（自然地理学专业论文）河北七里海潟湖湿地动态演变与环境整治研究.pdf

摘要 渴湖湿地是重要的海岸湿地类型之一，是与人类最为密切的生态环境和自然资源的 重要组成部分，是自然界最富生物多样性的生态景观。具有较高的生态、资源、环境、 和休闲旅游等价值。同时，因地处海陆交互作用地带，受海陆动力变化及人类活动影响 较大，环境演变迅速且动因复杂，是进行湿地形成演变和湿地退化研究的绝佳场所。 七里海溺湖位于滦河口以北2 0 k m 处，是典型的半封闭式涡湖，是国内仅存的现代 渴湖之一。由渴湖水体、湖内水生生物和候鸟、水禽等组成的溺湖生态系统，在海岸 涡湖湿地中具有较强的典型性和代表性。2 0 世纪4 0 年代以来，受围垦种稻、围湖晒盐、 流域治理、围堤蓄水、筑池养虾等一系列高强度人类开发活动的影响，天然湿地面积大 幅减少，稻田、养殖池塘等人工湿地面积不断增加，致使七里海湖面萎缩，生物多样性 锐减，水质恶化，溻湖湿地生态功能退化现象日渐严重。因此，系统研究七里海渴湖湿 地的发育与演变过程，探讨环境退化原因，分析漏潮湿地退化下的生态环境效应，对于 保护和合理开发利用渴湖湿地资源具有重要意义。 本文以1 9 8 7 年、1 9 9 1 年、1 9 9 4 年、1 9 9 8 年、2 0 0 2 年、2 0 0 5 年六期t m 遥感数据， 1 9 1 9 年、1 9 5 6 年、19 6 9 年、1 9 8 0 年4 期地形图为主要数据源，利用r s 、g t s 技术提取 七里海溺湖湿地的动态变化信息，分析其历史形成过程及百年来的演化过程；依据历史 统计资料和实地观测数据，研判影响七里海渴湖湿地演变的自然因素和人为因素，并运 用综合评价指数法对各时段渴湖退化程度进行定量评价；基于评价结果，遵从可行性原 则、稀缺性和优先性原则、美学原则，运用生态学、水动力学理论和方法提出羯湖湿地 的环境整治措施。 研究结果表明： ( 1 ) 人类长期高强度的开发利用，使七里海渴湖天然湿地面积逐渐减少，人工湿 地面积不断增加。天然湿地所占湿地总面积比例由1 9 5 6 年的9 6 缩减为2 0 0 5 年的1 9 ： 1 9 8 7 年养殖池塘面积为3 4 9 3 h m 2 ，2 0 0 5 年为1 1 2 8 4 h m 2 ，比1 9 8 7 年增加2 2 3 倍。 ( 2 ) 漏湖湿地的演变引发生物多样性降低、景观日趋单一、生态环境功能减弱等 系列生态环境问题。 ( 3 ) 对涡湖湿地退化程度定量分析显示：1 9 5 6 年至2 0 0 5 年，漏湖湿地退化程度逐 渐增大。主要退化表现为溺湖淤积严重，湖盆面积萎缩，水质恶化。主要诱因为渴湖淤 积、渴湖围垦、渴湖污染、过度捕捞等。 儿i ( 4 ) 退养还湖、清淤浚深、疏通潮汐通道、污染治理等是恢复七里海渴湖原有生 态服务功能、延缓渴湖退化进程的有效措施。 关键词：七里海渴湖湿地动态演变退化评价环境整治 a b s t r a c t l a g o o ni s o n eo ft h em o s ti m p o r t a n tt y p e so fc o a s t a lw e t l a n d sa n dt h ei m p o r t a n t c o m p o n e n to fe c o l o g i c a le n v i r o n m e n ta n dt h en a t u r a lr e s o u r c ew h i c ha r ec l o s e s t 谢t h h u m a n a n di ti st h er i c h e s tb i o d i v e r s i t ye c o l o g yl a n d s c a p ei nn a t u r e , w i t hg r e a tv a l u e si n t e r m so f n a t u r a lr e s o u r c e ，t o u r i s m ，e n v i r o n m e n ta n ds c i e n t i f i cr e s e a r c h i ti st h ee x c e l l e n tp l a c e f o rr e s e a r c hc a r r i e d0 1 3t h ew e t l a n dt of o r m ，e v o l v ea n dt h ew e t l a n dd e g e n e r a t i o n ，b e c a u s ei t i si nt h er e g i o nw h e r et h ef l o o da n df i e l dc o r r e l a t e i si n f l u e n c e db i g g e rb yt h ef l o o da n df i e l d p o w e r c h a n g ea n dt h eh u m a na c t i v i t y , a n dt h ee n v i r o n m e n te v o l v e sr a p i d l ya