1987—2019年欽江三角洲土地利用變化及其對海岸線的影響

摘要：河口三角洲是人口密集區和經濟相對發達地區，其土地利用變化研究對區域經濟社會發展有重要意義。文章基于1987—2019年遙感影像數據對欽江三角洲土地利用進行分類，利用數字海岸線系統分析岸線變化速率，并探討二者之間的關系以及影響因素。研究結果表明：1987—2019年期間，建設用地、濕地、養殖池塘的面積增加，其中建設用地增加的面積為57.34km2，而耕地、陸地植被、水體的面積減少;1987—2019年的岸線年平均前進的速率是33.90m/a，且岸線發展方向是向海延伸，岸線處于發展的狀態;海岸線變化與土地利用類型變化有較強關聯性。文章研究成果可為欽江三角洲的自然資源保護利用和防災減災工作提供科學依據。

關鍵詞：土地利用變化;三角洲;DSAS岸線變化速率;欽江

中圖分類號：P748 文獻標志碼：A 文章編號：1005-9857（2024）04-0084-13

0 引言

河口三角洲是陸海相互作用的重要組成部分，其對社會、經濟發展和生態系統維持具有不可替代的作用，但受氣候變化和人類活動的影響，三角洲的土地利用和岸線變化發生了迅速的變化。國際未來地球海岸計劃（FutureEarthCoasts）將“三角洲”作為針對特殊海岸帶區域的五大“科學熱點”之一[1]。量化三角洲土地利用類型的變化及其對岸線的影響可較直觀和深入地了解三角洲的變化過程。

學者們對于三角洲的變化主要聚焦在長江三角洲、黃河三角洲、珠江三角洲等大型三角洲的土地利用變化及其生態環境效應、驅動力分析、預測模擬等[2-9]。此外，許多學者對河口三角洲岸線變化進行研究，劉鵬、楊偉兵、夏涵韜等人對黃河三角洲、長江三角洲、珠江三角洲的岸線變化進行分析[10-12]，部分學者探討了欽州灣三角洲岸線時空變化特征并對其空間開發格局進行評價[13]、對鹽水入侵的影響[14]、對欽州灣污染物輸移擴散的影響[1，15]等。王梓安、肖睿銘等研究的結果表明岸線的變化和岸線后面的土地利用變化按照距離遠近有一定的強弱關系[16-17]。王梓安、王志成等人從土地利用的角度對岸線的變化速率進行研究，研究表明不同的土地利用類型對岸線變化的影響程度不同[16，18]。但目前欽江土地利用變化和岸線變化相結合的研究成果甚少。此外，遙感技術被廣泛應用于農業發展、災害、環境檢測以及城市的發展等[19-20]。遙感具有連續性、時效性、范圍廣、成本低等優點，因此利用遙感數據來處理岸線、土地利用變化等成為研究熱點[21-22]。許多學者基于Landsat或Sentinel衛星遙感影響數據進行岸線提取[1，19-20]，美國國家地質局也開發了用于分析大陸以及海島海岸線的數字化海岸分析系統（DSAS），DSAS能有效地量化岸線變遷速率以及對岸線變遷進行空間模擬[23]。因此，本文嘗試基于DSAS對欽江三角洲進行岸線分析。欽江三角洲地區自然資源豐富，是西部陸海新通道平陸運河的重點節點，也是北部灣經濟區和北部灣城市群的核心區域之一。因此，本文探討欽江三角洲的土地利用變化和岸線時空變化以及兩者的關系為岸線防護和海岸帶綜合管理提供科學依據。

1 研究區概況

欽江三角洲處于廣西壯族自治區的南部，欽州市境內，南臨北部灣，在欽江的出海口，與茅尾海相接，毗鄰防城港市和北海市。平均海拔低，地形為沖積、海積相互交錯型平原。欽江和茅嶺江等主要入海河流從這里注入欽州灣，潮汐類型屬于不規則全日潮。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

遙感影像數據來源于地理空間數據云網站以及美國地質勘探局，從Landsat5TM 和Landsat8OLI影像數據中選取了1987年、1995年、2003年、2011年和2019年共5期Landsat遙感影像數據。

2.2 數據處理

運用ENVI5.3 對選取的1987 年、1995 年、2003年、2011年和2019年5期Landsat遙感影像數據進行欽江三角洲的信息提取以及對影像的預處理。影像的預處理包括輻射校正、幾何校正以及數據的裁剪等[17]。用最大似然法對預處理的圖像土地利用進行初步分類，由于細小斑塊的存在不利于分析數據，需要對初步分類的結果進行去破碎化處理。在去小斑塊的基礎上進行目視解譯，對前面的處理結果進行驗證，提高處理結果的準確性，岸線提取采用MNDWI改進歸一化水體指數結合目視解譯，提高岸線的提取精度[24-26]。通過GIS空間分析、圖像制圖等步驟進行結果分析，分析欽江三角洲的土地利用變化、岸線變化情況。