2008年国际教育技术与培训研讨会和2008年国际地球科学与遥感研讨会 基于GIS和遥感的厦门西湾滨海湿地变化分析外文翻译资料

英语原文共 4 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

2008年国际教育技术与培训研讨会和2008年国际地球科学与遥感研讨会

基于GIS和遥感的厦门西湾滨海湿地变化分析

摘要：

利用遥感（RS）图像，过去100年的海图，以及不同时期的地形图和测深数据，监测厦门西湾（XWB）沿海湿地变化的情况。所有图表和图像都使用ArcGIS进行数字化，并投影到相同的坐标系。根据沿海线和同期6米水深的位置计算不同时期沿海湿地的面积，其中湿地的界限根据拉姆萨尔公约的湿地沿海定义而定。我们的研究表明，海湾沿海湿地由于人类活动遭受了巨大的损失。湿地面积从1907年的79.3平方公里减少到20世纪50年代末的55.9平方公里，进一步减少到1976年的46.6平方公里和1993年的36.8平方公里。此后湿地面积有略微变化，目前厦门西湾的湿地面积是33.3平方公里。根据地图和遥感图像，沿海湿地的变化主要是由于围垦，尤其是高吉，济新，马銮，远塘等堤防的建设，导致厦门西湾湿地急剧减少。重新开放堤防将改善厦门西湾的环境。但是，它无法恢复到原始状态。

关键词：沿海线; 湿地; 更改; 人类活动; 厦门西湾

1. 介绍

含有丰富自然资源的沿海湿地在环境，生态和经济中发挥着重要作用，也是人类必须相处良好的脆弱、敏感的生态区。 由于人口增长的压力，中国沿海经济和工业的发展，中国的沿海湿地已经严重退化[1]。 因此，沿海湿地的动态变化反映了人类活动对沿海湿地自然地质演化的影响。

厦门西湾的沿海湿地面积大幅减少，功能退化。陈等人利用卫星遥感（SRS）数据研究了厦门地区湿地的变化[2]。然而，卫星遥感数据仅显示刚刚过去的20年，厦门地区的沿海湿地，特别是厦门西湾的沿海湿地在此期间没有大规模减少。因此仅使用卫星遥感数据并不是监测厦门西湾的沿海湿地动态变化的有效方法。更重要的是，当从遥感图像测量沿海湿地的面积时，由于缺乏测深数据，很难得到退潮时6米深水的轮廓，而根据“拉姆萨尔公约”的定义，这是湿地和浅海的边界。在本文中，除了卫星遥感数据外，我们还使用了过去100年的海图，不同时期的地形图和测深数据来研究厦门西湾沿海湿地的变化。

1. 研究区域

厦门西湾位于厦门岛西部（图1）。在连接大陆和厦门岛的堤防建成之后，它变成了半封闭的水域，从那时起以哑铃形状向南北方向延伸。厦门西湾受宏观潮汐的影响，最大春季潮汐范围为7.78米，最小陡积范围为0.99米，平均潮汐范围为3.99米[3]。洪水涨/退潮潮流从其南口进入/离开西湾，西湾的潮流与沿海线平行，做直线运动，且流速很高，在海湾中部出现潮汐通道。水道在水道较深处，最大水深在海湾中部40米处，水的宽度达到最小，潮流速度达到最大。大型潮滩分布在厦门西湾北部，水深浅，潮流速度相对较慢。

图1. 厦门西湾的位置（粉红色区域）

1. 数据和方法

在我们的研究中，我们使用厦门西湾中沿海线和水深的数据来计算沿海湿地的面积。根据厦门西湾人类活动的数据和阶段时间，沿海湿地变化分为以下4个时期，即1950年以前，20世纪50年代，1976年以后，1993年和2004年之前的时期。厦门西湾沿海湿地变化主要发生在1950年之后。1950年以前，厦门西湾处于自然演化状态，人类活动造成的沿海线路变化几乎可以被忽视。而且，根据铅210测年法日期[4]的结果，在那个时候厦门西湾的沉降速率小于1cm/年。因此，1950年以前沿海线和水深的数据呈出厦门西湾自然的、没有人类活动影响的原始状态。在这里，厦门西湾的原始海岸线和水深是从1907年出版的海图中获得的。

20世纪50年代的沿海线是从20世纪50年代发表的1960年发表的地形图中得到的。20世纪50年代的水深数据来自于1955年至1961年期间测量的海图。

到了20世纪70年代，海岸线的数据可以从卫星遥感图像中获得。在本文中，我们使用1976年的MSS数据，1993年的TM数据和2004年的海岸线位置的SPOT5数据。相应的水深数据分别来自1976年的海图，以及分别于1993年和2004年进行的测深数据。

除了1993年和1994年的测深数据外，所有海图和地形图首先在ArcGIS中进行扫描和数字化，然后转换为WGS84投影。其次，对遥感数据进行几何校正并投影到WGS84投影。这项工作是在ERDAS进行的。再而，不同时期沿海湿地的面积由以下方法确定：从遥感图像和数字化地图的数据中确定了沿海湿地的边界; 利用ArcGIS，根据海图和测深数据确定了海域6m水深的沿海湿地边界。最后，使用ArcGIS提供的空间分析计算厦门西湾沿海湿地的面积，尝试找出它们在过去100年中的时间趋势。

1. 结果
2. 厦门西湾的原始状态

1907年沿海线的形状呈现出原始的，自然变化的状态，而不受人类活动的影响。沿海湿地面积约为79.3平方公里。除了厦门西湾中心的潮汐通道外，湿地沿着沿海岸线分布，也分布在新灵湾，马銮湾，筼筜港和东屿湾的各个地区（图1），因为这些地区的水深不到6米。更重要的是，原来的厦门西湾是一个开放的海湾。它与厦门西湾东北部的同安湾相连，水体可以通过东北和南方交换，洪水的涨退。

