最近30年来胶东半岛人类活动对海岸地貌演变的影响 ——以南部海湾为例
作者单位：鲁东大学
学位级别：硕士
导师姓名：王庆
授予年度：2013年
摘 要：海湾因为毗邻陆地或被陆地环绕，其海域使用强度相对于其他海域更高。海湾地貌深受人类直接海域使用和陆地流域人类活动的间接影响，其中人类活动对海域的直接使用主要包括滩涂围垦造地、海岸堤坝修建、养殖池修建等。陆地流域人类活动主要是通过土地利用方式的变化来影响入海河流的径流、泥沙来间接影响海湾地貌。 首先，根据22幅不同时期大比例尺地形图、海图和大潮低潮位时的遥感影像，利用3S技术确定不同时期丁字湾、乳山湾、五垒岛湾和靖海湾地貌类型、分布及其演变，计算胶东半岛南部四个溺谷河口-潮汐汊道海湾海岸地貌类型面积转移矩阵，分析不同时期海岸地貌类型的分布和转换。四个海湾海岸地貌转换的总趋势是滩涂向养殖池、水面向滩涂转化。 其次，利用最近50年栖霞附近的三个水文站的年径流量、6-9月径流量和五龙河下游径流量、输沙量和平均含沙量数据，栖霞境内八个气象站同期的年降水量、6-9月降水量数据，利用多种时间序列分析的方法来确定降水量、径流量和泥沙量的演变趋势、阶段、周期和突变点。研究表明：大面积耕地及大面积坡耕地向梯田的改造导致的下垫面微地貌剧烈变动，使流域降水和河流径流之间的相关程度较高，而园地和林地面积的增加及坡耕地改造为梯田结束以后的下垫面微地貌形态趋于稳定，降低了流域降水和河流径流之间的相关程度。 最近50年来土地利用变化导致的河流径流变化不仅影响入海径流量，还必然导致入海泥沙量的变化。野外观测表明，该地区夏季雨后河水中含沙量几乎无法为肉眼观测。时间序列分析结果表明，最近60年来五龙河年平均水位下降近2m，与径流量相比，五龙河入海泥沙量减少幅度更加显著，输沙量较受大规模人类活动影响之前减少约83.95%，与上游地区土地利用方式的改变有密切关系。黄土高原地区观测结果表明，坡耕地改造为梯田可以降低土壤侵蚀强度，但土壤侵蚀强度在坡耕地改造为梯田期间出现峰值。 第三，利用ArcGIS软件空间分析模块的叠加功能，分别将各海湾不同时期的海岸地貌图叠加，得出不同时段各海湾海岸地貌类型的转移矩阵;计算各海湾不同时期的潮间滩涂/滩涂与水面面积之和的比值（λ）、水面/滩涂/海积平原的比值（β），用以分析海湾地貌结构及边界条件变化。最后计算Dronkers潮汐不对称比率，揭示各海湾涨（落）潮流不对称状态和地貌冲淤状态及其演变趋势。 研究表明，1971年到1981年，丁字湾涨落潮不对称比率γ1γ2均大于1并显著增加，表明海湾不仅处于涨潮不对称状态并且不对称程度增高。根据1971年7月9日～24日的观测数据，平均涨潮历时（5h57min）明显短于落潮历时（6h31min），也显示丁字湾处于显著的涨潮不对称状态。与此相对应，丁字湾潮汐汊道处于淤积变浅状态，而滩-槽转换为水面向滩涂净转换，表明海湾滩、槽均处于地貌淤积状态。五垒岛湾、靖海湾1969年到1982年的涨落潮不对称比率γ1γ2均大于1并显著减小，表明海湾处于涨潮不对称状态，但不对称程度在降低。与此对应，这两个海湾的潮汐汊道处于侵蚀下切状态，而滩-槽转换仍为水面向滩涂净转换，表明海湾地貌演变处于由淤积向侵蚀的转变时期。乳山湾1969年到1982年的涨落潮不对称比率γ1γ2显著减小，1982年乳山湾的涨落潮不对称比率γ2非常接近1且γ1已经小于1，而根据1966年1月～1970年12月的观测数据，乳山湾平均涨潮历时（6h04min）接近平均落潮历时（6h21min）。因此，若无人类活动干扰，其地貌冲淤状态将由淤积向侵蚀转变。 但是，从上世纪70年代末、80年代初开始的大面积围垦滩涂、修建养殖池，深刻影响了这种自然的地貌演化趋势。其中，丁字湾在经历一个高淤积率阶段（1981～2000年）后转入侵蚀状态;乳山湾虽未直接转入侵蚀状态，但淤积速率从1982年后持续急剧减少;五垒岛湾在1982～2003年一度转入侵蚀后又于近期转为淤积，但从1982～2009年总体仍为侵蚀;靖海湾在1982～2003年淤积速率显著减少后又于近期转入侵蚀状态。这说明人类活动深刻改变了各海湾原有的地貌演化趋势，使丁字湾由不断增强的涨潮不对称向落潮不对称状态突然逆转，使五垒岛湾、靖海湾由涨潮不对称向落潮不对称状态的转化提前发生，而乳山湾虽然淤积速率显著变小但地貌侵蚀状态未出现。 从最近30年的的地貌冲淤动态变化看，人类大规模的滩涂围垦和养殖池修建活动，导致各海湾的潮汐汊道淤积速率减缓，甚至出现地貌侵蚀现象，似乎是有助于海湾的可持续利用。但是，对未来地貌冲淤状态演化趋势需要进一步观测、研究，以避免出现类似于距离本研究区不远的山东半岛东南部月湖口门建坝导致泻湖地貌冲淤状态和泻湖生态系统恶化的情况。 最近30年来，随着大面积滩涂被围垦并修建为养殖池，胶东半岛南部丁字湾、乳山湾、五垒岛湾、靖海湾等四个典
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