遼東灣濱海濕地現(xiàn)狀遙感調(diào)查

孫晶 劉長安 劉玉安 王玨

摘要[目的]研究遼東灣濱海濕地資源現(xiàn)狀及其驅(qū)動(dòng)因子。[方法]采用2014年Landsat-8衛(wèi)星數(shù)據(jù)以及2013年天繪01-01衛(wèi)星數(shù)據(jù)和資源3號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，通過遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，結(jié)合野外濱海濕地調(diào)查，提取遼東灣濱海濕地類型、面積及空間分布，在此基礎(chǔ)上結(jié)合1986年和2000年的遙感調(diào)查數(shù)據(jù)，進(jìn)行資源分布的驅(qū)動(dòng)力分析。[結(jié)果]遼東灣濱海濕地面積為4.22×105 hm2，其中自然濱海濕地和人工濱海濕地面積分別為3.62×105和0.60×105 hm2，分別占遼東灣濱海濕地總面積的86%和14%；淤泥質(zhì)灘涂主要分布在小凌河口與蓋州市團(tuán)山街道西崴子村之間，堿蓬和蘆葦主要分布在小凌河口至遼河口之間且呈現(xiàn)零星散落分布，養(yǎng)殖池、沙灘、庫塘等全區(qū)均有分布，鹽田主要分布在長興島及附近區(qū)域。影響遼東灣濱海濕地資源分布的驅(qū)動(dòng)因子主要是圍填海活動(dòng)、侵蝕與淤積作用、內(nèi)外力復(fù)合作用。[結(jié)論]該研究結(jié)果可為濱海濕地資源保護(hù)、合理開發(fā)利用及管理提供數(shù)據(jù)和決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞遼東灣濱海濕地；遙感；資源現(xiàn)狀；驅(qū)動(dòng)因子

中圖分類號(hào)S127文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2017）08-0074-04

Remote Sensing Investigation of Coastal Wetland Status in Liaodong Bay

SUN Jing1，LIU Changan2*，LIU Yuan2 et al

（1.Dalian Ocean University，Dalian，Liaoning 116023；2.National Marine Environmental Monitoring Center，Dalian，Liaoning 116023）

Abstract[Objective] To investigate the status of coastal wetland resources in Liaodong Bay and its driving factors. [Method] Based on Landsat8 satellite data in 2014， TH 0101 satellite data and ZY3 satellite data in 2013， using remote sensing （RS） and geographic information system （GIS） technologies， combined with field investigation on coastal wetland， the types， area and spatial distribution of coastal wetland in Liaodong Bay were extracted. On this basis， the driving forces for the distribution of resources were analyzed by using the data of RS survey in 1986 and 2000. [Result] The area of coastal wetland in Liaodong Bay was 4.22×105 hm2. The areas of natural coastal wetland and artificial coastal wetland were 3.62×105 and 0.60×105 hm2 respectively， which took 86% and 14% of total area of coastal wetlands in Liaodong Bay respectively. Muddy tidal flats mainly distributed between the estuary of Xiaolinghe River and Xiwaizi Village of Tuanshan Street in Gaizhou City. Seepweed and reed mainly distributed between the estuary of Xiaolinghe River and the estuary of Liaohe River， showing the sporadic scattered distribution. Aquaculture pool， beach and ponds distributed in the whole research region. And breeding， pond， etc all have distribution in the region. Salt field mainly distributed in Changxing Island and its surrounding regions. The main driving factors that influenced the distribution of coastal wetland resources in Liaodong Bay were reclamation activities， erosion and sedimentation and composite actions. [Conclusion] The research results can provide data and decisionmaking basis for protection，reasonable development，utilization and management of coastal wetland resources.

