代表性[5]。前人关于莱州湾东部海岸地貌与沉积环境演变的研究，重点是全新世中期以来的海岸地貌与沉积环境演化，包括海岸地貌类型与结构、物质组成、沉积环境演变及风沙地貌[6-7]、沙坝-潟湖体系演化及古海岸线[8]、相对海面变化与海积地貌发育[9]，以及海岸地貌与沉积环境演变的新构造运动背景[10-11]等。但以往的研究一般把莱州湾东部海岸作为NE-SW向的平直海岸，关注的时间尺度主要为全新世中期以来的数千年。实际上该段海岸由若干小型基岩岬角、弧形弯曲的岬间海湾及小型山地河流河口构成(图1，以1959年测1∶10万潍河口—龙口港幅海图为底图编制)。值得注意的是人类的海域使用、土地利用、不动产产权及各类工程构筑物设计、使用又与数十年尺度的地貌演变关系最为密切。因此，有必要深入了解这些岬湾在数十年尺度上的海岸地貌与环境演变过程，认识岬湾砂岸的地貌演变规律，为科学预测全球变化背景下的海岸地貌冲淤演变及海岸侵蚀提供理论依据。

2 研究区概况

莱州湾为现代黄河三角洲与胶东半岛之间的弱潮海湾[12-13]，其东部岸段从20世纪60年代以后存在着强烈的侵蚀后退现象[14]，为我国沿海发现及研究海岸侵蚀较早的岸段。根据2013年“资源三号”卫星影像的岸线解译结果，界河口-刁龙嘴岸段岸线总长50.64 km，其中界河口-石虎嘴、石虎嘴-海北嘴、海北嘴-三山岛和三山岛-刁龙嘴4个岬湾岸线长度分别为18.54、8.73、11.75和11.62 km。野外调查显示，最近30年来该岸段蚀退范围扩展，侵蚀陡坎普遍形成，海滩变窄变陡。通过对19个海滩横断面的实地测量(2013年春季，利用水准仪、GPS等工具)结果表明，目前该岸段海滩平均宽度为25.09 m，平均坡度为5.79°。根据对1985年测地形图上相同位置海滩横断面的量算结果，当时海滩平均宽度为123.81 m，平均坡度只有1.84°。在过去的30年中海滩年均宽度减少3.53 m(图1b)。

莱州湾东部海域的常浪及强浪向均为NNE，次常强浪向均为SW，各浪向均大体平行于海岸总体走向或与其斜交(图1b)。该段海岸平均潮差只有1.0 m左右，但受温带气旋、热带气旋和寒潮等天气系统控制，容易发生风暴潮及增水，风力作用强烈。1950-2013年间，莱州湾沿岸灾害性风暴潮共出现21次，平均3年1次。其中2007-2013年共发生6次风暴潮，频率增加至接近每年1次。在早期自然状态下，研究区潮上带发育宽达数百米、局部近千米的风成沙地(沙丘)，在潮间带发育有100～200 m宽的平缓海滩，在水下岸坡发育有水下沙坝及其间的槽谷。以上3种地貌类型及地貌单元在空间上依次相邻并平行于岸线展布，其间存在强烈的横向动力作用、泥沙交换，其内部各自存在平行海岸的动力过程和泥沙输运。

3 数据与方法

3.1 数据源

狭窄的砂质海岸对岸线演变数据源的空间分辨率要求较高，因此本文选取的用于岸线变化研究的数据包括不同时期测量或成像的大比例尺历史海图、地形图，高分辨率卫星遥感影像和野外实测数据资料。具体包括：1959年的1∶100 000海图，1969年的1∶50 000地形图5幅和1984-1985年的1∶10 000地形图18幅。高分辨率遥感影像6期，其类型、空间分辨率和成像时间如表1所示。为了最大限度减小岸线海侧边界的误差，均选取低潮时遥感影像[15]。用于水下岸坡DEM分析的数据源包括上述1959年海图及1985年1∶250 000和2008年1∶150 000的3期海图。

表1 用于岸线信息提取的高分辨率遥感影像资料

图1 莱州湾东部海岸的地理位置(a)，海岸类型与地貌(b)及不同年份岸线进退状况(c)Fig.1 The position of eastern coast of Laizhou Bay (a), coastal types and geomorphology (b) and coastline advance and retreat situation (c)

