题目：浙江基岩淤泥质港湾围垦潜力评价技术研究

1、题目：浙江基岩淤泥质港湾围垦潜力评价技术研究一、项目可行性报告（一）立项的背景和意义。1）基岩淤泥质港湾资源开发利用面临重大发展机遇二十一世纪是海洋世纪。随着经济社会发展和科学技术不断进步，对资源、能源的需求急剧增加，世界进入大规模开发利用海洋的新时代。我国是海洋大国，海洋问题事关国家根本利益。 “十二五”是我国海洋事业加快发展的重要时期，机遇和挑战并存。随着经济全球化进程的加快，我国经济布局将进一步向滨海地区集聚，与世界经济的联系日益加深，国家利益的扩展使海洋的战略地位和重要作用更加突出；贯彻落实科学发展观，对科学开发海洋资源，着力保护海洋生态环境提出了更高要求。国家“十二五”计划制定了海洋

2、大开发战略，海洋资源被各级地方政府视为今后GDP增长的驱动力，在火热的经济形式下，海洋资源与环境的可持续利用也必须要提上议程，因此相关海洋生态环境/资源的潜在开发能力，管理与评价技术等研究也必须得到同步发展。浙江东南部沿海地区经济发达，人口密度大，沿海城市陆地土地利用率已经饱和，向海洋索要土地的需求迫切，而浙江地区属于传统的基岩海岸地区，平均海平面以上的沿海滩涂发育不多，而基岩淤泥质港湾的发育却成为了沿海地区的潜在土地资源，适当合理的围垦不仅能够缓解沿海工农业建设对土地资源占用的压力，而且不会破坏潮滩资源再生的地理环境，并能在一定程度上缓解了浙江省沿海地区的用地紧张局面。2）研究建立围垦潜力及

3、环境评价技术体系，有利于加强对海洋海涂开发的监控和管理。随着近些年围垦技术的不断成熟，围垦面积、规模、进度有逐渐扩大、加快的趋势。大规模海涂围垦的土地为沿海经济的高速发展提供了空间。但与此同时，也造成了沿海海涂湿地生态系统功能退化、生物栖息地损失、近岸海域生物生境恶化、生物多样性降低等一系列问题。浙江省目前的围垦区起线已经在海平面以下，个别地区的围垦区已经延伸至海平面以下-10M的水域。这些工程建设的开展对于浙江省基岩淤泥质港湾滩涂的可持续开发的影响如何，是值得特别关注的重大资源环境问题。同时，基岩淤泥质港湾湾口处常常分布众多岛屿，只能通过狭窄海道和外界进行物质与能量交换，地理环境相对比较封闭

4、。内部发育的湿地与滩涂在围垦后的相关演变研究与当地人民群众的生产生活关系密切。尽快开展海涂围垦模式、围垦潜力评价技术研究，保障围垦工程实施过程及之后的环境和生态维持在良性循环状态，对科学开发海涂、加强对海洋海涂开发的监控和管理具有现实意义。3）围垦潜力评价技术研究不仅能够缓解沿海经济发达地区人地矛盾，并且能够保证基岩淤泥质潮滩的可持续发展。浙江东南部沿海地区经济发达，人口密度大，沿海城市陆地土地利用率已经饱和，向海洋索要土地的需求迫切，而浙江地区属于传统的基岩海岸地区，平均海平面以上的沿海滩涂发育不多，而基岩淤泥质潮滩的发育却成为了沿海地区的潜在土地资源，在一定程度上缓解了浙江省沿海地区的用地

5、紧张局面。潮滩资源是一种可再生资源，适当合理的围垦不仅能够缓解沿海工农业建设对土地资源占用的压力，而且不会破坏潮滩资源再生的地理环境，但是对于潮滩资源的过度开发，或者是短期内的掠夺性开发将会使基岩淤泥质港湾潮滩资源陷入危机，难以恢复。因此，基岩淤泥质潮滩的发育及可持续开发利用研究对于浙江沿海地区的经济发展具有重要意义。（二）国内外研究现状和发展趋势。潮滩发育在海陆相互作用的地带，受河流和海洋的共同作用，物理化学过程和生物过程等特别复杂，潮滩冲淤变化的影响因子也极为众多。任美锷（1985）、茅世昌（1987）、李九发（1988）、许志远（1997）、杨世伦（1999、2001、2003）等对潮滩

