李蒙蒙,王慶,張安定,劉亞龍,王琳,夏英曉
(1.魯東大學(xué)海岸研究所,山東 煙臺(tái) 264025;2.中國(guó)海洋大學(xué),山東 青島266100;3. 煙臺(tái)市國(guó)土資源局牟平分局,山東 煙臺(tái) 264025)
海岸帶作為陸地與海洋相互作用的地帶,是地球上人口、城市和工業(yè)最集中的地區(qū),在人類社會(huì)發(fā)展中具有突出地位和作用。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球約有超過60%的人口和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中在沿海岸帶不到100 km區(qū)域之中,而我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)基本都位于東部沿海地帶,這里集中了全國(guó)約70%的大城市,人口密度大、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)頻繁(吳傳均等,2002;惲才興等,2002)。同時(shí),海岸帶也是介于陸、海兩大生態(tài)系統(tǒng)間的生態(tài)環(huán)境脆弱帶(李凡,1996;吳志峰等,1999),最近數(shù)十年來強(qiáng)烈的人類活動(dòng)導(dǎo)致海岸帶地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)峻的環(huán)境、生態(tài)問題(李彬等,1979;黃海軍等,2004)。
萊州灣西-南部位于黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)和山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)交匯部位,發(fā)育有典型的淤泥質(zhì)海岸(圖1)。沿岸自然資源豐富,人口密集,海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)。近幾十年來,隨著沿岸人類活動(dòng)的影響日益加劇,以及其西岸黃河口頻繁遷移和黃河入海水沙量的不斷變化,在全球海平面不斷上升背景下,該區(qū)海岸地貌發(fā)生了顯著的改變。
許多學(xué)者對(duì)萊州灣西、南海岸地貌演變進(jìn)行了研究。研究重點(diǎn)多側(cè)重于黃河三角洲岸線變遷、地貌沖淤及其與黃河口演變關(guān)系,以及廢棄河口亞三角洲的地貌演變等(龐家珍,1979;Li et al,1998a,1998b,2000;Chu et al,2006;Wang et al,2006,2007;Ma etal,2010;Cuietal,2011;Qiao etal,2011)。還有學(xué)者對(duì)萊州灣南部海岸濕地的演變、海岸侵蝕和海水入侵及其影響因素進(jìn)行了研究(豐愛平等,2006a,2006b;吳珊珊等,2009;孫云華等,2011)。但是,還少有作者對(duì)最近50年來整個(gè)萊州灣西-南部海岸,尤其是對(duì)萊州灣西岸與南岸之間地貌演變的時(shí)空關(guān)系進(jìn)行關(guān)注和探討。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)最近50年來萊州灣西-南部淤泥質(zhì)海岸地貌的演變進(jìn)行系統(tǒng)研究,尤其是注重探討了萊州灣西、南海岸在地貌上的時(shí)空演變及其聯(lián)系。
圖1 萊州灣海陸分布和岸線輪廓圖