3.2 岸线的提取与数字岸线分析

首先，对海图和地形图进行数字化和投影、坐标的统一。第二，对多光谱和全色影像进行图像融合处理。第三，以已经过精矫正的1985年地形图为参考，采用二次多项式模式对遥感影像进行几何校正。对岸线提取而言，多项式校正模式有效地保证了遥感影像的低空间误差[16]。最后，通过掩膜技术将研究区范围裁出。

采用目视解译法提取岸线。自然岸线的确定遵守大潮平均高潮线原则，人工岸线(码头、养殖场和盐田)以其向海侧堤坝外沿为标准。为了确保岸线空间位置的准确，期间多次采用GPS进行野外定位调查，结果表明波浪在该海滩上缘多侵蚀形成近似垂直的地形陡坎，相对高度一般小于1 m，其下缘即为岸线(图2)。利用其对室内目视判读结果进行修正。

图2 实地调查(a)及遥感影像上(b)的岸线位置Fig.2 The shoreline location on field survey(a) and remote sensing images (b)

以生成的个人地理数据库中的岸线信息为数据源，用数字岸线分析系统(DSAS)采用终点速率法计算岸线迁移速率。利用1959年岸线缓冲区分析得到基线。以界河口为起点，按80 m间隔生成切线。

为了提高研究的准确性，将研究区划分成4个亚段，即①界河口-石虎嘴段、②石虎嘴-海北嘴段、③海北嘴-三山岛段和④三山岛-刁龙嘴岬湾段。其中，由于①段较长，研究中将该岸段进一步分成a、b、c 3部分，图1所示的分段方案对应的不同年份岸线分布及数字岸线分析所用基线和切线如图3所示。

图3 不同时期岸线分布及用于数字岸线分析的基线和切线Fig.3 Shoreline distributions in different periods and baselines and transects for digital shoreline analysis

本研究的时间尺度近60年，因此季节变化和风暴潮对岸线演变的影响可不予考虑[1]。测量误差主要包含两部分：投影方法和岸线数字化[17]。每期岸线位置的总的测量误差(Esp)通过式(1)计算[18]。考虑数字化误差(Ed)，均方根误差RMSE(Er)，其中1959、1969年岸线来源于纸质的海图、地形图数字化，故考虑Ed；1998、2006、2013年岸线经过几何矫正，故考虑Er。年化误差(Ea)通过式(2)计算，其中time为最新与最老岸线年份之差。计算结果表明最大年化误差值为0.15 m/a。

(1)

(2)

3.3 水下岸坡DEM模型分析

首先，在1959、1985和2008年海图上提取等深线和离散水深点，所得数据采用WGS84坐标系、UTMZone51投影统一管理。其次，基于以上空间数据采用Kriging插值，生成不同时期的DEM，对其进行空间叠加，通过3D空间分析插值得到2008年该海域2m、5m、10m等深线处水深变化值。最后，提取上述等深线处不同时期的水深值，沿自西向东方向绘制水深变化的空间分布图，计算冲淤量及冲淤速率。由于海图实测水深的限制，水下岸坡冲淤演变的研究范围仅为刁龙嘴至海北嘴东岸附近海域。

4 结果

4.1 岸线迁移时空差异

4.1.1 岸线迁移时间过程非线性

从10年时间尺度上来看，莱州湾东部4个岬湾的岸线演变，在时间上呈现冲淤交替发生的特点(图1c)。根据终点速率法计算的侵蚀、淤积、平衡岸线(冲淤强度小于0.5m/a)[19]比例及平均迁移强度结果显示，1959-2013年，侵蚀岸线所占比例变化显著，其中1985-1998年(75.11%)侵蚀岸线比例最高，2006-2013年(60.35%)次之；而1959-1969年(42.13%)、1969-1985年(23.22%)和1998-2006年(15.87%)侵蚀岸线比例均未超过50%，其中1998-2006年侵蚀岸线比例最低，未超过20%(表2)。