6、冲淤变化因子进行研究，影响潮滩冲淤变化的因子归纳起来主要有：上游水沙变化、潮流、风浪、风暴潮、海平面变化、生物因子、工程因子（人类活动）等。 围垦潜力研究淤泥质物质来源浙江省基岩淤泥质港湾泥沙供给来源主要有途径有：沿海河流输沙，长江入海泥沙南移和内陆架供沙。前人研究发现，河流供沙主要集中在汛期，入海泥沙主要沉积于河口，只有少部分进入口外海滨。长江入海泥沙20%30%沿岸南下成为浙江沿海和港湾沉积物的主要来源。浙江沿海内陆架沉积物主要有粘土质粉砂和粉砂质粘土组成，该类物质在1530cm/s的流速下会发生再次悬浮和搬运，参与潮滩所造和近岸泥沙运移过程。杨世伦等（1990）研究我国主要入海河流泥沙供

7、应情况，发现黄河、长江、珠江和辽河等主要河流，每年入海的悬移质约20亿吨，这些泥沙是我国沿海淤泥质海岸发育的主要物质来源，并使我国淤泥质海岸线迅速向海推进，而长江口入海的泥沙部分向南运移，促进了浙、闽港湾淤泥质海岸的发育。谷国传等（1997）通过计算，发现长江南下泥沙1.43亿吨，约占长江年输沙量的30%，成为塑造浙东淤泥质海岸的泥沙主要来源，约占其总来沙量的91%。季小梅等（2005）对乐清湾入湾河流进行研究，从总量上看，沿岸山溪性河流及瓯江输入湾内的泥沙对乐清湾的影响较小。长江入海泥沙大约20%30%扩散到东海陆架，20%30%沿岸南下，成为浙闽沿岸丰富的细颗粒泥沙来源。周鸿权等（2007

8、）对象山港海湾流域来沙进行分析，发现港内陆域河流年输沙量只有14.5104吨，且入海物质绝大部分属砂砾粗粒物质，泥沙主要源于海域，尤其以长江入海泥沙随冬季沿岸流南下和内陆架再悬浮的细颗粒泥沙为主。国外对基岩淤泥质港湾发育研究较少，国内研究主要集中在乐清湾、三门湾等典型基岩淤泥质港湾，并且研究所关注的重点在淤泥质物质的供给状况，而对于港湾内部沿岸丘陵、山区河流入海沙、砾物质供给及输移研究较少。 围垦潜力研究港湾水动力及泥沙沉积机制随着技术手段的更新，水动力及泥沙沉积研究从过去定性的描述性研究转向定量模型研究。D.M.FitzGerald，I.V.Buynevich，M.S.Fenster，P.A

9、.McKinlay（1999）对Kennebec河口（美国缅因州）进行研究，收集了Kennebec河口14年的沉积学、地貌学、水力学资料，分析了在涨潮和基岩地形的影响状态下的泥沙运动和沉积模式。V. Hanquiez（2007）采用运用高分辨率的声学数据等方法，对加的斯湾东部地中海密度流的水动力特性进行研究。Brooks B（2006）采用磁化率测量的方法，对墨西哥湾的泥沙来源和泥沙输运趋势进行研究。A.L. DeGeest（2007）研究了法国狮子湾西部泥沙输移模式及德格斯峡谷对泥沙输移的影响，并对沉积物的沉积时间、空间分布特征和沉积模式进行了分析。Meinte Blaas（2007）运用区

10、域海洋建模系统中泥沙输移能力模块对圣莫尼卡和圣佩德罗湾泥沙运输过程进行了模拟分析。Warner.JC(2008)利用三维数值模型对马萨诸塞州湾悬沙运动进行了模拟。Chunyan Li(2002)、R.Ranasnighe 和 C .Pattiaratchi( 20 00) 、K . C. Wong(2002) 、A.V.Levinson(2002)等借助先进的观测设备和新型模型，对港湾潮汐汊道水动力进行过研究。国内学者谷国传等（1991）研究了三门湾的悬沙分布特征，并对悬沙的输移特性做了分析。杨士瑛（2007）对牛头山花岱岛断面潮流悬浮泥沙的特征进行了分析，探讨了三门湾悬移质的输运机制等。高抒

11、等（1990）对象山港水动力条件及引起的输沙效应进行研究。李伯根等(1992)利用乐清湾不同区域大量测站资料，研究年内湾内水动力与泥沙输运机制特征。董丽晶等（2004）对通过研究乐清湾地区海涂演变动力机制，揭示了潮流是淤泥质海岸搬运泥沙的主要动力。赵鑫的报告(2006)采用第三代海浪谱数值模型SWAN计算了乐清湾内的波浪场，同时分析了局部风场产生的波浪场。季小梅等（2006）对河流径流和海洋动力的对比制约悬沙浓度的空间变化进行研究。巩明等(2010)对乐清湾大乌港水道冲淤变化进行分析。杨晓东等（2011）以乐清湾海区特征测站实测资料为据，运用机制分解法将悬沙净输移通量分解成多个动力项并讨论不同

