基于多时相遥感影像闽江口海岸线变迁特征

陆求裕

（福建省地质调查研究院，福州 350013）

1 引言

海岸线是海陆分界线，在我国系指多年大潮高潮位时的海陆界限。［1]海岸变迁和港口淤积是当今世界沿海港口城市密切关注和亟待解决的问题，对于处于河流入海口淤积严重的港口城市来说更是迫切需要解决的问题。遥感具有宏观、快速、实时、动态性和时效性强等特点［2]，是进行大范围岸线变迁调查的有力手段。

国内外学者对全国大陆岸线变迁的研究较多，对闽江河道岸线变迁及影响分析也较多，但是针对闽江口地区岸线变迁的研究较少，利用多时相遥感影像进行闽江口地区海岸线变迁动态监测的研究则更少。2002年杨金中等应用20世纪70年代以来的 MSS、T M、IRS卫星扫描资料和20世纪50年代至70年代航空摄影图像，结合该区3期地形图，对杭州湾的海岸线进行了遥感调查，分析了岸线变迁状况及影响因素［3]。2003年姜义等利用多时相的Landsat MSS、T M、ET M＋遥感数据和航空照片，提取了近百年来渤海湾海岸线信息，并划分为淤积、稳定和侵蚀3种不同的岸段类型，最后分析了渤海湾海岸线变迁状况［4]。2006年陶明刚等人利用Landsat－T M分析了九龙江河口地区岸线变迁情况［5]。2009年徐晓辉等利用Arc GIS建立了闽江河口1913、1950、1975、1986、1999、2005年海底数字地形模型［6]。

本次工作运用了闽江口地区20世纪70年代地形图以及20世纪80年代、20世纪90年代、2002年及2010年4个期次遥感影像数据分析了罗源湾、闽江河口、福清湾、兴化湾等岸线变迁特征。

2 闽江口地区岸线类型

闽江口地区海岸北起罗源湾，南至兴化湾北部，包括罗源湾、闽江河口、福清湾、兴化湾等。岸带曲折蜿蜒，岛屿星罗棋布，地貌形态复杂多样。从成因、形态、物质组成和动态的综合特征，将区内海岸类型划分为自然岸线、人工岸线以及生物岸线，其中自然岸线又包括基岩岸线、沙质岸线、泥质岸线。

2.1 自然岸线

（1）基岩岸线

主要分布于罗源湾、黄岐半岛、福清湾、兴化湾一带，其他地段也零星分布，长约613.9 k m。岩石由花岗岩和火山熔岩组成，岩石坚硬，节理裂隙较发育。通常岸陡水深，大部分岩滩狭窄，滩面残留体多，呈岩礁状，基岩岬角之间常有狭小岩滩、砾石滩和沙滩，形成特殊地貌景观，具有旅游开发价值。

（2）沙质岸线

见于长乐梅花－松下镇首祉一线，其他基岩岬角处也零星分布，长约104.54 k m。沙质海岸对应着沙滩和过渡型砂砾质岸滩。海滩由中细砂组成，平均宽约600 m，最宽达1 k m，滩面平缓，坡度6‰～9‰，波痕及生物洞穴发育。

（3）泥质岸线

泥质岸线对应着泥滩或泥沙质滩，海洋环境良好，营养丰富，一般可成为重要的滩涂养殖区域。主要分布在罗源湾、福清湾、兴化湾港内以及琯头－亭江、漳港镇新塘楼一带，为小型冲海积平原前缘，长约112.54 k m，一般均围有人工堤岸。潮滩由粉砂质粘土组成，滩面极其平缓，坡度小于1‰。，微地貌形态单一，湾顶（常有淡水注入）树枝状潮沟发育。潮流、径流的作用或波浪的淘洗，在低潮区局部形成小弯月形的江口沙坝或沙堤。

2.2 人工岸线

对应着各种海滩，为了生产、交通、护岸的需要，人工建成的不同规模、不同质量的海岸工程，有单坡式和双坡式之分，结构上朝海面有垒石和砌石之分等，长约317.78 k m。在影像成规则线性，与海域界线明显。

2.3 生物海岸

区内生物海岸主要以红树林为主，红树林重要生态效益是它的防风消浪、促淤保滩、固岸护堤、净化海水和空气的功能，组成的物种包括草本、藤本红树。多零星的分布于福清东阁盐场、海口镇东峤村、三山镇江南村、高山镇长安村、江镜镇前华村及江镜农场等岸边，出露面积较小，涨潮时多被掩盖。