表2 不同时期岸线侵蚀/淤积变化平均速率

注：由于三山岛岬角处的莱州港、海北嘴岬角处的电厂及淘金河口下游的春雨码头，人为向海推进岸线的距离高者可达上千米，据此计算所得的该段海岸的平均岸线进退速率与野外考察实情不符，因此在计算1998-2006年、2006-2013年和1959-2013年岸线迁移平均速率时，未包含上述3段岸线。

侵蚀岸线比例的波动过程大体上可以划分为4个阶段，第一阶段从1959-1985年，侵蚀岸线比例维持在较低水平且进一步降低，由42.13%(1959-1969年)降至23.22%(1969-1985年)，淤积和平衡岸线比例之和相应地由57.87%升至76.78%；第二阶段从1985-1998年，侵蚀岸线显著增加至75.11%，淤积和平衡岸线之和仅占24.89%；第三阶段从1998-2006年，侵蚀岸线由75.11%锐减至15.87%，淤积和平衡岸线则激增至84.13%；第四阶段从2006-2013年，侵蚀岸线再次增加至60.35%，相应地淤积和平衡岸线则减少至39.65%。

侵蚀岸段年均演变速率除了1969-1985年(1.97 m/a)外，均维持较高强度，属于严重侵蚀海岸[19]。侵蚀速率最大的时期出现在1959-1969年(4.95 m/a)，1985-1998年(4.43 m/a)次之，且1998-2006年(3.06 m/a)和2006-2013年(3.92 m/a)也延续了较大侵蚀速率(表2)。侵蚀速率的变化过程可分为两个阶段，第一个阶段1959-1985年，侵蚀速率由极大值4.95 m/a(1959-1969年)锐减至极小值1.97 m/a(1969-1985年)，侵蚀速率显著降低；第二阶段1985-2013年，侵蚀速率由1.97 m/a增大到4.43 m/a(1985-1998年)之后，虽有所降低，但都属于严重侵蚀。

就淤积和平衡岸线而言，淤积岸线所占比例超过50%的时期，出现在1959-1969年(52.45%)和1998-2006年(70.85%)；且1959-1969年、1969-1985年(47.26%)和1998-2006年(70.85%)淤积岸线比例均超过侵蚀岸线。平衡岸线所占比例均未超过30%，其中，最大年份出现在1969-1985年(29.52%)，超过了侵蚀岸线，其余年份的平衡岸线比例均未超过20%，最小年份出现在1959-1969年(5.42%)。

岸线淤积速率的极大值和极小值出现的时期与侵蚀岸线相同，亦在1959-1969年(7.79 m/a)和1969-1985年(1.85 m/a)。变化阶段亦分为两个阶段，即以1985年为界，前期淤积速率显著降低，后期在较高水平波动。

4.1.2 岸线迁移空间分布差异性

从不同空间尺度来看，各岬湾的岸线变迁趋势与整体并不一致(图1c)。具体而言，1959-1969年，整个岸段岸线总体呈淤进状态，以1.98 m/a的平均速率向海迁移(表2)，但界河口至石虎嘴岸段出现强烈侵蚀后退，离界河口越近蚀退越严重，界河口附近10年间岸线蚀退达53 m。石虎嘴-海北嘴岬湾淤积速率最高，其下游的两个岬湾依次递减(图1c)。

1969-1985年，岸线总体处于平衡状态，迁移速率只有0.4 m/a(表2)，但界河口附近和石虎嘴上游以较高速率淤积，而海北嘴-三山岛岬湾则以较高速率侵蚀。1985-1998年，整体处于高强度侵蚀状态，岸线后退速率达2.77 m/a(表2)，界河口-石虎嘴岬湾侵蚀速率最高，下游岬湾侵蚀速率依次递减，最下游的三山岛-刁龙嘴岬湾已基本处于平衡状态。

1998-2006年，整体逆转为高强度淤积状态，前进速率为2.08 m/a(表2)，三山岛-刁龙嘴岬湾淤积速率最高，界河口-石虎嘴次之，石虎嘴-海北嘴最小。2006-2013年，整体又调整为较高强度的蚀退状态，速率为1.57 m/a(表2)，其中界河口附近侵蚀速率最高，石虎嘴-海北嘴次之；但三山岛-刁龙嘴却处于低速率淤进状态。