12、区域悬沙输移的时空分布特征。综上所述，前人研究成果较多的关注了沿海（港湾）动力的变化对淤泥质物质输移所产生的影响，而较少关注淤泥质物质本身的物理化学特性及沿海特定的水环境对淤泥质港湾发育的影响。 围垦潜力研究人类活动对基岩淤泥质港湾的影响人类活动对基岩淤泥质港湾的影响主要通过人类土地利用模式和海域使用方式来体现的。已有研究发现上游工程建设等流域人类活动使入海泥沙减少，潮滩将由堆积转为侵蚀，除此之外，海岸工程建设、潮滩围垦等活动也与潮滩年际间冲淤变化密切联系（陈吉余等，1988；余佳等2000），这些设施对潮滩起到一定的保护作用，能够促进泥沙淤积，加快潮滩的发育速度。I.E.Tonis, J.M

13、.T.Stam, J.van de Graaf等（2002）研究了1970年Haringvliet河口封闭后的地貌演变，探讨河口围垦工程和河口封闭大坝对海区水动力及地貌产生的影响。李志永等(2004)建立了潮流泥沙数学模型，结合底床变形方程预测了漩门二期围堤工程自2002年10月至2003年10月实施后一年的冲淤状况，结果表明，与2002年5至10月间的冲淤相比，淤积速率有减缓的趋势。季小梅等(2006)通过对1934、1968和1992年的海图对比计算表明，近期乐清湾各等深线所围水域面积持续减小，开辟盐田和围垦造陆工程等人类活动，对海岸演变的影响显著。谢亚力等（2006）依据实测资料分析了三

14、门湾内滩涂冲淤特性，概述三门湾历史围涂情况，分析历年围涂对三门湾内海床演变的影响，并应用数学模型预测了三门湾近、中期规划围涂以及可能最大围涂对湾内水动力和海床的影响。赵玉灵等（2007）利用多期遥感数据，对浙江东部象山港一带近30 年来的海岸线及潮滩变迁状况进行了调查与监测。岸线在1986-1996年间有较大变化，外迁宽度最大达1700 m，1996年以后基本进入稳定状态，潮滩发育具有差异性。聂源等（2009）对舟山岑港北侧基岩海岸围填海工程前后水文测验资料进行对比分析，得到该工程所在海域潮流场变化的初步结果。用数值试验的方法进行数值模拟，预测围填海工程对周边海域流场的影响，并对流场预测结果的

15、可靠性进行了分析和讨论。巩明(2010)自然状态下，受往复流的水动力条件有限的来沙数量，以及基岩岛屿的制约，大乌港水道长期以来保持缓慢淤积的相对稳定状态；堵港、围垦等人类活动导致纳潮量的减小以及局部流场改变，加速了大乌港水道淤积过程，改变了局部冲淤状态。在人类活动与基岩淤泥质港湾的相互关系研究中，前人主要开展工程活动对基岩淤泥质港湾的影响研究，而对于人类日常的生产和生活活动对港湾的影响研究却很少关注。总的来说，浙江基岩港湾淤泥质海岸的发育过程的相关研究较少，由于资料原因，缺乏大尺度的时间跨度研究，且对近几十年来人类活动对海岸演变的影响研究对象较为分散，前人的研究主要针对各个影响因子进行探索，没

16、有将浙江基岩淤泥质海岸演变研究做为一个整体系统进行分析。参考文献：1 V.L.Arnoldo, C.W.Kuo, K.T.Bosley,. Responseofthe lower Chesapeake Bay to forcing from Hurricane FloydJ. Continental Shelf Research, 2002,22：1715-1729 2 J.A.Barthology, Bartholomac, B.W.Flemming. Grain-size control of large compound flow-transverse bedforms in a tid

17、al inlet of the Danish Wadden SeaJ. Marine Geology, 2002,188:391-413 3 B.B.Ellwood, W.L.Balsam, H.H.Roberts. Gulf of Mexico sediment sources and sediment transport trends from magnetic susceptibility measurements of surface samplesJ. Marine Geology, 2006,230:2372484 C.Davies, J.Best, R.Collier. Sedi

18、mentology of the Bengal shelf, Bangladesh: comparison of late Miocene sediments, Sitakund anticline, with the modern, tidally dominated shelf, UKJ. Sedimentary Geology, 2003,155:271-3005 D.C.Mosher, K.Mram. Post-glacial evolution of Saanich Inlet, British Columbia: results of physical property and s

19、eismic reflection stratigraphic analysisJ. MarineGeology, 2001,174:59-77 6 D.FitzGerald, I.V.Buyevich. New England tidal inlets with special reference to riverine-associate dinlet systemJ. Geomorphology, 2002,48:179-208 7 D.M.FitzGerald, I.V.Buynevich, M.S.Fenster,et al. Sand dynamic at the mouth of