n dt h ea g e n ti s c o m p l e x m q i l m a il a g o o ni sat y p i c a ls e m i - e n c l o s e dl a g o o nw h i c hi sl o c a t e di nt h e2 0 k mt ot h e n o r t ho f t h el u a n h er e v e ra n di ti so n eo ft h em o d e r nl a g o o no n l ye x i s ti nc h i n a i th a st y p i c a l n a t u r ea n dr e p r e s e n t a t i o na n di st h el a g o o ne c o s y s t e mc o m p o s e db yt h ew a t e rb o d y , t h e a q u a t i co r g a n i s ma n dt h em i g r a t o r yb i r d ，t h ea q u a t i cb i r da n ds oo n b y19 4 0 s ，t h en a t u r e w e t l a n dh a sag r e a td e a lo fd e c r e a s ea n dt h em a n m a d ew e t l a n di n c r e a s e s u n c e a s i n g l y ，b e c a u s ei t i si n f l u e n c e db yas e r i e so fh i g hs t r e n g t hh u m a n i t yd e v e l o p m e n t o p e r a t i o n ，f o re x a m p l e ，e n c l o s e st i d e l a n df o rr i c ec u l t i v a t i o n ，p r o d u c t e ds a l tb yt h el a g o o n ， t h eb a s i ng o v e r n m e n t ，t h ed i k i n gs t o r a g e ，b u i l d i n gt h ep o n dt or a i s et h es h r i m p t h ea r e ao f q i l i h a il a g o o nw i t h e r e d ，t h eb i o d i v e r s i t ys h a r pd e c l i n e da n dh a sd e g r a d a t e ds e r i o u s l y s ot h e s t u d yo nl a g o o n a l w e t l a n d s f o r m a t i o n ，e v o l u t i o n ，c a u s e s o fw e t l a n de n v i r o n m e n t a l d e g r a d a t i o na n dt h e i re f f e c to ne e l ) 一e n v i r o n m e n ta r ev e r ys i g n i f i c a n tf o rl a g o o n a lw e t l a n d r e s o u r c e sp r o t e c t i o n t h i sp a p e rc h o o s e dt mr e m o t es e n s i n gi m a g e so f1 9 8 7 ，1 9 9 1 ，t 9 9 4 ，1 9 9 8 ，2 0 0 2 ，2 0 0 5 ，f o u r s e t so fh i s t o r ym a p s ：l919 ，19 5 6 ，1 9 6 9 ，19 8 0 ，a n de x t r a c t e dt h ed y n a m i cc h a n g ei n f o r m a t i o nb y u s i n gr sa n dg i st e c h n o l o g i e s ，a n da n a l y s e dt h eh i s t o r i c a lp r o c e s so v e rt h ep a s t10 0y e a r s b a s e d0 1 1 1h i s t o r i c a ls t a t i s t i c si n f o r m a t i o na n do b s e r v a t i o nd a t a ，a n a l y s e dt h en a t u r a lf a c t o r s a n dt h eh u m a nf a c t o r sw h i c hi m p a c to nt h ee v o l u t i o no