Key wordsLiaodong Bay coastal wetland；Remote sensing；Resource status；Driving factors

濕地是地球上一種重要、獨(dú)特、多功能的生態(tài)系統(tǒng)，具有降解污染、美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候和防風(fēng)護(hù)岸等功能，被譽(yù)為“地球之腎”[1-2]。濱海濕地是指低潮時(shí)水深不超過6 m的水域及其沿岸浸濕地帶，包括水深不超過6 m的永久性水域、潮間帶和沿海低地等[3]。濱海濕地受潮汐、近岸海水動(dòng)力及人類活動(dòng)的影響，僅通過傳統(tǒng)野外調(diào)查手段難以獲得全面詳細(xì)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，而遙感是一種遠(yuǎn)距離、非接觸目標(biāo)的探測(cè)技術(shù)，能快速、客觀地提供全面、翔實(shí)的宏觀信息，因此結(jié)合遙感技術(shù)能有效地進(jìn)行濱海濕地資源調(diào)查研究[4-6]。

目前，已有不少國內(nèi)外學(xué)者利用遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)對(duì)濱海濕地進(jìn)行了研究。劉紅玉等[7]利用RS和GIS技術(shù)，對(duì)環(huán)渤海地區(qū)的遼河三角洲和黃河三角洲濱海濕地資源現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，分析了2個(gè)三角洲濱海濕地資源特點(diǎn)的差異及變化，分析了濱海濕地變化對(duì)生態(tài)功能的影響；張華等[8]基于RS和GIS技術(shù)，對(duì)2000年遼寧省濱海濕地的資源類型和景觀格局進(jìn)行了調(diào)查研究，得到濱海濕地的面積及景觀多樣性指數(shù)；左平等[9]利用1987、1992、1997、2002和2007年的遙感數(shù)據(jù)，對(duì)近40年來江蘇省鹽城濱海濕地的景觀變化和驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了分析，結(jié)果表明自然濱海濕地面積減少，人工濱海濕地面積增加，景觀破碎化程度加劇，驅(qū)動(dòng)力主要是人類活動(dòng)的干擾；溫慶可等[10]在RS技術(shù)的支持下，利用2000、2005和2008年的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，對(duì)環(huán)渤海濱海濕地進(jìn)行了遙感監(jiān)測(cè)，分析了時(shí)空格局變化特點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)機(jī)制；Dipson等[11]為了管理被工業(yè)化和城市擴(kuò)張侵占的濱海濕地，采用RS和GIS技術(shù)，運(yùn)用1944—2009年多顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)印度南部Ernakulam區(qū)河口濱海濕地進(jìn)行了動(dòng)態(tài)變化研究。

遼東灣是我國濱海濕地典型研究區(qū)域之一，其濱海濕地資源給人類帶來了巨大的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。近年來，工業(yè)化和城市擴(kuò)張使圍填?；顒?dòng)加速，開發(fā)污染嚴(yán)重，導(dǎo)致遼東灣自然濱海濕地不斷減少，生物多樣性日益降低[12]，因此有必要掌握遼東灣濱海濕地目前的資源類型與分布。筆者利用2014年遙感影像，結(jié)合RS技術(shù)、GIS技術(shù)和野外濱海濕地調(diào)查，提取了遼東灣濱海濕地的資源類型、面積及空間分布，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了資源分布的驅(qū)動(dòng)力分析。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況研究區(qū)為遼東灣區(qū)域，西起遼寧省與河北省分界線，東到遼東半島西側(cè)的普蘭店灣，包括海岸線到低潮時(shí)水深為6 m等深線之間的區(qū)域，總面積為4.92×105 hm2；沿岸城市有大連、營口、盤錦、錦州、葫蘆島，其中大連是指普蘭店和瓦房店的部分地區(qū)，注入的河流主要有遼河、大凌河等。圖1中棕色部分為研究區(qū)范圍。

1.2數(shù)據(jù)來源研究所用的數(shù)據(jù)包括遙感數(shù)據(jù)和非遙感數(shù)據(jù)。遙感數(shù)據(jù)主要包括5景2014年30 m分辨率的Landsat-8衛(wèi)星影像、11景2013年5 m分辨率的天繪01-01和2景2013年5.8 m分辨率的資源3號(hào)衛(wèi)星影像。遙感影像的獲取原則如下：以2014年7—9月（植物生長旺季）為主，要求圖像清晰，云量少，即云及云影覆蓋不超過10%。

非遙感數(shù)據(jù)包括1999年1∶50 000地形圖、 GPS定位數(shù)據(jù)、我國濱海濕地專題報(bào)告、遼寧省海洋功能區(qū)劃文本及各種文獻(xiàn)資料等。