20、 a rock-bound, tide-dominated estuary, USAJ. Sedimentary Geology, 2000,131:25-498 D.L.Wooddruff, R.P. Stumpf, J.A. Pacrl. Remote estimation of Water Clarity inoptically complexe sturine watersJ. Remote Sens.Environ, 1999,68:41-52 9 F. Cayocca. Long-term morphological modeling of a tidal inlet: the A

21、rcachon Basin, FranceJ.Coastal Engineering, 2001,42:115-142 10 G.B.Pasternack, G.S.Brush. Biogeomorphic controls on sedimentation and substrate on a vegetated tidal freshwater delta in upper Chesapeake bayJ.Geomorphology, 2002,43:293-31111 I.E.Tonis, J.M.T.Stam, J.vandeGraaf. Morphological changes o

22、f the Haringvliete stuary after closurein 1970J.Coastal Engineering, 2002,44:191-203 12 J.A.Morales, J.Borrego, I.Jimenez, et al. Morphostrstigraphy of an ebb-tidal system associated with alargesp it in the Piedras Estuary MouthJ. Marine Geology, 2001,172: 225-241 13 L.A.Hofstede. Process-response a

23、nalysis for Hornum tidal inlet in the German Sector of the Wadden SeaJ.Quaternary International，1999,60:107-117 14 J.D.Restrepo, Bjorn, I.D.Correa,Juan Gonzalez.Morphodynamics of a high discharge tropical delta, San Juan River, Pacific coastal of ColombiaJ. Marine Geology, 2002,192:355-38115 K.Ch.Wo

24、ng. On the wind-induced exchange between Indian River Bay, Delaware and the adjacent continental shelfJ.Continental Shelf Research, 2002,22:1651-1668 16 L.A.Hobson, M.R.Mcquoid. Pelagic diatom assemblages are good indicators of mixed water intrusions into Saanich Inlet, a stratified fjord inVancouve

25、r IslandJ. Marine Geology, 2001,174: 125-138 17 L.K.Stewart, A.D.Heap, K.J.Woolfe. Evaluating the influence of tidal currents on the distribution of silt in Nara Inlet, central Great Barrier Reef, AustraliaJ.Sedimentary Geology, 2000,136,59-69 18 M.J.Mwamba, R.Torres. Rainfall effects on marsh sedim

26、ent redistribution, North InletJ.South Carolina, USA, Marine Geology,2002,189:267-28719 M.P.Weinstein, L.L.Weishar. Beneficial use of dredged material to enhance the restoration trajectories of formerly diked landsJ. Ecological Engineering, 2002,19:187-20120 L.Michael, ONeal, S.M.Geary. Late Quarter

27、nary stratigraphy and sea-level history of the northern Delaware Bay margin, southern New Jersey, USA: aground penetrating radar analysis of composite Quaternary coastal terrancesJ. Quzternary Science Riviews, 2002,21:929-946 21 R.J.Chant, M.C.Curran, K.W.Able, et al. Delivery of winter flounder lar

28、vae to settlement habitats in covesJ. Estuarine, coastal and shelf science, 2000,51: 317-33022 R.Ranasinghe,C.Pattiaratchi. Tidal inlet velocity asymmetry in diurnal regimesJ. Contenal Shelf Research, 2000,20:2347-2366 23 R.Ranasinghe, C.Pattiaratchi. The seasonalclosure of tidal inlet:Wilson inlet-

29、a case studyJ.Coastal Engineering, 1999,37:37-56 24 S.L.Goodbred, S.A.Kuehl. The significance of large sediment supply, active tectonism, and eustasy on margin sequence development: Late Quaternary stratigraphy and evolution of the Ganges-Brahmaputra delt, USAJ. Sedimentary Geology, 2000,133:227-248

30、25 Meinte Blaase, Changming Donga, Patrick Marchesielloc, James C. McWilliamsb, Keith D. Stolzenbach. Sediment-transport modeling on Southern Californian shelves.A ROMS case studyJ. 2007,27(6): 832-853.26 V. Hanquiez, T. Mulder, P. Lecroart, et al. Resolution seafloor images in the Gulf of Cadiz, Ib

31、erian marginJ.Marine Geology,2007, 246: 42-5927 V. Ramaswamy, B. Nagender Nath, P. Vethamony, et al. Source and dispersal of suspended sediment in the macro-tidal Gulf of KachchhJ.Marine Pollution Bulletin,2007,54:708-719 28 V.N.de Jonge, D.J.de Jone. Global change impact of inter-annual variation i

32、n water discharge as a driving factor to dredging and spoil disposal in the river Rhine system and of turbidity in the Wadden Sea, EstuarineJ. Coastal and Shelf Science,2002,55:969-99129 白占国,万国江.散落核素 Be和 Cs分布在洱海和红枫湖沉积物中蓄积对比J.地球化学,2002,31(2):113-118 30 边淑华. 基岩海湾潮汐通道动力地貌及其发育演变D.华东师范大学,200431 曹沛奎,董永发.浙