ft h eq i l i h a i l a g o o nw e t l a n d a c c o r d i n gt oc o m p r e h e n s i v ei n d e xv a l u a t i o nm e t h o d ，e v a l u a t e dt h ee x t e n to fd e g r a d a t i o no f t h el a g o o nd u r i n gaq u a n t i t a t i v e t i l i sp a p e ru s e dt h i r d - e f f e c t i v et oc o m b i n ee c o l o g y - o r i e n t e d p r i n c i p l e , f e a s i b i l i t yp r i n c i p l e ，t h ep r i n c i p l eo fs c a r c i t ya n dp r i o r i t y , a e s t h e t i cp r i n c i p l ea st h e p r i n c i p l eo ft h er e c t i f i c a t i o n u s i n gt h eh y d r o d y n a m i cm o d e l ，s e l e c t e dt h eo p t i m a lp r o g r a m m e a b o u tt h er e h a b i l i t a t i o no ft h et i d a lc h a n n e l 。r h er e s u l t ss h o w e dt h a t - ( 1 ) h u m a n sl o n g t e r ms t r e n g t hd e v e l o p m e n ta n du s ec a u s e dt h en a t u r ew e t l a n d v d e c r e a s i n ga n dt h em a i l - m a d ew e t l a n di n c r e a s i n gu n c e a s i n g l y t h en a t u r a lw e t l a n da c c o u n t s f o rt h ew e t l a n dt o t a la r e ap r o p o r t i o nb y9 6 i n19 5 6d e f l e c t e d19 i n2 0 0 5 t h ea r e ao ft h e b r e e d i n gp o n di s3 4 9 3 h m 2 ，t h ea r e ai s 112 8 4 h m 2i n2 0 0 5w h i c hi si n c r e a s e s2 2 3t i m e s c o m p a r e dt o19 8 7 ( 2 ) t h ee v o l u t i o no ft h el a g o o ni n i t i a t e db i o d i v e r s i t yr e d u c i n g , t h el a n d s c a p et ob e u n i t a r yd a yb yd a y , t h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n tf u n c t i o nt ow e a k e na n ds oo nas e r i e so f e c o l o g i c a le n v i r o n m e n tq u e s t i o n ( 3 ) u s i n gc o m p r e h e n s i v ei n d e xv a l u a t i o nm e t h o d ，t h i sp a p e ra n a l y z e dt h ee x t e n to f d e g r a d a t i o no ft h et i m e t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ，t h ee x t e n to fd e g r a d a t i o nh a si n c r e a s e df r o m 19 5 6t o2 0 0 5 t h em a i nd e g e n e r a t e dp e r f o r m a n c ei s ：t h eb a s i nw a ss e r i o u s l yf i l l e du pa n d w i t h e r e d ，a n dt h ew a t e rq u a l i t yb e c o m e sw o r s e t h ep r i m a r yc a u s ei s ：r e c l a m a t i o n ，p