从岸线冲淤进退的空间分布来看，除了三山岛至刁龙嘴岸段，其余3个岬湾在10年尺度上岸线演变大体呈现冲淤交替分布的格局，且界河口附近岸线进退最为显著。而三山岛至刁龙嘴岸段，虽然不同时期速率差别显著，但该岸段一直处于淤积或平衡状态。

4.2 水下岸坡冲淤时空差异

1959-1985年和1985-2008年水下岸坡DEM演变对比分析结果表明，同一时期冲、淤条带大体相间分布，前期强烈淤积变浅的区域，后期一般相应地变为侵蚀变深，反之亦然。具体而言，1959-1985年该岸段5 m、7 m等深线之间区域出现连续的淤积条带，水下岸坡显著变浅，最大淤积厚度3.13 m；7 m、10 m等深线之间区域则为连续的侵蚀条带。而1985-2008年该岸段5 m等深线附近水下岸坡冲淤相间分布，出现两块显著侵蚀变深区域；但10 m等深线、7 m等深线之间出现连续的淤积条带(图4)。

图4 1959-1985年(a)和1985-2008年(b)海北嘴—刁龙嘴岸段水下岸坡DEM演变Fig.4 The evolution of subaqueous slope DEM at Haibeizui-Diaolongzui section in periods of 1959-1985 (a) and 1985-2008 (b)剖面线选取该海域2008年海图等深线The profile line based on nautical chart isobath in 2008

1959-1985年，该岸段沿2 m等深线处，水下岸坡整体以淤积为主，平均厚度0.71 m，最大厚度2.96 m，其中刁龙嘴以东水下岸坡大部分以淤积变浅为主，而刁龙嘴以西水下岸坡冲淤相间分布。1985-2008年，则以侵蚀为主，平均厚度为0.41 m，最大厚度达2.69 m，同一岸段在1959-1985年和1985-2008年的水下岸坡冲淤演变趋势基本上相反(图5a)。1959-1985年，该岸段沿5 m等深线处，水下岸坡整体也以淤积变浅为主，平均厚度为1.27 m，最大厚度达3.27 m，除刁龙嘴以西极少数岸段水下岸坡侵蚀变深外，绝大部分岸段水下岸坡淤积变浅，淤积程度较2 m和10 m等深线处更明显。1985-2008年，沿5 m等深线处，水下岸坡有冲有淤，平均水深变化值仅为0.04 m，表明沿5 m等深线处，该岸段水下岸坡整体冲淤接近平衡，但刁龙嘴至三山岛和海北嘴以东岸段水下岸坡侵蚀较为明显，最大侵蚀厚度达2.51 m(图5b)。

1959-1985年和1985-2008年，沿10 m等深线处，水下岸坡整体均以淤积为主，平均厚度分别为0.44 m和0.28 m，对应的最大淤积厚度分别为1.82 m和1.55 m。其中，1959-1985年，海北嘴以东水下岸坡淤积变浅趋势明显，平均淤积厚度达1.02 m；而1985-2008年，三山岛至海北嘴段水下岸坡淤积趋势相对明显，平均厚度为0.85 m。可以看出10 m等深线处水深变化较2 m和5 m更平缓，主要由于接近该海域的闭合水深，动力作用相对微弱，沿岸泥沙搬运较少，对水下地形的改造较小(图5c)。1959-1985年，该岸段岸线以向海淤进为主，局部岸段侵蚀，岸线整体平均向海迁移43.50 m，最大向海迁移263.52 m。1985-2006年，岸线整体以向陆侵蚀为主，如果不考虑莱州港的建设和刁龙嘴岸段大规模养殖池建设等人类活动导致岸线强烈向海推进的影响，该岸段受人类活动影响较轻的自然岸线平均后退距离为7.88 m，最大向陆迁移192.49 m，并且岬湾的遮蔽段侵蚀调整最严重(图5d)。

海北嘴—三山岛和三山岛—刁龙嘴岬湾的遮蔽段均出现强烈侵蚀，尤其三山岛—刁龙嘴遮蔽段，叠加莱州港建设的影响后，港区下游段侵蚀加剧。将1959-1985年和1985-2006年岸线迁移对比发现，1959-1985年强烈向海淤积的岸段，1985-2006年一般出现严重侵蚀，两个时期岸线迁移方向相反，冲淤速率相当(图5d)。