萊州灣位于渤海南部、山東半島與華北平原之間,是公元1855年黃河自南黃海改入渤海后,由現(xiàn)代黃河三角洲將古渤海灣南部分隔而形成的弱潮海灣 (中國(guó)海灣志編委會(huì),1993;Wang et al,2007)。萊州灣西-南部海岸(刁口-虎頭崖)系由萊州灣西岸和南岸組成的統(tǒng)一體(圖1),西岸是萊州灣主要泥沙輸入源—黃河口暨黃河三角洲之所在,南岸系萊州灣南部灣頂岸段,屬渤海坳陷區(qū),新生代以間歇性坳陷為主;與東岸為山東半島西北部古瀉湖—沙壩體系基礎(chǔ)上形成的沙質(zhì)海岸不同(莊振業(yè)等;1983;中國(guó)海灣志編委會(huì),1993),萊州灣西、南海岸均為沿新構(gòu)造沉降的堆積平原發(fā)育的,其獨(dú)具特色的溫帶淤泥質(zhì)海岸是渤海西南部淤泥質(zhì)海岸的重要組成部分。
萊州灣是中國(guó)入海河流最多、接納陸地入海泥沙量最大的海灣(中國(guó)海灣志編委會(huì),1993)。除黃河外,萊州灣其他主要的入海河流還包括有:小島河、小清河、淄脈溝、彌河、虞河、濰河、膠萊河等,多于萊州灣西—南岸入海(圖1)。這些陸地入海泥沙是萊州灣沉積物的最主要來源。其中,黃河是萊州灣最主要的泥沙供應(yīng)者,年均入海泥沙量12億噸,占總?cè)牒D嗌沉康?9.75%(中國(guó)海灣志編委會(huì),1993;龐家珍,1979)。由于大量泥沙被源源不斷地輸送至黃河河口地區(qū),使河口處于不斷淤積—延伸—改道的演變過程中。近50年來,黃河下游河道發(fā)生了多次遷移,導(dǎo)致其河口及泥沙入海位置也發(fā)生了多次轉(zhuǎn)變。1947年,黃河于萊州灣西海岸甜水溝處入海,大量泥沙在河口處淤積形成了河口沙嘴,后因河口廢棄而被改造為突出海岸的岬角;1953年,黃河向北改道神仙溝流路,在該流路共行水11年;1964年,黃河繼續(xù)向北改道釣口河道行水;1976年,黃河人工改道清水溝入海,而后于1996年在清水溝沙嘴北側(cè)清8斷面人工出汊入海至今(圖1)。
文章所用主要數(shù)據(jù)源包括海圖和遙感影像。其中,海圖包括萊州灣1958年測(cè)1∶15萬、1984年測(cè)1∶15萬和2002年測(cè)1∶15萬海圖。研究區(qū)范圍較大,不同岸段潮位變化不同步,但是限于目前的潮位校正技術(shù),還無法將潮位統(tǒng)一校正到最低潮位。因此,文章通過對(duì)多幅研究區(qū)低潮位時(shí)刻的遙感影像的篩選比對(duì),選取了西岸與南岸交界部位處于最低潮位并且成像清晰的4幅遙感影像作為數(shù)據(jù)源,分別為1976年06月02日的landsat2MSS影像(空間分辨率 80 m)、1984年06月 07日的landsat4MSS影像(空間分辨率80m)、2002年09月29日和2009年11月03日的landsatETM+影像(多光譜波段空間分辨率30m,全色波段分辨率15m)。
首先,在ENVI4.6軟件支持下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括遙感影像的幾何校正、圖像融合、海圖的數(shù)字化和校正以及投影坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換等。其中,遙感影像的幾何校正以獲取的已經(jīng)精矯正的1984年遙感影像為參考,采用二次多項(xiàng)式模式,有效控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)均大于25個(gè),并盡可能均勻分布;圖像融合處理主要針對(duì)ETM+影像,將彩色合成影像與高分辨率全色波段(空間分辨率為15m)進(jìn)行HSV變換;海圖經(jīng)掃描數(shù)字化后得到RGB格式的圖像,將其橢球體和基準(zhǔn)面設(shè)置為bejing54,并根據(jù)大地坐標(biāo)系的公里網(wǎng)格的選取約28個(gè)控制點(diǎn);為了便于數(shù)據(jù)疊加分析,在Arcgis9.0軟件支持下,將處理后的遙感影像和海圖統(tǒng)一轉(zhuǎn)換到莫卡托投影(UTM,Zone 50),橢球體和基準(zhǔn)面均為WGS84;通過掩膜處理,在遙感影像上裁切出研究區(qū)范圍,該范圍為北緯 37.01°-38.03°、東經(jīng)118.82°-119.78°(圖 1實(shí)線框所示)。