o l l u t i o n ， o v e rf i s h i n ga n ds oo n ( 4 ) e l i m i n a t i n gt h eb r e e d i n gp o n dt or e t u r ef o rt h el a k e ，t h ed e s i l t i n gt od r e d g et h eb a s i n ， t h e0 p 枷n gt h et i d a lc h a n n e l ，a n dt h ep o l l u t i o ng o v e r n m e n ta n ds oo ni se f f e c t i v ea c t i o n r e s t o r i n gt h eq i l i h a il a g o o nt ot h es e r v i c ef u n c t i o no fo r i g i n a le c o l o g y , a n dp o s t p o n i n gt h e d e g e n e r a t e da d v a n c e m e n to ft h el a g o o n k e y w o r d s ：t h eq i l i h a il a g o o nw e t l a n d ；d y n a m i ce v o l u t i o n ；d e g r a d a t i o n ；e v a l u a t i o n ；t h e i m p r o v e m e n to ft h ee n v i r o n m e n t v i 学位论文原创性声明 本人所提交的学位论文河北七里海漏湖湿地动态演变与环境整治研究，是在导 师的指导下，独立进行研究工作所取得的原创性成果。除文中已经注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中标明。 本声明的法律后果由本人承担。 论文作者( 签名) ：方j 矿要 沙苫年厂月，日 指导教师确认( 签名) 堰年孓r | s 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北师范大学可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在年解密后适用本授权书) 论文作者( 签名) ： 荔咖圭 沙口3 年 t 1 7 m s 。 表2 2 各向最大风速、平均风速、频率统计表 2 4 水文 2 4 1 海洋水文 2 4 1 1水温 年平均海水温度为1 3 2 1 5 9 ，平均水温年内变化峰谷明显，以1 月最低，为 1 1 ，8 月最高，为2 6 3 。冬季有海冰。 2 4 1 2 盐度 年平均海水盐度为3 1 9 8 3 - - - 3 4 2 7 8 ，近年来8 月实测盐度呈波状变化，2 0 0 2 年最高， 为3 4 8 3 ，2 0 0 5 年最低，为3 0 5 9 ( 图2 4 ) 。 2 4 1 - 3 潮汐与潮流 量 1 0 2 5 2 滨海风沙土 分布于海岸沙丘，成土时f f j j 短，地表植被稀疏，有机质含量低，土壤透水性强，保 水力差，地下水埋藏深。 2 5 3 沼泽土 分布于溺湖周围低洼处，为常年地表渍水，在还原作用下形成的水成土壤。植被主 要有苗蒲、芦苇等群落，植物残体不能充分分解，地表有冉机质累积。全剖面有潜育特 征上色呈蓝灰色。 2 j 4 滨海盐土 分布于漏湖潮问带和河口岸线低平地，发育在海相沉税母质上，尚未脱离海水影响， 盐分组成以氯化物为主，近海呈光板状态。 2 5 5 滨海新积土 分布于海滩附近低平开阔地带，多以微起仕的沙丘、沙堤存在，成土时间极短，且 存成土过程中持续受到海水潮汐的侵蚀及潮流携带的堆积作用，剖面沉积层次明显，土 壤颗粒粗，孔隙大，土壤的水肥气热状况差，植被稀疏，土要生长沙引草( m e s s e r s c h m i d i a s i b i r i c al i n n ) 、沙钻( s i l t a g o 1 a p o n i c a ) 及盐地碱蓬( s u a e d as a l s a ) 等。 2 6 空间资源 静f 究区总面积为2 1 3 2 3 8 肼，其中水域面积为1 6 8 9 3 毋醑，占总丽积的7 9 ，其 他七地利用类型占地面积分别为：耕地3 2 3 3 0 h m 2 ，林地4 5 ，l7 1 1 m 2 ，交通用地1 4 i5l h s n 2 ， 居魁点及工矿用地2 0 。3 1 3 h m 2 未利用土地4 0 。l o o h m 2 ( 表2 1 3 ) 。 表2 r 3七里海各土地利用类型面积 2 7 生物资源 2 7 1 陆地生物 2 7 1 ，l陆地植物 研究区附近的陆地生物资源分为植被资源和动物资源。 有陆生植物3 0 4 种，分属于6 4 科1 8 6 属。其中，蕨类植物2 科2 属2 种，种子植 物6 2 科1 8 4 属3 0 2 种( 表2 4 ) 。 