图5 海北嘴—刁龙嘴岸段沿等深线的水下岸坡水深变化及岸线变迁Fig.5 The changes of water depth and coastline evolution along isobath at Haibeizui-Diaolongzui sectiona图为2 m等深线，b图为5 m等深线，c图为10 m等深线，d图为岸线；剖面线选取该海域2008年海图等深线a.2 m isobath, b.5 m isobath, c.10 m isobath, d.coastline; the profile line based on nautical chart isobath in 2008

通过以上对1959-1985和1985-2006年间2 m、5 m、10 m等深线处水深的变化和岸线迁移调整的综合分析表明，1959-1985年间，该岸段岸线整体向海推进，且3条等深线处水深均淤积变浅。1985-2006年间，岸线整体向陆蚀退，2 m等深线处水深增加，5 m等深线处水深基本不变，而10 m等深线则淤积变浅。究其原因，该岸段岸线向陆蚀退产生的泥沙，除了被纵向泥沙流携带到下游岸段，可能还被泥沙横向运动携带至5 m等深线以外的区域，尤其是10 m等深线附近的区域沉积下来。

5 讨论

现代莱州湾东部海岸首先是被石虎嘴、海北嘴、三山岛等3个小型基岩岬角分隔而成的4个宽浅开敞的弧形岬湾，而各个岬湾内部的不同岸段因其与NNE+NE+N向优势波浪的相对关系不同，进一步划分为遮蔽段、切线段及过渡段，这些岬湾及湾内不同岸段的差异为海岸地貌演变的非线性特征奠定了地理基础。另一方面，对这些开阔程度较高的浅弧形岬湾而言，其内部波浪作用强烈、海湾容纳泥沙堆积的空间较小，因而地貌冲淤导致的岸线淤进和蚀退，会使其岸线的曲折程度发生改变，甚至使得海湾在平直海岸与弯曲海岸之间频繁摆动。此外，由于该地区全球海平面上升速率和新构造抬升速率处于同一数量级[9,20]，因而相对海平面升降运动不显著，即控制河流、波浪侵蚀作用的基准面没有变化。以上地理基础和边界条件从根本上决定了海岸在N向优势风、浪作用下的泥沙输运格局，为海岸地貌演变的非线性特征提供了沉积动力基础。

河流输沙为莱州湾东部岬湾砂岸的泥沙来源，以界河和王河为主。在20世纪50年代及此前的数十年中，由于人口众多、山区垦荒、森林砍伐，这些河流所发源的胶东半岛西北部山地的森林覆盖率仅0.5%[21]，流域中上游山地土壤侵蚀及水土流失严重，海岸推移及跃移质粗颗粒泥沙来源充足。河流输沙入海后发生复杂的横向运动和纵向运动，使得海湾地貌演变总体上呈现淤积态势，岸线整体向海淤进，导致各个岬湾的开敞程度增加，界河口—刁龙嘴岸段岸线总体上趋于平直。

20世纪50年代末至60年代初的大规模水库建设，造成海岸泥沙收支迅速进入严重亏失状态，改变了莱州湾东部岬湾海岸地貌演变过程。首先最邻近上游泥沙源的界河口—石虎嘴岸段，呈现出高强度的侵蚀后退。水库拦沙引发的海岸地貌侵蚀调整在河口岸段，尤其是界河口附近最为剧烈，1959-1969年间界河口附近岸线蚀退速率高达5.49 m/a。但是，由于NNE+NE+N向的波浪将上游岸段侵蚀产生的泥沙沿破浪带和海滩，大致平行于海岸线继续向下游岬湾搬运，使得石虎嘴—刁龙嘴岸段的3个岬湾海岸仍处于淤进状态(图1c)。