3 重点港口区岸线变迁

3.1 罗源湾

罗源湾位于闽江口东北部，海湾总面积152.80 k m2，范围为26°18′至26°31′N，119°34′，至119°51′E之间。整个海湾被罗源半岛和黄岐半岛环抱，仅东北角经可门口与东海相通，口门宽仅1.6 k m，是半封闭的海湾。

罗源湾泥沙来源主要包括：河流来沙、海域来沙和陆地来沙。其中，河流来沙主要是湾内西北侧有起步溪、南门溪等小溪，无较大的河流汇入，但由于松山围海工程的减少，基本截断各溪流输沙的影响，而海域泥沙受北茭和黄岐湾等多个岬角和海湾的拦截，所能抵达本海湾的泥沙甚微，淤积作用不是很强烈。湾内淤积主要发生在西岸，北岸的淤积主要是在次一级的港口海湾内。沉积物主要由粘土质粉砂组成，沉积物粒径组成有从湾口向湾内递减、由岸外向岸边递减的特征。

罗源湾滩涂变化主要是由人类的填海活动引起，近年来城市化进程和经济发展的影响，湾内滩涂面积逐年减少，岸线向湾内扩展，海域面积不断缩小（图1、表1）。

依遥感影像分析滩涂变化情况又可分为两个阶段：

（1）1986年至2002年期间，滩涂变迁主要集中于开发水产养殖，城镇建设填海造地，土地利用类型由滩涂向水塘和建设用地，主要集中于罗源县的松山镇与连江县马鼻镇一带。

（2）2002年至2010年期间，滩涂变迁则相对剧烈，多用于工业建设，主要是罗源湾北岸的狮岐港区码头、罗源湾南岸可门港码头用地最为突出，占用了大量的滩涂资源，泥质岸线不断减少，人工岸线不断增加。

3.2 闽江河口

闽江口水文泥沙条件复杂，河口水下地形地貌变化多样，滩槽的快速迁移等对福州港通航、河口湿地生态系统保护等造成影响，研究其地貌演变规律及其成因有较大意义。

图1 罗源湾地质环境变迁图

表1 罗源湾海岸线变迁遥感解译统计成果

图2 闽江口地质环境变迁图

表2 闽江口海岸线变迁遥感解译统计成果

闽江口南、北支河道具有不同的泥沙输送特征，基本可概括为北出南积，既北支河道向海输送大部分径流和泥沙，泥沙沉积在岸边浅水区和汊河口，形成河口沙嘴和沙坝；大部分泥沙沉积在三角洲前缘斜坡和前三角洲，河口区泥沙可再悬浮，在浪流作用下，少量悬浮泥沙可形成沿岸泥沙流南下，与南支水道带出的泥沙一道促使了南支口外浅滩的发育（图2、表2）。

3.3 福清湾

福清湾位于福建省福清市龙高半岛东北面，因深入县境而得名。北自港西，南到泽朗，西连龙江，东接平潭县的屿头岛。南北长约15 k m，东西宽约9 k m，海域面积226.7 k m2，陆岸长约43 k m。福清湾滩涂底质多为沙泥，其沙泥来源主要包括：河流来沙、海域来沙和陆地来沙，其中河流来沙主要是湾内中部的龙江，但由于上游东张水库的修建，致使水库下游河道来沙量有所减少，而海域泥沙受龙高半岛和平潭岛等岛屿的拦截，所能抵达本海湾的泥沙较少，故泥沙主要来源于湾内陆地水土流失的来沙。淤积主要分布于龙田、港头、三山、海口、城头等乡镇。

通过多期次遥感影像发现发现，福清湾滩涂变迁情况主要是圩垸养殖，土地利用类型由滩涂向水塘转变，湾内滩涂面积逐年减少，岸线向湾内扩展，滩涂面积不断缩小（图3、表3）。

图3 福清湾地质环境变迁图

表3 福清湾海岸线变迁遥感解译统计成果

（1）从1986年到2010年滩涂面积总共减少了45.39 k m2，而圩垸面积不断增加，其中最大的港头港圩垸面积达25.7 k m2。从1970年到2010年间，泥质岸线减少了32.75 k m，到2010年泥质岸线仅为1.49 k m，而人工岸线不断增加，说明湾内泥沙岸线向人工岸线转变，同时原本曲折的岸线转化成平直的岸线，从而导致岸线长度减少。

（2）1970年至2002年间，滩涂减少面积相对缓慢，滩涂变迁主要集中于三山镇（图4）与龙田镇一带，多为圩垸养殖。

图4 福清三山镇滩涂变迁图

（3）2002年至2010年期间，滩涂变迁则相对剧烈，港头镇水产养殖（图5）用地最为突出，占用了大量的滩涂资源，面积达25.7 k m2，泥质岸线不断减少。而填海造地主要为工业建设，主要是松下深水港码头。

