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人类活动影响下长江河口变化的遥感研究

路兵  
【摘要】:近四十年来,长江口在自然演化的基础上受到了人类活动的严重影响,本文利用这个时期内的遥感影像探讨河口区的演化过程,研究其与流域、河口区人类活动的关系。在流域中,由于水利工程建设、水土保持等因素的作用,到达河口的泥沙总量出现了显著的下降。由于实测悬沙浓度数据受到样本空间性和时间性上的限制,使得基于单点测量的河口地区悬沙浓度变化趋势不能确定(金缪等,2006;何超,2007)。而最大浑浊带与悬沙浓度息息相关,并且面积广阔,变化相对较缓,利用卫星影像可以进行长时期、大范围的对比研究。应用1979-2008年的Landsat影像提取了不同季节、不同潮情下河口最大浑浊带的范围,对比了长时间序列内其平均面积的变化,分布状态与运动规律,以此来指示长江口部分区域悬沙浓度的变化情况,对长江口泥沙输运的探讨具有一定意义。研究发现,随着流域来沙量的减少,河口最大浑浊带的平均面积也出现了明显的下降,减少的部分主要分布在口内;河口区内的泥沙交换对最大浑浊带的形成至关重要,而且由于流域来沙可能继续下降,泥沙再悬浮的影响将更加关键;河口最大浑浊带范围具有明显的季节、潮情变化,受不同水道不同水文条件的影响而呈现出复杂的特点。 长江口的演化在受到流域人类活动影响的同时,河口地区的滩涂围垦、大型工程等也产生了明显的作用。以崇明东滩为例,研究历史上的多次围垦对崇明东滩的演化产生了怎样的作用。利用遥感影像提取崇明东滩水边线,通过周边潮位站潮情信息获取水边线的高程,相同年份、不同高程的水边线插值出当年的+2m线,通过+2m线的对比探讨围垦的海堤建设前后东滩演化的特点。研究发现,在泥沙供应充足的情况下,海堤建设对潮滩的延伸具有一定的促进作用,这种作用在建堤后三年内作用较为明显,并且延伸速率与流域来沙和堤外潮滩面积也有较大关系;东滩的延伸方向不同部位受到不同水沙条件的影响,自然状态下多向东、东北方向延伸,98大堤圈围高程较低,改变了潮流流路,受此影响东滩近期向东南方向延伸。利用夏季获取的Landsat影像对比了东滩滩面建堤前后的景观变化,发现建堤后,受堤外反射流影响,部分区域有大面积植被退化为光滩的现象,这个过程随着历史上的多次海堤建设也重复出现,近期东滩南侧大部分区域已退化为光滩并导致滩面后退,如何保滩护岸并不影响生态环境值得深入研究。崇明东滩演化过程中团结沙靠岸起到非常大的影响作用,遥感影像记录了团结沙的发育演化和并岸过程,这对北港北沙的演变具有参照意义。 随着长江流域人类活动影响的不断加深,如三峡的运营,金沙江干流梯级水库开发,南水北调工程的实施,退耕还林工程等,从流域输送到河口的泥沙量会进一步减少;上海市土地供给有限,在保证生态平衡的前提下,长江口的滩涂围垦也会继续进行;而长江河口中的大型工程,如长江口人工岛也在筹划之中。因此在当前,研究长江口水体、潮滩在流域、河口的人类活动影响下产生了怎样的响应,河口区将形成怎样的新格局,对长江河口的资源环境保护与发展具有理论和实践意义。


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