表2 4 陆生植物科属种统计汇总表 门亚门纲科属种 蕨类植物 种子植物 裸子植物 被子植物 取子叶植物 单子叶植物 2 2 4 3 1 7 2 2 1 2 9 5 3 2 2 2 1 8 8 2 湖滩近岸区域以盐地碱蓬群落、獐茅( a e l u r o p u s ) 群落、芦苇群落为代表性植被， 防护林带咀刺槐( r o b i n i ap s e u c d o a c a c i a ) 林、杨树( p o p u l u s ) 林、紫穗槐( a m o r p h a f r u t i c o s a ) 灌丛为代表性植被，海滩附近区域以砂钻苔草群落为代表性植被。 2 7 1 2 陆地动物 研究区植被覆盖率高、滩涂面积大、人类活动相对较少，蔽敌条件较好，动物种类 较多，有兽类1 3 种，其中，食虫目1 科1 种、翼手目1 科2 种、食肉目2 科3 种、兔 形目1 科1 种、啮齿目2 科5 种、鳍足目1 科1 种；爬行动物7 种，其中龟鳖目l 科1 种、蜥蜴类2 科2 种、蛇类1 科4 种；两栖动物4 种，其中，无尾日2 科4 种。 常见鸟类有小鹧鹏( 诒c 脚凇r u f i c o l l i s ) 、黑颈鹌鸱( p o d i c e p sn i g r i c o l l i s ) 、绿鸬 鹚( p h a l a c r o c o r a xc a p i i l a t u s ) 、白鹳( c i e o n i ac i c o n i a ) 、琵嘴鸭( a n a sc l y p e a t a ) 、赤颈 鸭( a n a s p e n e l o p e ) 、鹊鸭( b u c e p h a l ac l a n g u l a ) 、鸳鸯( a i x g a l e r i c u l a t a ) 、丑鸭( h i s t r i o n i c a s h i s t r i o n i c u s ) 、棉凫( n e t t a p u sc o r o m a n d e l i a n u s ) 、长尾鸭( c l a n g u l ah y e m a l i s ) 、白秋沙 鸭( m e r g u sa l b e l l u s ) 、红胸秋沙鸭( m e r g u ss e r r a t o r ) 、普通秋沙鸭( m e r g u sm e r g a n s e r ) 、 赤麻鸭( 勋如聊口f e r r u g i n e a ) 等1 5 种。 根据栖息地生态特征可分为滩涂浅海鸥鹬鹆群落、湖塘一鹤鸭群落、草甸一鹤鹭群落、 森林一喜鹊( b l a c k - b i l l e d m a g p i e ) 群落、村落一燕雀( f r i n g i l l am o n t i f r i n g i l l a ) 群落等。 2 7 2 海洋生物 海区基础生产力较高，曾是渤海渔业生物资源的繁殖场所。根据2 0 0 4 年河北省海 1 2 洋资源调查和2 0 0 5 年监测资料，渴湖有海洋生物5 1 种，其中浮游植物1 1 种、浮游动 物1 2 种，底栖动物5 种，游泳动物2 3 种。 2 7 2 1 浮游植物 潮汐通道口门附近海域监测采集到浮游植物1 1 种。其中，夏季( 8 月中旬) 检测出 5 种，以辐射圆筛藻( c o s c i n o d i s c u sr a d i a t u s ) 为优势种，数量占浮游植物总数的9 2 以上；春季( 5 月中旬) 检测出浮游植物6 种，夜光藻( n o c t i l u s s c i e n t i l l a n s ) 为优势种、 数量占浮游植物总数的3 4 2 。 2 7 2 2 浮游动物 在潮汐通道口门附近海域监测采集到浮游动物2 1 种。其中，春季1 4 种，平均生物 量10 6 0 毫克立方米，平均浮游动物个体数2 7 4 1 个立方米，长尾类幼虫为浮游动物优 势种，数量占浮游动物总数的9 8 7 ；夏季1 5 种，平均生物量1 4 7 毫克立方米、平均 浮游动物个体数3 1 8 5 个m 3 。 2 7 2 3 底栖动物 春季( 5 月) 在涡湖口门监测采集到底栖动物5 种，断面平均生物量7 5 3 9 m 2 ，断 面平均栖息密度2 3 7 个m 3 。哈氏美人虾( c a l l i a n a s s ah a r m a n d i ) 为底栖动物优势种， 数量占底栖动物的6 3 6 - 9 6 9 ，生物量占底栖动物的4 6 9 - - 7 0 1 。 2 7 2 4 游泳动物 七里海渴湖曾是多种鱼虾繁殖的场所，水产资源丰富，带鱼( c a l l i o n y m u s r i c h a r d s o n ) 、黄鱼( p s e u n d s i a e n ap o l y a t i s ) 、梭鱼( m u g i ls o i u y ) 、鲅鱼( s c o r n b e r o m o r u s n i p h o n i u s ) 、鲈鱼( l a t e o l a b r a x j a p o n i e u s ) 以及梭子蟹( p o r t u n u st r i t u b e r c u l a t u s ) 、对虾 ( p e n a e u so r i e n t a l i sk i s h i n o u g e ) 等都曾以此为栖息繁殖地，现因漏湖生态功能退化和整 个渤海鱼种组成变化，溺湖的游泳动物大为减少。 