33、南淤泥质海岸冲淤变化和泥沙运动J.地理研究，1984,3(3):53-6332 陈耕心,李伯根,许卫忆.乐清湾潮汐特征及对潮滩沉积作用的影响J.东海海洋,1992,10(1):1-833 陈聚法.丁字湾水文环境特征J.黄渤海海洋,1997,l5(l):58-63. 34 崔金瑞,王文海.山东半岛南岸潮汐汊道式海湾海洋环境特征及开发功能探讨闭J.海岸工程,1991,10(2):44-49. 35 丁平兴,贺松林.湛江湾沿岸工程冲淤影响的预测分析:11.动力地貌分析J.海洋学报,1997,l9(l):64-72. 36 董丽晶,张志丹.浙江省乐清湾地区海涂演变动力机制研究J.国土与自然资源研究,2

34、004,(4):72-74. 37 高抒,谢钦春,冯应俊. 浙江象山港潮汐汊道细颗粒物质的沉积作用J.海洋学报1990,12(4):463-46938 巩明,李伯根,周鸿权等.乐清湾大乌港水道冲淤变化分析J.海洋通报,2011,30(2):205-212. 39 曾相明,管卫兵,潘冲等.象山港多年围填海工程对水动力影响的累积效应J.海洋学研究,2011,29(1):73-83. 40 谷国传,胡方西,张正惕. 浙东淤泥质海岸的泥沙来源和塑造机理J.东海海洋,1997,15(3):1-1241 贺松林,丁平兴.湛江湾沿岸工程冲淤影响的预测分析：I动力地貌分析J.海洋学报,1997,(90):55

35、-6342 季小梅,张永战,朱大奎等.乐清湾近期海岸演变研究J.海洋通报,2006,25(1):44-5343 黎广钊,农华琼,刘敬合.防城湾自然环境与沉积物组成分析J.广西科学院学报,1997,13(4):1-544 李伯根,许卫忆.乐清湾悬沙的浓度分布与运移J.东海海洋,1992，10(l):33-3945 李伯根,张瑾,周鸿权等.舟山岛马岙岸段海岸演变与水下岸坡冲淤动态J.海洋学报,2007,29(6):64-73. 46 李恒鹏,杨桂山.基于GIS 的淤泥质潮滩侵蚀堆积空间分析J.地理学报,2001,56(3):278-28647 李志永，倪勇强，耿兆铨.乐清湾泥沙运动数值模拟J.泥沙

36、研究,2004, 4:77-81 48 廖康明,吴秀杰,林雨良等.泉州湾海域海浪谱J.台湾海峡,1998, 17(3):282-88. 49 林宝荣,李凡,周天成.防城港拦门沙航道的泥沙来源及冲淤规律的研究J.海洋科学集刊,1986,(26):41-56. 50 刘振夏,夏东兴,王揆洋.中国陆架潮流沉积体系和模式J.1998，海洋与湖沼,29(2):141-147. 51 潘定安,汪思明,沈焕庭.湄州湾中央深槽及白牛浅滩的成凼探讨J.地理学报,1994,49(1):55-6352 任杰,刘沛然,戴志军.粤西海陵湾底质沉积特征与泥沙输运路径J.台湾海峡,2001, 20(l):96-10053

37、任美锷,张忍顺.潮汐汊道的若干问题J.海洋学报，1983，6(3):352-36054 王宝灿,金庆祥.浙江温州地区淤泥质海岸发育的探讨J. 华东师范大学学报,1983,(4):75-8655 夏东兴,刘振夏.我国邻近海域的水下沙脊J.黄渤海海洋,1983,1(1):43-5656 夏小明，谢钦春，李炎等.港湾淤泥质潮滩的周期变化J.海洋学报，1997,19(4):99-10857 夏小明,谢饮春,浙江三门湾海岸发育与持续利用J,海洋通报, 1996,15(4):49-5158 谢亚力,伍冬领.三门湾滩涂围垦对海湾水动力及海床影响初步分析C./中国水利学会2006年学术年会论文集.2006:3

38、78-38359 许卫忆,陈耕心.乐清湾的动力沉积过程J.海洋与湖沼,1992, 23(1):20-29. 60 杨世伦.中国淤泥质海岸的发育特点J.华东师范大学学报,1990,（4）:85-9161 杨治家.防城港拦门沙航道稳定性因素的分析J.海洋与湖沼,1989,20(3):244-25062 张乔民,郑德延,李绍宁等.湛江港潮汐汉道落潮流三角洲沉积动力过程J.地理学报,1995,50(5):421-42963 张忍顺.潮汐汉道的研究进展J.海洋通报,1984, 3(2):89-9664 赵鑫,黄世昌.乐清湾内外海混合浪与局地风浪的比较分析J.浙江水利科技,2005,6:5-965 周鸿权