1969-1985年，界河口—石虎嘴岸段向岸蚀退到一定程度后，海湾的开敞程度降低，水下沙坝、等深线及岸线变得弯曲，沿海滩和水下沙坝的纵向输沙强度均减弱，从而导致绕过岬角向下游岬湾的泥沙纵向输运减弱，停留在石虎嘴以东岬湾内堆积的泥沙量净增加。其结果是，界河口—石虎嘴岸段海岸由蚀退重新转入淤进，而石虎嘴—海北嘴岬湾岸段虽然没有逆转为蚀退，但是其淤进速率也降低至仅相当于1959-1969年的9.2%并接近于0，即近乎冲淤平衡状态；海北嘴—三山岛岬湾岸段转为显著蚀退；三山岛—刁龙嘴岬湾岸段，由于王河尚有部分入海泥沙的补给，虽然也没有逆转为蚀退，但是其淤进速率降低至仅相当于1959-1969年的5.3%，接近冲淤平衡状态(图1c)。

从20世纪80年代中期开始以海水养殖为目的的潮上带土地利用，使原本宽达250～450 m乃至1 000 m的潮上带风沙地迅速减少，目前几乎全部为养殖设施覆盖，总体上以1985-1998年减少最为显著。这种前缘为顺堤防护的条带状养殖带，切断了原来潮上带—潮间带的动力、泥沙交换。其结果，风暴潮作用时潮上带沙地的消能效应、非风暴潮时风沙地对潮间带—潮下带的泥沙补充功能消失殆尽，水下岸坡上部的水动力显著增强、海岸泥沙收支发生大量亏损[22]。因此，除三山岛—刁龙嘴岸段为基本稳定微冲外，1985-1998年海岸整体转为强烈侵蚀后退，蚀退发生范围、强度为最近60年之最(图1c)。

经过从1985年到1998年长达10多年的强烈海岸侵蚀后退，导致莱州湾东部各个岬湾的开敞程度变小，岬湾的深度、弧度增加，海岸轮廓特别是水下沙坝由相对较平直转换为相对更弯曲，海岸纵向输沙强度减弱，大量泥沙停留在各个岬湾内堆积。其结果是该岸段各个岬湾岸线转为整体向海淤积，但是各个岬湾及其不同岸段淤进速率不同(图1c)。需要指出，目前水库拦沙与潮上带土地利用对海岸地貌冲淤的影响仍然存在，主要表现在其对海岸淤积过程的加强或抵消。此外，局部突堤式海岸工程会直接将岸线向海大幅度前进，主要是海北嘴—三山岛岬湾莱州港的扩建，提高了其上游岸段岸线向海迁移速率。

2006-2013年的海岸地貌演变，除了三山岛—刁龙嘴岬湾仍保持1998-2006年的岸线向海前进趋势、诸流河口—石虎嘴岸段基本保持平衡外，其余3个岬湾转换为侵蚀后退(图1c)。海岸侵蚀后退发生的原因与此时期人类活动尤其是海岸工程有关，其中三山岛—刁龙嘴岬湾的岸线推进，主要与当地为扩建养殖池而实施的平推式填海工程有关；若考虑三山岛港等海岸工程直接导致的岸线前进，则界河口—诸流河口、石虎嘴—海北嘴、海北嘴—三山岛等岸段实际的海岸侵蚀后退程度可能更为严重。

6 结论

最近60年来，莱州湾东部岸线迁移和水下岸坡冲淤存在强烈的时空差异。岸线迁移的时间过程具有非线性的显著特点，呈现冲淤交替的特征。从1959-2013年间，侵蚀岸线所占比例波动起伏，具有阶段性。从1959-1985年，侵蚀岸线比例维持在较低水平，从1985-1998年侵蚀岸线比例显著增加，从1998-2006年，侵蚀岸线比例锐减，从2006-2013年，侵蚀岸线比例再次激增。侵蚀岸段年均演变速率以1985年为界，分为两个阶段，前期由极大值4.95 m/a(1959-1969年)锐减至极小值1.97 m/a(1969-1985年)，后期由1.97 m/a增大到4.43 m/a(1985-1998年)之后，虽有所降低，但都属于严重侵蚀。

岸线迁移空间分布的差异性表现在各岬湾的岸线变迁与研究区岸线整体变迁并不一致。除了三山岛—刁龙嘴岸段外，其余3个岬间海湾在十年尺度上岸线演变呈现冲淤交替分布的空间格局，且界河口附近岸线进退迁移最为显著。而三山岛—刁龙嘴岸段，虽然不同时期速率有显著差别，但岸线一直呈现淤积或平衡状态。