1.3研究方法

參考國家林業(yè)局《濕地公約》和遙感成像機(jī)理、解譯標(biāo)志、野外濱海濕地調(diào)查結(jié)果[13-15]，建立了遼東灣濱海濕地分類系統(tǒng)（表1）。其中，一級(jí)類型2個(gè)，二級(jí)類型8個(gè)，三級(jí)類型12個(gè)；灘涂分為淤泥質(zhì)灘涂和沙灘，濱海沼澤分為堿蓬和蘆葦，天然水域分為淺海、河口水域和潮溝。

遼東灣濱海濕地的景觀差異性明顯，為保證分類精度，

采用人機(jī)交互式解譯并結(jié)合野外濱海濕地調(diào)查，提取遼東灣濱海濕地分類信息。主要技術(shù)流程如下：①數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括輻射校正、幾何精校正、研究區(qū)拼接、勻色、裁剪和數(shù)據(jù)融合等，其中幾何精校正誤差控制在0.3個(gè)像元以內(nèi)[16]。②制作2014年遼東灣濱海濕地類型基礎(chǔ)底圖，完成室內(nèi)預(yù)判，并對(duì)解譯不明確的圖斑做標(biāo)記。③野外調(diào)查。針對(duì)遙感影像解譯結(jié)果不明確的圖斑，設(shè)定野外調(diào)查路線及93個(gè)具有代表性的調(diào)查站位。④修正分類底圖，建立解譯標(biāo)志。根據(jù)野外調(diào)查結(jié)果，對(duì)2014年濱海濕地類型基礎(chǔ)底圖進(jìn)行修正和編輯，并建立遼東灣濱海濕地類型解譯標(biāo)志（表2）。⑤分類后處理，將分類圖中不合理的“類別噪聲”，做“平滑濾波”處理。⑥精度驗(yàn)證。將野外調(diào)查的93個(gè)調(diào)查站位結(jié)果與遙感調(diào)查結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明綜合精度在95%以上。⑦在ENVI 4.8和ArcGIS 10.2軟件平臺(tái)上，完成遼東灣濱海濕地類型及空間分布圖的制作。

2結(jié)果與分析

2.1面積統(tǒng)計(jì)及空間分布特征

研究區(qū)總面積為4.92×105 hm2，而濱海濕地面積為4.22×105 hm2，約占總面積的86%。其中，自然濱海濕地和人工濱海濕地面積分別為3.62×105和0.6×105 hm2，所占遼東灣濱海濕地總面積的比例分別約為86%和14%。自然濱海濕地中面積最大的是淺海，占濱海濕地總面積的79.84%；其次是河口水域，占濱海濕地總面積的2.12%；淤泥質(zhì)灘涂和沙灘分別占1.39%和0.27%，即灘涂面積占1.66%；堿蓬和蘆葦分別占1.36%和0.71%，即濱海沼澤面積占1.97%，比灘涂面積所占比例略高；潮溝面積僅占0.03%，而河心洲面積所占比例遠(yuǎn)低于0.01%，可近似為0。人工濱海濕地中養(yǎng)殖池面積最大，為50 754.69 hm2，占濱海濕地總面積的12.03%；鹽田面積為8 659.91 hm2，占2.05%；庫塘和稻田面積較小，面積分別占0.14%和0.05%（表3）。從圖2可以看出，淤泥質(zhì)灘涂主要分布在小凌河口與蓋州市團(tuán)山街道西崴子村之間，盤錦和錦州市灘涂面積比重最大；堿蓬、蘆葦主要分布在小凌河口至遼河口之間且呈現(xiàn)零星散落分布，盤錦市是整個(gè)研究區(qū)內(nèi)堿蓬和蘆葦分布面積最多最集中的地方；養(yǎng)殖池、沙灘、庫塘等在整個(gè)研究區(qū)均有分布，其中養(yǎng)殖池在遼東灣沿岸各市均有大面積分布，錦州市面積分布最大；鹽田主要分布在長興島及附近區(qū)域，幾乎都分布在大連市。