39、,李伯根.象山港航道冲淤变化初步分析J.海洋通报,2007,26(4):34-4166 朱晓华,王建,蔡运龙. 基岩海岸节理对区域宏观断裂系的响应及其对海岸线分形性质的影响研究以中国福州市基岩海岸为例J.海洋通报,2003,22(5):20-25（三）项目主要研究开发内容、技术关键及主要创新点。主要开发内容： 基于系统动力学的基岩淤泥质港湾发育机理研究建立江沿海地区淤泥质港湾各影响因素的相关关系，探究入海泥沙量、港湾水动力、泥沙沉降机理、人类活动等影响因子在基岩淤泥质港湾形成中的作用及关系，并对各个影响因子进行建模，建立浙江基岩淤泥质港湾发育发展的SD模型。 基岩湾淤泥质港湾与人类活动的关系研

40、究分析近50年来，淤泥质基岩港湾地区的人海/人陆关系。主要通过，资料收集和遥感技术（RS）获取人类活动（土地使用和海域使用）变化数据，结合相关算法与模型分析基岩淤泥质港湾的促淤速度与人类活动的相关关系。1)、海岸带湿地景观格局变化研究经过外业验证后修正的矢量数据是景观格局指数计算的基础数据。通过相关软件进行数据格式转化后，利用地理信息系统软件的空间分析模块将所获取的景观信息数据导入，计算研究区域内湿地的斑块面积(CA)、斑块个数(NP)、最大斑块指数(LPI)和斑块占景观总面积的比例(PLAND)等景观格局指数，对湿地景观格局变化趋势与人类活动景观进行时空对比动态研究。2)、人类活动强度对湿地

41、生态系统影响评价基于遥感技术手段，利用景观生态学的理论与方法为指导，借助PSR概念模型，将遥感和景观生态学得到的各种指标参数有机的结合起来，开展人类活动干扰强度（生态干扰度）在浙江省基岩淤泥质港湾地区的科学研究。定量分析人类活动对湿地环境的影响，港湾地区工、农业的布局，对港湾环境及其海洋特别保护区的影响。 基岩淤泥质港湾的围垦前后的环境承载力影响评价海涂围垦对资源环境的影响研究：研究水下地形陡变的不同时空尺度多动力要素耦合规律；开展海涂围垦对水文动力及泥沙输运过程、海床变形和岸线演变的近、远期影响研究；筛选海涂围垦对资源、环境影响的指标，分析影响程度，建立评估模型。主要研究内容包括：1)、围垦

42、前后围垦区的水质、水动力、泥沙冲淤情况定量化对比分析。2）、主要针对基岩淤泥质港湾围垦区的滨海湿地生态系统评价，利用服务价值相关理论与方法，分析滨海湿地在生态、社会及环境保护中的作用，并定量给出湿地生态系统在围垦前后的的经济、社会和生态价值计算方法与结果。3) 选取合适的评价指标，分析围垦前后基岩淤泥质港湾资源（海涂资源、渔业等）的变化状况。技术关键：1) 基于系统动力学模型的基岩淤泥质港湾发育机理研究2) 环境承载力影响评价的指标体系及评价方法构建主要创新点：1) 利用系统动力学原理（SD模型），系统的分析研究了浙中南沿海地区淤泥质港湾的影响因子，极其彼此间的相关关系，建立浙江省东南沿海淤泥

43、质基岩港湾的发育模型。2) 建立基岩淤泥质港湾围垦潜力评价指标及方法体系，在乐清湾开展生态干扰强度，环境承载力影响评价。（四）项目预期目标（主要技术经济指标、社会效益、技术应用和产业化前景以及获取自主知识产权的情况）。从自然和人为因素两个方面来分析浙江省中南部沿海地区淤泥质港湾的形成，发育、发展过程；并在此基础上，探索基岩淤泥质港湾的发展变化对其沿海生态环境及人类生产、生活活动的影响。1) 通过对海岸带人类活动类型及干扰强度的界定，获取基岩淤泥质港湾地区基于地理信息系统的景观类型数据，建立西门岛景观格局演化及其人类活动强度信息数据集。2) 探索浙江省南部地区基岩海岸景观类型的时空演化过程，揭示

44、人类活动土地利用与海域使用对该地区岸线、滨海湿地生态系统的影响。3) 通过浙江省基岩淤泥质地区人类活动与环境影响评价研究的相关成果，为港湾环境保护政策制定和管理提供信息和决策支持。（五）项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解。 基岩淤泥质港湾发育机理与围垦潜力研究（1）资料收集及数据整编收集整合近十年来浙江基岩淤泥质港湾高分辨率遥感影像、水文、泥沙、水质、底质、生物、生态、渔业资源等资料；水深地形图、土地利用图、植被覆盖类型图、城市规划图等图集；海洋功能区划、经济发展规划、沿海海涂围垦及开发利用规划等区划、规划；海涂开发利用现状、社会经济发展状况的基础数据。（2）补充调查与监测水动力条件调