其次,綜合考慮研究區(qū)陸地地貌、海岸地貌特征和遙感影像空間分辨率等因素,將該地區(qū)地貌劃分為自然地貌和人工地貌兩大類:人工地貌包括鹽田和養(yǎng)殖池,自然地貌又包括堆積平原、潮間灘涂、水面(含水下岸坡)三部分。在堆積平原中,考慮到萊州灣平原地貌的特殊性,文章將面積廣闊并且集中分布在萊州灣西岸的黃河三角洲平原單獨(dú)作為一種地貌類型劃分出來,與分布在萊州灣南岸灣頂部分的沖積平原、沖海積平原、海積平原并列。鑒于淤泥質(zhì)海岸潮灘地貌從陸地向海具有明顯的分帶性(中國(guó)海岸帶地貌編寫組,1996),綜合考慮其沉積特征、動(dòng)力條件、地形特征以及生物分布等要素,通過遙感影像上不同的地貌解譯標(biāo)志,將研究區(qū)潮間灘涂進(jìn)一步細(xì)分為高潮灘、中潮灘和低潮灘(表1)。
研究區(qū)海岸線即多年大潮平均高潮線兩側(cè)地面含水量差異較大,組成物質(zhì)成分、形態(tài)也不同,在多波段融合彩色影像(MSS432、ETM743)上的色彩特征信息差異鮮明,本文采用目視解譯方法對(duì)岸線及兩側(cè)地貌進(jìn)行提取。其中,自然岸線遵守平均高潮線原則,人工岸線(主要為人工養(yǎng)殖場(chǎng)和鹽田)則選取其向海側(cè)外沿做為標(biāo)準(zhǔn)。為了確保信息的空間位置和屬性的準(zhǔn)確性,在解譯過程中和解譯完成后利用GPS進(jìn)行野外定位調(diào)查取證,在此基礎(chǔ)上對(duì)室內(nèi)判讀結(jié)果的進(jìn)行了修正。此外,在Arcgis9.0和ENVI4.6軟件支持下,還對(duì)三期海圖的0、5、10m等深線和水深點(diǎn)進(jìn)行了提取,并將得到的水深數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)格化生成各年份DEM,然后將不同年份DEM相疊加,得到不同年份間的水深變化及沖於變化。
表2 萊州灣西-南部海岸地貌類型及其遙感解譯標(biāo)志
表2 萊州灣西-南部海岸地貌類型及其遙感解譯標(biāo)志
從1958年到2009年,萊州灣西-南部海岸線演變存在明顯的空間差異性。以青坨子為界,萊州灣西岸和南岸海岸線空間演變差異明顯:主要表現(xiàn)為其海岸線變化時(shí)間不同步、空間變化幅度差距較大、海岸線演變形態(tài)不同等(圖2-a)。
萊州灣西岸的海岸線變化受到黃河口演變的顯著影響,變化幅度較大(圖2-a)。從1958年到1984年,原海岸線最凹處大幅度向海淤進(jìn),并逐漸向前突出于萊州灣中;從1984年到2002年,巨大的河口沙嘴逐漸形成,并且逐漸向右偏轉(zhuǎn)發(fā)育,海岸線隨之變化;從2002年到2009年,河口沙嘴處發(fā)生明顯的侵蝕后退,而同期沙嘴兩側(cè)南北向岸線則基本固定不變。
圖2 1958-2009年萊州灣西南部海岸線和等深線演變
萊州灣南岸海岸線的變化幅度遠(yuǎn)小于西岸,其遷移方向也顯著不同于西岸,而且岸線變化與西岸也不同(圖2-a)。從1958年到1984年,南岸海岸線變遷總體上表現(xiàn)為向陸侵蝕后退。研究表明,該時(shí)期海岸蝕退的主要原因是南岸入海河流小清河、淄脈河、彌河、虞河、濰河和膠萊河等河流輸沙量的急劇減少所致(豐愛平等,2006a)。從1984年到2002年,南岸人類對(duì)海岸的改造利用活動(dòng)加劇,主要表現(xiàn)在大量挖造鹽田、養(yǎng)殖池和修壩、防潮固灘等方面,又導(dǎo)致南部海岸線整體向海推移。
