近70年中国大陆岸线变化的时空特征分析

发布时间：2018-04-18 20:19

本文选题：岸线利用方式结构 + 岸线分形　；参考：《中国科学院烟台海岸带研究所》2016年博士论文

【摘要】：全球气候变暖、海平面上升与日益强烈的人类活动的综合作用,导致全球海岸带区域的生态系统、环境、景观格局等发生剧烈变化,这些变化反过来又直接或间接影响着人类社会的生产与生活质量,因此受到越来越多学者、管理者与决策者的关注。海岸线的位置、走向、形态、利用方式等的时空演变不仅是海岸带景观变化的直观表现,也是区域生态环境保护、经济发展与政策导向等因素相互博弈的外在体现。因此,对于海岸线时空变化的研究,有助于海岸带环境过程及其变化机理的了解,是有效保护岸线资源、科学治理与管理海岸带环境与生态、海岸带经济与社会可持续发展的前提与基础。本研究基于遥感影像与地形图资料提取1940s、1960s、1990年、2000年、2010年与2014年六个时相的中国大陆岸线数据,在根据利用方式进行分类的基础上开展一系列研究。2010-2013年,作者所在课题组开展了覆盖整个中国大陆海岸带的野外考察,共采集GPS控制点578个,基于这些控制点对六个时相的岸线数据进行精度评估与质量控制。针对近70年来大陆岸线的时空变化特征,作者首先从海岸类型的空间分布、岸线利用方式结构、岸线分形特征、海岸带陆海格局等角度出发,揭示近70年来中国大陆岸线变化的基本特征;然后利用基于剖面计算的端点速率、线性回归速率与加权线性回归速率分析近70年来大陆岸线位置的变化趋势、不稳定性等特征;另外,参照土地利用程度综合指数与土地类型多样性指数的概念与计算方法,构建岸线利用程度综合指数与岸线类型多样性指数,多尺度分析大陆岸线开发利用程度的时空变化特征与区域岸线类型的多样性;最后聚焦9个典型区域,获取大陆岸线变化特征中具有代表性或较为特殊的区域细节。全文主要结论如下:1)近70年来,中国大陆自然岸线比例持续下降,至2014年已不足33%;人类活动成为岸线变化的主要影响因素,其空间规模、影响区域呈扩大化发展,强度持续增加,类型趋于多样化、人工化、均衡化与经济利益化;特别是2010年以来,人类活动的强度尤为剧烈。2)在1940s至2014年近70年的长时间尺度里,空间子单元除海州湾岸段以处于后退趋势的岸线为主外,其余均以处于扩张趋势的岸线为主,扩张活动主要分布于大规模连续的淤泥质海岸;近年来中国大陆海岸的后退趋势虽然因人类活动的影响而显著减弱,但各单元仍有规模可辨识的处于后退趋势的岸段,后退形式主要表现为砂砾质海岸的侵蚀后退过程。3)岸线利用方式的结构、岸线类型多样性、岸线分形以及海陆空间格局变化均表现出显著的空间差异性;受地形地貌影响,在杭州湾以北海岸,人口及经济活动沿海岸成面状分布,而在以南海岸则主要集中分布于大型河口三角洲地区,因此,岸线整体的位移速度、不稳定性、开发利用强度均呈现为北高南低的南北差异性格局。4)岸线的变化特征具有显著的时间阶段性与空间差异性:1990年以前,不稳定岸线的规模较大但扩张幅度与速度普遍不高,之后,岸线扩张幅度与速度持续增加,2010-2014年,岸线扩张幅度与速度最为显著;1990年以前,杭州湾以北岸线开发利用程度差异较显著,以南海岸差异则并不明显,而1990年以后,北方差异显著减小,南方差异则呈扩大趋势;南方重点海岸带开发区域的开发热度主要发生于1990年以前,特别是1960s-1990年间,1990年后,开发热度始终不如北方地区。5)1960s之前,海岸带变化的影响因素以自然过程或自然因素为主,海岸变化以自然状态淤长或侵蚀过程为主,较大规模的岸线扩张主要表现为河口岸线的自然淤长,但1960s以后,特别是1990年以后,人力作用逐渐增加并逐渐超过自然力的作用成为影响岸线变化的主导因素,海岸变化的形式则变成以养殖、港口码头、围填土地等人类活动的扩张为主。6)2010年以前,中国大陆海岸带开发活动的沿岸延展规模、垂直海岸的移动速率与幅度存在地区差异,即各地的开发热潮具有时间差异性;但2010-2014年间普遍具有以下特点:处于动态变化中的岸线虽然所占比例较小,但向海移动的速度与幅度为各地近70年来之最,也就是说,2010年后,全国各区域普遍进入其新的开发热潮期。7)20世纪40年代,全国大陆岸线的开发热点分布于长江三角洲地区,1960s以来,渤海湾及珠江三角洲地区的岸线开发热度先后超越长江三角洲,尤其是2000年以来,渤海湾的开发热潮辐射并带动整个环渤海地区,至2014年,环渤海沿岸的开发利用程度与长江三角洲、珠江三角洲一起形成三足鼎立的格局。本文揭示的大陆岸线变化信息以及识别的变化热点区域,能够为海岸功能划分、开发利用规划、经济社会资源的优化配置、海岸带环境与生态系统的防治与修复提供决策和信息支持,提高决策者与管理者对岸线变化可能带来的灾害风险的重视,促进和支撑中国海岸带综合管理的实践,从而为中国海岸带的科学规划与可持续发展奠定基础。
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【学位授予单位】：中国科学院烟台海岸带研究所
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P737.1

【参考文献】