45、查与分析。以现场观测为主，结合不同历史时期的水动力资料模拟、综合分析浙江省基岩淤泥质港湾水域的水动力环境，充分利用“908”地形测量与分析的有关调查成果。（3）基于SD的浙中南淤泥质港湾形成、发育机理研究通过收集收料和实测站位资料建模回归分析，建立基于泥沙供给、泥沙沉积机理、泥沙输送动力、人类活动干扰和历史演变过程研究的浙江基岩淤泥质港湾发育机理。着重探讨沿岸流、风暴潮、潮汐、入海江河、岸线变化、人类土地利用与海域使用等因素对基岩淤泥质港湾发育的影响。基岩淤泥质港湾发育的影响要素及其关系 基于RS的基岩淤泥质港湾遥感信息数据反演技术研究1）基岩淤泥质港湾资源与海岸带环境类型分类体系研究 建立分

46、类体系按照908分类、湿地景观分类体系，结合基岩淤泥质港湾资源特点，建立一套科学的、基于生态评价与管理的围垦区海涂资源与环境分类系统，包括土地利用类型、海域使用类型、海涂类型等，主要有：生物因子分类，包括优势特征植被种群如芦苇、碱蓬、米草等。环境因子分类，包括河道、坑塘，河口湖、河口湿地海涂、潮间带的海涂、泥滩和河漫滩等。人类开发活动要素分类，主要包括：水田、旱地、家畜禽养殖、农用灌溉水渠用地等；围海养殖；道路、桥梁、居民点、盐田、旅游娱乐用地、旅游基础设施建设、浴场、游乐场等。 分类编码设计对围垦区海涂资源与环境类型进行编码有利于建立信息系统和信息的查询。海岸带湿地编码系统采用5级字母加数字

47、编码。第一级生物、环境和人类活动的编码分别为A、B和C。每一级类型的编码分别是其上一级的编码加上自己的排序，第5级编码为两位数字。编码设计该编码系统的优势在于具有很大的灵活性，可以根据不同地区特殊的景观类型进行编码增补。本分类系统适合人类活动剧烈，资源类型变换频繁的海岸带地区，并能给予后期监管和评价部门更大的自主空间。2）遥感卫星影像的外业控制点测量 外业踏勘根据基岩淤泥质港湾资源与环境类型设计研究区域外业踏勘路线，在外业踏勘过程中，开展海涂地物类型判读、定位，地物光谱测量等工作。记录每个踏勘点地理位置、湿地类型、植被类型、地貌类型、岸线类型、潮间带类型等地物特征，并拍摄踏勘照片。 控制点测量

48、地面控制点选择：选取地面具有明显标志的、相对固定的地点，并且能在卫星遥感影像上能够清晰显现，控制点的布设依据图像分布面积大小进行均匀布设。控制点测量采用差份GPS技术获取图像精校正所需要的控制点，采用包括RTK等测量设备及与之配套的测量软件测量地面控制点，同时绘制测量控制点周围的地物草图，拍摄测量控制点四周的照片。江苏海涂外业控制点布设入下图所示：4）数据预处理：主要包括图像几何精校正、图像融合、图像镶嵌等内容。流程图入图所示。原始高分遥感影像几何精校正影像控制点数据校正模型融合影像预处理结果影像主成分变换图像镶嵌图3 数据预处理流程图5）海涂资源与环境信息提取海涂资源与环境信息提取主要是围绕

49、海涂资源与环境类型的分类体系开展相关技术研究，技术路线入下图所示。 海涂资源信息提取图层：海涂资源信息提取：特征提取： 边缘检测 区域分割 目标识别影像分类： 监督分类 非监督分类预处理后影像岸线信息滨海湿地信息植被信息土地利用信息潮间带信息图4 遥感信息提取类型图 岸线信息提取不同类型的海岸形成机理不同，形态各异，在遥感影像上表现的纹理特征不同，因此，利用遥感进行海岸调查时针对不同类型的海岸，其方法可能不同。主要遵循以下信息提取基本步骤。（I）水边界线提取。利用陆地和海水在遥感图像上成像特征的差异，特别是多光谱遥感的近红外波段陆地和海水在图像上的差异很大，可以用人机交互或模式识别法提取陆地和