水下岸坡演变与岸线变迁之间紧密联系，1959-1985年，该岸段岸线整体向海推进，且2 m，5 m和10 m等深线处水深均淤积变浅。1985-2006年间，岸线整体向陆侵蚀后退，2 m等深线处水深增加，5 m等深线处水深基本不变，而10 m等深线则淤积变浅。

莱州湾东部海岸兼具岬湾砂岸和平直砂岸的某些地貌特征，其海岸地貌冲淤演变具有显著的不稳定性，不同时期、不同岸段分别处于蚀退或淤进状态并呈交替时空分布。在水库拦沙、潮上带工厂化水产养殖、大型海岸工程等人类活动的地貌效应共同控制下，最近60年来发生了5次岸线淤进与蚀退以及冲淤速率大小的交替。

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Spatial and temporal dynamics of sandy coastal geomorphology in the east of Laizhou Bay over recent 60 years

Zhan Chao1,2,3, Yu Junbao1,2, Wang Qing2, Li Yunzhao2, Zhou Di2

(1.YantaiInstituteofCoastalZoneResearch,ChineseAcademyofSciences,Yantai264003,China; 2.InstituteofCoastalEcology,LudongUniversity,Yantai264025,China; 3.UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China)

Based on the results of field surveys, the spatial and temporal dynamics of sandy coastal geomorphology along the eastern Laizhou Bay over the last 60 years was investigated using the comprehensive methods of digital shoreline analysis, remote sensing and geographic information system technologies. The data mainly derived from the nautical charts, topographic maps and high resolution remote sensing images which measured and imaged in different periods. The results show that there are significant spatial-temporal variations in both the sandy coast shoreline migration and the subaqueous slope erosion-deposition evolution along the eastern Laizhou Bay. The alternate regulation of forward and backward for shoreline migration is caught in this study. There is a remarkable non-linear characteristic in the time process. The proportion of the erosional shoreline is fluctuated and phased from 1959 to 2013. The average annual evolution rate of eroded coast is divided into two stages by 1985. The erosion rate decreased from the maximum value of 4.95 m/a (during the period of 1959-1969) to minimum value 1.97 m/a (1969-1985) at prophase. In the late period, the erosion rate increased from 1.97 m/a to 4.43 m/a (1985-1998), and the coast was in serious erosion state since then. The characteristics of shoreline migration in four headland bays are not consistent with overall trend. At the same time, the scouring strips distribute alternating with the silting of the subaqueous slope. The trend of scouring and silting evolution was basically opposite in the same coast between the periods of 1959-1985 and 1985-2008. Further analysis indicate that there are 5 alternations of erosion and deposition and the changes of rate of erosion and siltation, under the control of geomorphic effects of anthropogenic activities such as sediment trapping by reservoirs, fishing culture in supratidal zone and coastal engineering, in the east of Laizhou Bay during recent 60 years.

sandy coast; shoreline; subaqueous slope; geomorphic evolution; anthropogenic activities

10.3969/j.issn.0253-4193.2017.09.009

2016-12-01；

2017-02-23。

国家重点研发计划重点专项项目(2017YFC0505902);“山东省高等学校优势学科人才团队培育计划”项目“蓝黄两区滨海资源与环境团队”;国家自然基金项目(41471005)。

战超(1986—)，女，山东省莱州市人，博士研究生，主要从事海岸地貌方面研究。E-mail：zhanchaolddx@126.com

*通信作者：于君宝(1970—)，男，吉林省长春市人，教授，主要从事湿地生物地球化学循环与生态修复。E-mail：junbao.yu@gmail.com

P737.13

A

0253-4193(2017)09-0090-11

战超, 于君宝, 王庆, 等. 近60年莱州湾东部砂质海岸地貌的时空动态[J]. 海洋学报, 2017, 39(9): 90-100,

Zhan Chao, Yu Junbao, Wang Qing, et al. Spatial and temporal dynamics of sandy coastal geomorphology in the east of Laizhou Bay over recent 60 years[J]. Haiyang Xuebao, 2017, 39(9): 90-100, doi:10.3969/j.issn.0253-4193.2017.09.009