渴湖人工养殖生物主要为对虾( 日本车虾、南美白虾) 、河鲍( p a r a l u t e r e s p r i o n u r u s ) ( 东方鲍) 、海参( h o l o t h u r i a ) 等。 2 8 港址资源 新开口属河口港址资源类型，资源基础为宽约8 0 m ，长约1 2 0 0 m ；水深约2 m 的渴 湖潮汐通道。海域底质以沙质和粉沙质为主，沿岸泥沙纵向运动明显，口门处发育有拦 门沙坝，5 m 等深线距岸1 0 0 0 - - - 5 0 0 0 m 。近岸水深条件差，水下岸坡较陡，坡度为5 ； 波浪大，泥沙运动活跃，水下沙堤发育，防浪、拦砂堤整治量大。 目前，建有一级渔港新开口渔港，是滦河n 渔场作业船只的重要避风和水产品 集散地。渔港水域面积2 5 h m 2 ，陆域面积6 0 h m 2 ；港内建有渔码头8 5 0 m ，码头岸线长度 2 2 0 0 m ；由岸向海伸入有两道抛石防浪堤，北防浪堤长约5 0 0 m ，南防浪堤长约6 0 0 r n ； 港内航道宽l o o m ，平均水深3 2 m ；港内可窑1 3 5 h p 渔船8 0 0 艘，可为3 0 0 h p 渔船提供 靠泊和避风地。 2 9 旅游资源 研究区旅游资源主要由海滩、溺湖水面、防护林带和渔港民俗等组成。是都市人群 休闲度假的理想场所。 旁依数十公里的金色海滩，以域广、坡缓、沙软、潮平、水清、浪小而著称，有沙 漠与大海的吻痕之美誉，2 0 0 5 年被中国国家地理评为中国虽美的八大海岸之一。 防护林带是构成研究区景观的重要背景资源，是游客进行森林浴、观赏海岸植被和 森林鸟类的极佳场所。 渴湖水面开阔，烟波浩淼，水中有鱼、虾畅游，湖面有水禽嬉戏，空中有飞鸟盘旋 飞翔，可作为游客嬉水和皮划艇等水上运动的基地 2 4 1 。 新开r 1 渔港是昌黎县最大的渔港。可开展大海泛舟、垂钓、捕鱼、收贝，海味品尝， 水上渔家观赏等民俗旅游项目。并可依托该港开展游艇休闲等高端旅游项目。 1 4 3 数据处理 3 1 数据的收集 鉴于渴潮湿地演变的是一个长周期的历史过程，研究所需数据资料的收集应以具有 尽可能长的时间跨度和较连续的时问序列为原9 1 0 。 3 1 1 遥感数据的收集 收集的遥感数据起始点为1 9 8 7 年，终点为2 0 0 5 年，时问跨度1 8 年。考虑到近二 十年来渴湖湿地受人为干扰较大演变进程加快，资料的时阃间隔应相对较短。据此，选 取1 9 8 7 年、1 9 9 1 年、1 9 9 4 年、1 9 9 8 年、2 0 0 0 年、2 0 0 2 年和2 0 0 5 年的7 景卫星影像( 表 3 1 ) 作为数据源，用以获取19 8 7 年2 0 0 5 年闻不同年份的端潮湿地时空演变信息。 同时，增选2 0 0 0 年航空遥感影像怍为参考数据，咀辅助提高对公路、工厂、荒草 地、芦苇地等地物分辨率， 丧3 1 卫星遥感数据参数 3 1 2 非遥感数据的收集 ( 1 ) 地形图数据 收集的地形图起始点为1 9 1 9 年，终点为t 9 8 0 年，时削跨度6 1 年，包括1 9 1 9 年( 民 国八年) 、1 9 5 6 年、1 9 6 9 年、1 9 8 0 年四期。其中，1 9 1 9 年地形图包括l ：5 0 0 0 0 和1 ： 1 0 0 0 0 0 两种比例尺；1 9 5 6 年、1 9 6 9 年、1 9 8 0 年地形图比例尺为1 ：5 0 0 0 0 。经扫描形成 栅格图像，用以获取1 9 1 9 年1 9 8 0 年问不同年份的渴湖湿地时空演变信息。 ( 2 ) 史料数据 包括1 9 9 2 年1 2 月出版的 昌黎县志、1 9 9 4 年1 月出版的河北省志第4 卷海 洋志和于1 9 9 5 年t 2 月山版河北省志第2 0 卷水利志。用以获取历史时期龋湖 湿地彤成与演变的相关信息。 ( 3 ) 调查及实测资料 包括研究区植被调查、地貌调查、土地利用类型调查( 包括稻田、养殖池塘、修船 厂、工矿等) 湿地调查资料以及七里海涨落潮水流流速实测数据等。用以反映渴湖湿地 的现状。 3 2 遥感数据的处理与解译 遥感数据的处理是数据解译前的必要准备，数据处理的准确程度将直接影响到解译 精度，解译精度也将影响到数据统计结果，以致影响到整个分析结果【n 】。因此，本文在 进行遥感数据处理过程中严格按图3 1 所示流程进行。 检 验 不 a 口 格 图3 1 数据处理流程 3 2 1 遥感数据的几何精校正 本文选取的遥感数据处理软件为美国e s r i 公司发行的e r d a si m a g i n e8 6 。以 2 0 0 0 年t m 影像作为参考数据，采用高斯克吕格投影，k r a s o v s k y 椭球体，对收集的遥 感数据进行几何精校正，将不同时相遥感图像校正到统一的投影与坐标系下，以便于数 据间的对比和分析。 