50、海水的水边界线。（II）海岸线类型识别。不通海岸类型，在遥感图像上的形态特征和色调都存在很大的差异，可以利用人机交互法和模式识别等方法进行划分。 滨海湿地信息提取滨海湿地是在特殊的地理位置和环境条件下产生的特殊的地理类型，其在地面形态、植被、水体、土壤等方面具有特殊性。由此滨海湿地对电磁波的响应特征也将区别于其它地物，具有特有的光谱曲线。从而在多光谱遥感图像上滨海湿地将表现为特殊的图像特征，且不同类型的湿地，由于其覆盖物不同，其光谱特征也各不相同，可以利用多光谱遥感图像可以提取滨海湿地的信息。（I）分析调查区域的湿地相关资料和外野踏勘成果，分析调查范围内不同湿地的分布类型与分布特征，总体掌握调

51、查区域湿地的宏观分布特征。（II）湿地类型调查。根据不同湿地类型的遥感成像特征，采用监督分类法解译湿地类型。 植被信息提取植被是海涂资源与环境的重要内容，主要是耕地、林地和草地等植被类型的分布状况。调查的信息主要包括植被分布的面积、形状、类型等信息。由于植被生化成分和理化特性的巨大差异，致使植被具有特殊的光谱响应曲线。植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）被广泛地用于从遥感图像中提取植被信息。同时不同植被具有各自的光谱曲线和纹理特征，从而在多光谱遥感图像上表现为不同的图像特征，可以通过光谱分析、图像分类处理提取植被分布类型及其信息。

52、土地利用信息提取土地利用调查主要是海涂的土地利用状况，包括耕地、园地、林地，草地、居民点及工矿用地、交通用地、水域和未利用土地等。不同的土地利用类型具有不同的形态特征、地面结构，而且具有各自的地理位置分布特征。比如交通用地通常为现状或条带状，围填海用地是具有规则的边界，居民地用地特别的是城镇用地是成片而且间有网状的街道或道路，港口用地通常靠近于码头的海岸边。土地利用类型的空间特征将在遥感图像上表现为图像斑块形状和纹理特征的差异，基于这些差异，采用监督分类和人工解译方法可以从遥感图像上提取获得土地利用状况的信息。6）外业验证外业验证包括遥感影像校正精度验证和信息提取类型精度验证。遥感影像校正精度

53、验证，实地随机采集地面检查点数据，用erdas软件检查图像点误差信息，确保检查点误差小于一个像元。信息提取类型精度验证，采用设定路线法对卫星遥感调查获取的海涂资源与环境类型进行现场验证。 基岩淤泥质港湾围垦区的人类活动影响评价研究（1）港湾湿地环境与人类活动的景观格局分析研究景观空间格局影响生态学过程（如种群行为、动物行为、生物多样性、生态生理和生态系统过程等）。景观指数是景观格局分析的评价指标。景观格局特征可以在3个层次上分析：单个斑块（individual patch）。由若干单个斑块组成的斑块类型（patch type或class）。包括若干斑块类型的整个景观镶嵌体（landscape

54、mosaic）。因此，景观格局指数亦可相应地分为斑块水平指数（patch-level-index）、斑块类型水平指数（class-level index）以及景观水平指数（landscape-level index）。1）景观多样性指数（landscape diversity index） 多样性指数H是基于信息论基础之上，用来度量系统结构组成复杂程度的一些指数。常用的包括以下两种。Shannon-Weaver 多样性指数： 式中，是斑块类型k在景观中出现的概率（通常以该类型占有的栅格细胞数或像元数占景观栅格细胞总数的比例来估算），n是景观中斑块类型的总数。Simpson多样性指数： 式中的各

55、项定义同前。多样性指数的大小取决于两个方面的信息：一是斑块类型的多少（即丰富度），二是各斑块类型在面积上分布的均匀程度。对于给定的n，当各类斑块的面积比例相同时（即），H达到最大值。通常，随着H的增加，景观结构组成的复杂性也趋于增加。 2）景观优势度指数（landscape dominance index）优势度指数D是多样性指数的最大值与实际计算值之差。其表达式为： 式中，Hmax是多样性指数的最大值，Pk是斑块类型k在景观中出现的概率，m是景观中斑块类型的总数。通常，较大的D值对应于一个或少数几个斑块类型占主导地位的景观。3）景观均匀度指数（landscape evenness index）均匀度指数E反映景观中各个斑块在面积上分布的不均匀程度，通常以多样性指数和其最大值的比来表示。以Shannon多样性指数为例，均匀度可表达为： 式中，H是Shannon多样性指数，Hmax是其最大众。显然，当E趋于1时，景观斑块分布的均匀程度亦趋于最大。4）景观形状指数(Landscape shape index)景观形状指数LSI与斑块形状指数相似，指示将计算尺度从单个斑块上升到整个景观而已。其表达式如下： 式中，E为景观中所有斑块边界的总长度，A为景观总面积。当景观中斑块形状不规则或是偏