2.2驅(qū)動(dòng)因子分析

結(jié)合劉秀云等[17]1986年和2000年的遙感調(diào)查數(shù)據(jù)可知，1986年自然濱海濕地占43.94%，人工濱海濕地占56.06%；2000年，自然濱海濕地占30.69%，人工濱海濕地占69.31%；2015年自然濱海濕地占20.91%，人工濱海濕地占79.09%（2015年數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)除去淺海水域和河口水域）。研究表明，在人類活動(dòng)干擾下，遼東灣自然濱海濕地占濱海濕地總面積的比率呈下降趨勢(shì)，正向人工濱海濕地演變。人類活動(dòng)表現(xiàn)在圍填海活動(dòng)、油田開發(fā)、路橋建設(shè)、觀光旅游等，自然因素表現(xiàn)在海岸的侵蝕與淤積作用、海平面上升、自然演替等。其中，圍填?；顒?dòng)、侵蝕與淤積作用、內(nèi)外力復(fù)合作用是影響遼東灣濱海濕地資源分布的主要驅(qū)動(dòng)因子。

2.2.1圍填海活動(dòng)。

圍填海活動(dòng)使研究區(qū)內(nèi)自然濱海濕地直接轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯I海濕地和建設(shè)用地，是影響濱海濕地資源分布的主要人為因素。養(yǎng)殖池給人們帶來可觀的經(jīng)濟(jì)利益，已成為圍填?；顒?dòng)的主體，遼東灣沿岸各市的養(yǎng)殖池面積均達(dá)數(shù)千公頃，其中大連在原有養(yǎng)殖池的基礎(chǔ)上，將鹽田逐漸改為養(yǎng)殖池；原本屬于自然濱海濕地的灘涂，在人為因素圍?；顒?dòng)的干擾下，使建業(yè)鄉(xiāng)、大有鄉(xiāng)和西八千鄉(xiāng)的哈達(dá)鋪-四溝-大白樓-褲襠溝-三道溝連線附近形成大面積的養(yǎng)殖池；盤錦填海后又建設(shè)了港口，改變了自然海岸線，這些圍填?；顒?dòng)都將破壞周圍的自然生態(tài)環(huán)境。

2.2.2侵蝕與淤積作用。

葫蘆島綏中和營口鲅魚圈一帶的河流泥沙量減少，加上近年來全球變暖海平面上升的自然因素，使侵蝕作用對(duì)該地區(qū)影響較為嚴(yán)重；淤積作用主要體現(xiàn)在對(duì)雙臺(tái)子河口淤泥質(zhì)海岸的影響，部分近陸淺海水域淤積為灘涂，河口水域變?yōu)闉┩炕驂A蓬，鴛鴦島東、南外緣淤積擴(kuò)張。

2.2.3內(nèi)外力復(fù)合作用。

內(nèi)外力復(fù)合作用是指自然因素和人為因素共同作用改變資源類型。盤錦紅海灘是其典型代表，公路修建前以自然因素淤積作用為主，即內(nèi)力，濱海公路修建后在公路修建外力作用下加速其淤積，使灘涂面積逐漸

增加，紅海灘旅游公司管理處又在此處種植堿蓬，屬于人為因素，使灘涂逐漸演替為堿蓬。

3結(jié)論

此次遙感調(diào)查表明，目前遼東灣濱海濕地資源現(xiàn)狀如下：淤泥質(zhì)灘涂主要分布在小凌河口與蓋州市團(tuán)山街道西崴子村之間，堿蓬、蘆葦主要分布在小凌河口至遼河口之間且呈現(xiàn)零星散落分布，養(yǎng)殖池、沙灘、庫塘等全區(qū)均有分布，鹽田主要分布在長興島及附近區(qū)域。遼東灣濱海濕地在人類活動(dòng)干擾下，自然濱海濕地占總面積的比率呈下降趨勢(shì)，正向人工濱海濕地演變。圍填?；顒?dòng)、侵蝕與淤積作用和內(nèi)外力復(fù)合作用是影響遼東灣濱海濕地資源變化的主要驅(qū)動(dòng)因子。

目前，遼東灣濱海濕地正在大力推行退養(yǎng)還灘的政策，使蘆葦和堿蓬等人工濱海濕地的面積不斷加大，但其生態(tài)效益功能遠(yuǎn)不及自然濱海濕地，因此應(yīng)保護(hù)自然濱海濕地資源，合理開發(fā)利用和管理，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益一體化。此外，在應(yīng)用遙感方法進(jìn)行濱海濕地信息提取時(shí)，灘涂受潮汐變化的影響，可能使灘涂的測(cè)量結(jié)果不夠精確，有待今后深入研究。

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