3 2 1 1 坐标变换 确定最佳的数学变换方式，建立控制点的地图空间和图像空间之间的坐标换算函数 式，从而把各控制点从地理空间投影到图像空间上去。本文采用p o l y n o m i a l 即多项式变 换内插法，多项式的转换次数选择3 次方。 3 2 1 2 选择g c p 选择g c p 是几何校正过程中最重要的一步。校正后图像的最终精度，直接取决于 所选g c p 的精度、分布和数量，而控制点的精度与图像的质量以及g c p 位置的清晰度 密切相关1 2 】。研究区内有大面积的养殖池塘分布，养殖池塘围埝的交叉点较明显( 图 3 2 ) ，是理想的g c p 选择点。 g c p 的最小数目n 由以下公式决定： n ：坠! 巡至 2 式中，t 为多项式的转换次数，n 为g c p 最小数。 v x e w e r1 3 e - ， 囝 6 c p 辩1 她江 ( 3 1 ) 图3 2 养殖池塘交叉点作为g c p 点 3 2 1 3图像的重采样 重采样是对图像数据进行亮度值的插值计算，重新建立起新的图像矩阵。重采样能 保证校正空间中网格像元点均匀分布输出。重采样过程本文采用最近邻点内插法 ( n e a r e s tn e i g h b o r ) ，以距内插点q ( u ，v ) 最近的像元的灰度值d n 作为q ( u ，v ) 点的像元值。 最近邻点内插法的优点是不破坏原来的像元值，运算量最小，处理速度较快。 3 2 1 4 核实校正 图像在完成重采样，输出后，要检验其误差的大小，看误差是否在亚像元之内，即 看误差是否小于3 0 m 。操作过程为：首先在两个视窗中分别打开参考图像和校正后的图 像，然后在其中一个视窗中点击右键，选择g e ol i n k u n l i n k ，在另一视窗中左击，两图 像就建立了地理链接，在其中一个视窗中点击右键，选择i n q u i r ec u r s o r ，对两个图像中 的光标处同时放大足够大的倍数，交换查询两个图像的x ，y 值的差。以此查询多个对 应点，看对应点坐标差值是否在3 0 m 内。 3 2 2 遥感数据的增强处理 t m 影像各波段有各自的应用范围，在实际工作中要结合需要进行波段的融合，也 就是多波段彩色合成。根据研究对象特征，本文选取7 ( 红) 、4 ( 绿) 、1 ( 蓝) 三波段 合成，7 、4 、1 三个波段相关性小，避免了信息的重复。 1 7 3 2 3 遥感数据解译 采用人工目视解译的方法，因为研究区地物类型种类较少，影像特征明显，各类 型分界线明显，通过目视判读既可精确解译。 3 2 3 1 影像格式的转换 在e r d a si m a g i n e8 6 中，利用i m p o r t e x p o r t 模块把i m g 格式图像转化为t i f f 格式图像。 3 2 3 2 解译标志的确定 地物均有各自独特的波谱反射及辐射特征，因此在解译过程中主要是通过图像中各 个像元之间的亮度( 灰度) 差异来实现。 本文根据野外g p s 采点，结合所用影像光谱特征，分析不同湿地类型的波谱特征， 确立影像解译标志。 3 2 3 3 数据解译 解译标志确立后，在m a p i n f 0 7 0 软件中打开t 9 8 7 年到2 0 0 5 年的六期影像图，对照 解译标志，对各主要湿地类型边界进行勾画，并建立相应区域，对每个湿地类型赋于不 同颜色。最后参考野外调查资料及2 0 0 0 年航空影像图对所解译湿地类型进行修改、更 正，获得1 9 8 7 年到2 0 0 5 年之间各时段的湿地类型分布图( 图4 7 - 4 1 2 ) 。 3 3 地形图信息的提取 采用与遥感数据几何精校正相同的方法，对1 9 1 9 年、1 9 5 6 年、1 9 6 9 年、1 9 8 0 年四 期地形图扫描图像进行几何精校正后，生成t i f f 格式图像，并在m a p i n f 0 7 0 软件中打 开，依据地形图图式，提取水域、沼泽、稻田等与湿地类型相关的信息，形成1 9 1 9 年 到1 9 8 0 年之间备时段的湿地类型分布图( 图4 2 - 4 5 ) 。 4 七里海渴湖湿地演变过程与动因分析 4 1 渴湖的形成与演变 4 1 1 渴湖的形成 海进海退的背景下都可以形成砂坝渴湖体系。海进时海平面上升超过滨岸砂体后 面平原的高程，滨岸沙坝转化为滨外坝，海水淹没坝 后地带形成涡湖，垂向层序表现为下伏陆相层、上覆 海相层，称之海进型砂坝一渴湖体系；海退时因泥沙 的横向和纵向运动都可以形成滨外砂坝，使海湾或部 分浅海受到不同程度的封闭，形成不同发育阶段的渴 湖【l3 1 4 l 。垂向层序表现为下伏层为海湾或浅海相、 上覆陆相层，称之海退型砂坝一渴湖体系。七里海溺 ， 湖即属于海退型砂坝一渴湖体系【1 5 16 1 。 一 冰后期中期各地海面上升速度分别与沉积率接 1 现在泻湖2 老泻湖3 风成沙丘 4 海滩5 潮汐通遭6 溧洞冲积平原 近，海进达到最大范围。此时，本区为近岸海域，岸图4 1七里海沉积单元分布图 线大致在赤洋口至团林镇一线( 图4 1 ) 。北部赤洋口 一带滨海砂体的发育略早于南部。