图2. 1907年沿海湿地（蓝色）和沿海湿地分布（绿色区域）

1. 20世纪50年代的湿地变化

在20世纪50年代，湿地面积减少到55.9平方公里，仅为原始面积的70％。厦门西湾最明显的变化是建造了三个堤坝以满足运输和土地使用的要求（图3）。高基堤是为运输而建造的，将厦门岛与大陆连接起来，将厦门西湾与同安湾分开。从那以后，厦门西湾变成了一个半封闭的海湾。 济新堤是为铁路和填海而建造的，将新林湾与厦门西湾隔开。马銮堤防的建造是为了将马銮湾与厦门西湾分开，并将马銮湾作为盐场。由于沿海线的填海，东屿湾和远塘湾的面积也减少，1950年沿海线的长度大幅减少。

图3. 20世纪50年代沿海湿地的分布

C. 1976年以后的湿地变化

1976年沿海湿地面积减少到46.6平方公里，20世纪50年代后的厦门西湾的重大变化是筼筜堤的建设，将筼筜海湾与厦门西湾隔开。由于海湾北部的疏浚，潮汐通道加深，潮滩面积缩小。

图4. 1976年沿海湿地的分布情况

1993年沿海湿地面积为36.8平方公里。1976年至1993年湿地的减少主要发生在东屿湾和厦门岛西岸（图5）。东屿湾的填海工程用于水产养殖，而厦门岛西海岸的填海工程则用于码头。

图5. 1993年沿海湿地的分布情况

自2004年以来，厦门西湾沿海湿地面积变化不大。2004年沿海湿地面积为33.3平方公里。 与1993年相比，东屿湾进一步开垦以满足城市化的土地利用需求（图6）。除了筼筜堤，厦门岛的西部海岸线几乎全部用作码头。

图6. 2004年沿海湿地的分布情况

1. 湿地功能的变化

与1907年相比，厦门西湾沿海湿地面积近50年来减少了46平方公里，占厦门西湾沿海湿地原始面积的58％。 湿地的变化主要是由于填海造成的。与围垦相关的沿海线路变化相比，沿岸湿地的变化与侵蚀和淤积有关。虽然自厦门西湾北部3个堤防建设以来沉积速率发生了明显变化，但6m水深位置变化不明显。

除了湿地面积的变化外，沿海湿地的功能也发生了变化。厦门西湾的最大潮差超过7米，因此厦门西湾的湿地位于潮间带。那些潮间带，包括新林湾，马銮湾，东屿湾和鸳鸯湾，在1950年之前处于自然状态。然而，自济新堤防建设以来，新林湾的潮间带成为淡水水库。马銮堤防是在试图生产盐的情况下建造的。然而，孤立的海湾现在用于水产养殖。红树林曾生长在东屿湾。然而，由于填海工程而消失，东屿湾的面积减少到20世纪50年代以前的1/3左右。筼筜堤防的建造是为了保护城市免受洪水的侵袭。筼筜湾的潮滩成为一个收集城市污水的湖泊，这是一个重要的污染源，因为水被排入厦门西湾。

为了提高厦门西湾的环境质量，提出了重新开放高基堤，吉新堤和马銮堤的方法。然而，随着城市的发展和生态环境的变化，新林湾周围海拔低于春潮水位，新林湾周围的植物适应了淡水环境。吉新堤防重新开放会有很多问题。由于开垦，目銮湾的总潮汐棱镜急剧减少，因此当马銮堤防重新开放时，提高厦门西湾水动力的能力是值得怀疑的。然而，高基堤的开通将改善厦门西湾的水动力条件，并得到数学模拟的支持[6]。

1. 结论

由于过去50年的大规模开垦，沿海湿地急剧减少。沿海湿地面积从79.3平方公里变为33.3平方公里，湿地面积减少58％，沿海湿地的功能严重退化。重新开放堤坝将扩大沿海湿地面积。然而，北部厦门西湾的淤泥改变了马鞍湾海湾的水动力条件和水域，新林大幅缩水。因此，即使重新开放堤坝，水动力条件和湿地的功能也无法恢复到原始状态。

致谢

这项工作得到了中国第908-02-0-03-08号合同的“国家特别计划：中国海上调查和评估项目”的支持。

参考文献

1. X. L. Zhang, P.Y. Li, P. Li., X.Y. Xu, “Present conditions and prospects of study on coastal wetlands in China,” Advance in Marine Science, Beijing, 2005.
2. G. Chen, P. Chen, “Study on the change of service value of natural coastal wetlands in Xiamen city” Jour. of Fujian Forestry Sci and Tech, vol. 33, pp.91-95, 2006.
3. G. Chen, Q. Shi,, W. Huang, “Integrated Coastal Managements of Xiamen”, Ocean Publisher, Beijing, 1998.
4. H. Cheng, W. Zeng, W. Shi, H. He, “The changes of sedimentation rate pre and post the constructions of dikes in Xiamen Bay and its significance in marine engineer”. Taiwan Strait, Vol. 4, pp. 45-51, 1985.
5. X. Xue, H. Hong, A. T. Charles, “Cumulative environmental impacts and integrated coastal management: the case of Xiamen, China”. Journal of Environmental Management, vol. 71, pp.271- 283, 2004.
6. D. Yu,, J. Yang, “Hydrodynamic effect analysis of Gaoji seawall opening in Xiamen bay”. [IPC/WESTPAC 7th Intermational Scientific Symposium”Sabah, Malaysia, May 2008].

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[17851]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word