從1958年到2009年,以青坨子為界,萊州灣西岸和南岸等深線的演變也存在著巨大的差異(圖2-b)。西岸0、5、10m等深線變化顯著,其等深線的演變基本隨著黃河口的改變而同步變遷,黃河口即時(shí)入海河口隨著泥沙的淤積,等深線不斷向海擴(kuò)張;廢棄河口處則遭受沖刷侵蝕,等深線后退。但是,不同時(shí)期由于泥沙供應(yīng)以及海洋水動(dòng)力的不同,等深線遷移也會(huì)表現(xiàn)出不同的特點(diǎn);而此段時(shí)間內(nèi),萊州灣南岸0、5、10m等深線的演變基本保持穩(wěn)定狀態(tài),與萊州灣西岸等深線的變遷形成了明顯的對(duì)比。
萊州灣西-南部海岸各地貌類型的面積變化具有顯著的階段性。平原面積變化整體為先增加后減少,從1976年到1984年總面積增加了164.16 km2,而后由1984年的1 950.65 km2減少到2009年的1 449.03 km2,共減少501.62 km2。其中,海積平原和沖海積平原面積總體為減少趨勢(shì),1984-2002年減少幅度均最大,近期(2002-2009年)海積平原面積略有增加;沖積平原先小幅度增加后減少,1984-2002年減少幅度最大;黃河三角洲平原面積在1958-1984年增加252.48 km2,在1984-2009年減少172.09 km2(表2和圖3)。
潮灘總面積先為基本穩(wěn)定而后大幅度減少:1976年潮灘總面積為1 523.4 km2,1984年潮灘總面積為1 542.08 km2,1976-1984年間僅增加了18.68 km2。但是,1976年時(shí)高潮灘和低潮灘的面積顯著大于中潮灘,而1984年時(shí)中潮灘的面積增加并超過高潮灘、低潮灘。這表明,此段時(shí)間內(nèi)雖然潮灘總面積沒有發(fā)生顯著變化,但是其高、中、低潮灘的面積構(gòu)成發(fā)生了明顯的改變;從1984年到2009,潮灘面積由1 542.08 km2減少到2009年的1041.71 km2,共減少500.37 km2。其中,高潮灘面積下降趨勢(shì)明顯,共減少419.70 km2,中潮灘面積波動(dòng)明顯,分別在1984年和2002年達(dá)到最大和最小值,低潮灘面積總體波動(dòng)較小,分別在1984和2002年達(dá)到最小和最大值,中、低潮灘互成共軛變化(表2和圖3)。
鹽田和養(yǎng)殖池面積增加趨勢(shì)顯著,其面積分別增加了851.81 km2和334.76 km2。其中,1976年鹽田和養(yǎng)殖池面積的總面積有126.01 km2,到1984年其總面積僅增加了99.69 km2;從1984年到2002年,其總面積增長(zhǎng)幅度高達(dá)836.08 km2,年增長(zhǎng)速率為46.45 km2/a;從2002-2009年,鹽田和養(yǎng)殖池面積增加趨勢(shì)有明顯減緩趨勢(shì)(表2和圖3)。
總體上看,從1976年到1984年,人類對(duì)萊州灣海岸的開發(fā)利用強(qiáng)度較低,研究區(qū)堆積平原的總面積呈顯著增加的趨勢(shì),原因主要?dú)w結(jié)為:從1976年6月份開始,黃河從神仙溝河道遷移至清水溝(圖1)處入海,導(dǎo)致大量泥沙淤積在清水溝口(黃河口)及附近海岸,進(jìn)而引起此處黃河三角洲平原面積的大量增加;從1984年到2009年,研究區(qū)堆積平原和潮灘地貌面積減小趨勢(shì)顯著,而在此段時(shí)間內(nèi),鹽田和養(yǎng)殖池面積則大量增加,表明此段時(shí)間內(nèi)人類活動(dòng)已經(jīng)很大程度上影響了萊州灣西-南部海岸地貌演變。
表2 1976-2009年萊州灣西-南部海岸地貌類型面積
圖3 1976-2009年萊州灣西南部海岸地貌類型面積