以后，海平面上升速度减缓，岸线趋于稳定，海岸带 开始发育沿岸砂坝或滨外坝。砂坝的出现，使赤洋口、团林一线以东的广大地区成为半 封闭溺湖。在赤洋口沙丘带以东钻孔3 3 m 以下出现含海相化石的淤泥和淤泥质砂；团 林镇东北及东新立庄以东等地，在埋深3 - - - 4 m 处发现含少量贝壳碎片的灰黑色泥质细 砂，其中，见毕克卷转虫及五块虫等广盐性有孔虫，并有少量轮藻受精卵膜，都是溺湖 发育的证据【l 刀。 冰后期中晚期，海平面上升速度逐渐低于沉积速率，本区发生海退。在波浪的长期 作用下，沿岸河流携带入海的泥沙在海岸带堆积，砂坝不断向海滩推移，在沿岸泥沙流 影响下，溺湖逐渐封闭；在风力作用下海滨砂被吹扬、改造，并最终形成风成沙丘带【1 8 1 9 】。沙丘带部分覆盖了原来的渴湖沉积，七里海漏湖逐渐缩小。 4 1 2 历史时期溺湖演变过程及实证 有关七里海渴湖的记载最早见于明史，明史地理志中记“昌黎，东南 有溟海，亦日七里海。 大明一统志记载“七里海延袤州余里 。说明明代或更早 七里海渴湖就已存在，且以水宽七里得名。但面积飘忽不定，时而七里，时而“延袤州 余里 。 ， 清代康熙年间( 1 6 6 2 1 7 2 2 年) 七里海长约七里，水咸可制盐。表明渴湖与海相通。同 治五年( 1 8 6 6 年) 的昌黎县志记载“七里滩，有菱，可渔，即今之七里海，旧闻可煮 盐，自饮马河水入，化为淡水，海潮游沙为沱，与大海不通。旧谓纵七里，广十余里， 今广袤几倍之矣。至咸丰八、九年，忽竭，民皆种麦，十年复潴水如故。”，又记“饮马 河，县南五里，又东南至团林庄入七里海，其支一股由古河至陈家海口入海。 光绪二年( 1 8 7 6 年) 的永平府志等除与上述记载类同外，还记载“七里海，名 之为海，其实褰裳可涉，舟揖不通 ，说明乾隆至光绪年间( 即1 7 3 6 - , 1 8 7 6 年) ，七里海为 湖面广阔，水深很小的淡水湖泊。 渴湖由咸变淡的主要原因是砂丘封闭了潮汐通道，海水不能随潮涌入，且随着湖面 抬高，饮马河分出一支由现今大蒲河口入海。而渴湖干涸的原因，同治五年的昌黎县 志也有记载“咸丰六年丙辰七月蝗，七年丁己春蝻生，岁大旱，八年春旱，九年疫”。 民国二十一年( 1 9 3 2 年) 修昌黎县志又记载了漏湖由淡变咸得过程：“， 迟至光绪九年，因滦河涨溢，将沙峪冲开，七里之水为海水吸入，而变成桑田，经民开 垦，呈报立案，名日海防荒田，凡数百顷。后以居者之众，逐成村落，名日大滩庄”， 又记“饮马河，又东自清河口入海”。表明1 8 8 3 年滦河洪水致使其东堤溃决，河 水侵入七里海，汇同饮马河、潮河等洪水，在渴湖东北角将沙丘冲开，形成一条水道注 入渤海，水道形成后，海水乘潮涌入渴湖。沿岸砂丘向陆迁移、并淤塞饮马河支流河道， 终使饮马河退出七里海溺湖水系，改道由今大蒲河口入海【2 0 】。 4 2 近百年溻湖湿地演变过程 1 9 2 0 年至今，七里海经历了自然演变、围垦、流域治理、围堰养殖四个时期，由无 人为干预到开发利用过度，湿地退化严重。 4 2 1 自然演变期 1 9 2 0 年1 9 4 1 年，七里海渴湖演化过程基本没有人为干预，为自然演变过程。1 9 2 0 年涡湖湖盆面积约为7 0 0 h m 2 ，周围分布有2 0 0 0 多h m 2 沼泽湿地，区域内无人工湿地类 型( 图4 2 ) 。 4 2 2 围垦期 1 9 4 2 年在稻子沟附近种植水稻，为开发利用渴湖湿地的开始。1 9 5 8 年大滩庄至候 里及赤洋口至潮河庄间的沼泽湿地被围垦利用，开辟盐田1 3 3 h m 2 ；1 9 5 9 年开发海带养 殖，但面积较小( 2 7h m 2 - - - - 4 h m 2 ) ，1 9 6 5 年停产( 图4 3 ) 。1 9 6 4 年水涝灾害使渴湖周边 的盐田、养殖池塘基本消失，稻田面积减少，漏湖水域面积增加。 4 2 3 流域治理期 1 9 7 0 年1 9 7 2 年，对泥井沟、刘台沟、刘坨沟、赵家港沟、稻子沟先后进行除涝治 理，人类开发利用活动对漏湖演化过程影响开始显露。湖盆面积由1 9 5 6 年的9 8 4 耐增 加到1 2 8 2 h m 2 ( 图4 4 ) 。 1 9 7 4 年漏湖周边修建约2 5 公里长的围堤，并在渴湖潮汐通道内侧修筑防潮闸，将 七里海渴湖改造为平原水库，使溻湖水体面积被约束在8 1 7 9 h m 2 ，部分沼泽湿地被开垦 为稻田和养殖池塘。建闸后，潮汐通道口门宽由1 3 0 多米缩窄为6 0 m ，并发生了扭曲变 形，出口向南旋转摆动了近2 0 。，最大摆动距离约1 0 0 0m ( 图4 5 ) 。 图4 21 9 1 9 年七里海湿地类型分布示意图图4 319 5 6 年七里海湿地类型分布示意图 、- 图4 41 9 6 9 年七里海湿地类型分布示意图 图4 51 9 8 0 年七里海湿地类型分布示意图 2 i 修建挡潮闸后，由于水动力条件发生了改变，渴湖与海洋之间的联系更加困难，泥 沙在湖盆及潮汐通道内淤积，长期淤积使得水深变浅，湖盆面积开始萎缩，水生环境恶 化。流域治理增加了河流含沙量，也是渴湖淤积的因素之一。 4 2 4 围堰养殖期 1 9 8 7 2 0 0 5 年为研究区围堰养殖的快速发展期( 图4 6