图5 福清港头镇滩涂变迁图

3.4 兴化湾

兴化湾位于25°14＇～25°37＇N，119°00＇～119°37＇E，在福清市和莆田市境内，属淤积型构造基岩海湾，海湾水浅，滩涂宽阔，滩涂面积达250 k m2，是福建省最大的港湾和重要的水产养殖基地。兴化湾围填海开发程度较大，几乎整个海湾岸线都分布有规模大小不同的围填海工程。近年来由于城市化进程和经济发展的影响，人类不断的填海活动，湾内滩涂面积逐年减少，岸线向湾内扩展，海湾滩涂面积不断减少（图6、表4）。

表4 兴化湾海岸线变迁遥感解译统计成果

图6 兴化湾地质环境变迁图

（1）海湾岸线总长逐年减少，由1970年的306.74 k m减少到267.95 k m，岸线不断向湾内扩展，不断侵占滩涂面积，其中1986年滩涂面积急剧减少了37.05 k m2，反映了20世纪80年代人类进行了大规模的围海造地和开垦养殖，同时开辟了多块盐田，分布于江阴、江镜、泽岐（图7）、赤礁等地。

图7 福清泽岐盐田

（2）从1970年到2010年，泥质岸线逐年递减，减少了76.79 k m，到2010年泥质岸线仅为10.41 k m；而人工岸线由1970年的46.07 k m增长到139.36 k m，说明了区域沙泥质岸线不断向人工岸线转变，滩涂不断开发成水塘或盐田或工业等而形成人工岸线。

从2010年影像上看几乎整个海湾岸线都分布有规模不同的围填海工程，开展大量的圩田及水产养殖，分布于过桥山垦、柯屿围垦、北郭垦区等地；水产养殖主要集中于福清市的沙埔镇、东瀚镇、三山镇一带。

（3）近年来，海湾周边地区的社会经济结构形成了工业、水产养殖为主，但工业的发展速度远远高于农林牧渔业的发展。其中江阴港区的开发程度最大，周边的港口工业发展也尤为迅速，其中较明显变化的是江阴港（图8）和福清核电站建设。

图8 福清江阴港滩涂变迁图

围填海活动给海湾带来了深刻的变化，对生态环境造成了许多不可逆的影响。随着社会经济的持续增长及人口的不断增长，围填海活动将愈来愈剧烈，对围填海造成的景观演变及所带来的生态效应等方面进行深入研究，对于促进自然资源的合理利用、维持生态平衡、保护生物多样性和保护滩涂资源具有重要的现实意义。

4 岸线变迁对城市发展的影响

工作区属于福州市正在规划闽江口金三角经济圈的重点发展区域，其岸线的变迁直接影响已建的重点工程及城市未来新区的规划，主要体现在：

（1）受风暴潮以及人为不合理的挖砂等等影响，长乐滨海一线的风积砂逐年向内陆方向侵蚀，堆积高度可达40 m多，其直接影响长乐滨海新城的规划建设，对沿线的重点工程如长乐机场的运行、未来地铁建设运行及滨海道路等产生不可估量的影响，建议加强对该区的风砂形成机理、监测及有效的防治措施等做进一步的工作。

（2）由于人工围垦养殖、兴修码头等造成原有水动力条件的变化，进而改变该区岸线的稳定，如由于修建码头，导致原为侵蚀（或者稳定）的岸线往淤积方向演变，使得原设计的港口功能退化。

（3）滩涂环境的污染问题，已日趋严重。如长乐市外文武一带人工围垦，虽然滩涂的淤涨有利于发展水产养殖业，但水动力条件也在不断减缓。海洋是污染物的归宿，河流或海流带来的污染物质，往往在河口、海湾顶部水动力条件较弱的地方富集，致使该区段水中缺氧或有害元素含量剧增。这样，将会改变原生滩涂的生态地质环境，使水中生物难以继续生存或产生恶性循坏，继而不适宜于水产养殖。

（4）海岸线的蚀退造成局部防护林的消失、人工堤坝的垮塌等，影响沿岸的建筑、良田与当地居民生命财产安全。

海岸线的变迁，对沿海城市建设、工农业生产、人民生活、水产、航运等都产生并将继续产生不可忽视的影响，同时其未来的变化随着自然和人为等多种因素的变化而变化，因此，必须加强海岸线变迁的研究，进一步掌握海岸线变迁规律，这样才能科学地部署城市规划，沿海岸带的基础建设，尤其是港口及其工业区建设。

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