1976年,黃河三角洲平原集中分布在萊州灣西海岸地區(qū),此時(shí)黃河三角洲平原地貌被人類改造的跡象極少,潮灘地貌總體呈帶狀分布,寬度在10 km左右,其中,中、低潮灘較發(fā)育;青坨子逆時(shí)針到虎頭崖的萊州灣南岸灣頂區(qū)域地貌類型由岸到海依次為沖積平原、沖海積平原、海積平原以及潮間灘涂。南岸潮灘寬度為15 km左右,其中高潮灘和低潮灘分布較為廣闊。此時(shí),海灣灣頂沿岸平原上已有少量的鹽田分布,集中分布在小清河南側(cè)地區(qū)(圖4-a)。
從1976年到1984年,萊州灣西岸黃河入??谔幤皆统睘┑孛蚕蚝4蠓韧埔圃黾?,部分處出現(xiàn)低潮灘轉(zhuǎn)換為水面的現(xiàn)象;萊州灣南岸部分地區(qū)低潮灘被水面替代,潮灘出現(xiàn)蝕退趨勢(shì)。鹽田在原有規(guī)模上有擴(kuò)張趨勢(shì)。除此之外,萊州灣西-南部海岸地貌類型分布變動(dòng)不甚明顯(圖4-a、b)。
從1984年到2002年,人類活動(dòng)對(duì)海灣地貌影響加劇,萊州灣西-南部海岸地貌類型分布發(fā)生了較大改變。此段時(shí)間,西岸黃河口附近平原和潮灘地貌進(jìn)一步向海處擴(kuò)張,黃河三角洲平原上出現(xiàn)大面積的鹽田和養(yǎng)殖池,主要集中分布在黃河口沙嘴兩側(cè)的沿岸區(qū)域;萊州灣南岸大面積的高潮灘、沖積平原、海積平原和沖海積平原被人類開墾成鹽田和養(yǎng)殖池,成條帶狀均勻分布在沿岸地區(qū)(圖4-b、c)。
從2002年到2009年,除部分地區(qū)鹽田和養(yǎng)殖池出現(xiàn)廢棄外,萊州灣西-南部海岸地貌類型分布變化不甚明顯。其中,西岸的人工地貌有擴(kuò)展趨勢(shì),黃河現(xiàn)入??谔幊睘┰黾?;南岸的人工地貌破碎度減少,并且已經(jīng)基本覆蓋了高潮灘、海積平原和沖海積平原,有向中潮灘擴(kuò)張的趨勢(shì)。此外,由于防潮固灘等人類活動(dòng)的影響,南岸部分地區(qū)的低潮灘也向海處擴(kuò)張(圖4-c、d)。
表3 1976-1984年萊州灣西-南部海岸地貌類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(km2)
從1976年到1984年,萊州灣西-南海岸地貌類型轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在平原與潮灘之間、潮灘與水面之間,而且西岸和南岸的轉(zhuǎn)換趨勢(shì)和數(shù)量有顯著差異(表3)。西岸潮灘和黃河三角洲平原之間的凈轉(zhuǎn)移量為203.4 km2,方向?yàn)槌睘┫蚱皆D(zhuǎn)入;南岸潮灘和堆積平原(含海積平原、沖海積平原、沖積平原)之間凈轉(zhuǎn)移量為6.28 km2,方向?yàn)槠皆虺睘┺D(zhuǎn)入。潮灘和水面之間凈轉(zhuǎn)移量為232.53 km2,方向?yàn)樗嫦虺睘┺D(zhuǎn)入。與此同時(shí),南岸堆積平原和鹽田之間也發(fā)生了較大規(guī)模的轉(zhuǎn)換,其中鹽田凈增加66.12 km2。此外,還有高、低潮灘向中潮灘的凈轉(zhuǎn)入。
從1984年到2002年,萊州灣西-南海岸地貌類型轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在平原與潮灘、潮灘與水面之間以及平原、潮灘分別向鹽田、養(yǎng)殖池轉(zhuǎn)移(表4)。西岸黃河三角洲平原與潮灘之間凈轉(zhuǎn)移量為100.33 km2,方向?yàn)槌睘┺D(zhuǎn)向平原;南岸堆積平原(海積平原、沖海積平原、沖積平原)與潮灘之間的凈轉(zhuǎn)移量為67.05km2,方向?yàn)槌睘┺D(zhuǎn)向平原。比較而言,西岸黃河三角洲平原向海方向的擴(kuò)張速度減小,南岸則相反。
從1984年到2002年,萊州灣西-南海岸的潮灘與水面之間的凈轉(zhuǎn)移量為94.91 km2,方向?yàn)樗孓D(zhuǎn)向潮灘,整體來說,年均凈轉(zhuǎn)移量比1976-1984年明顯減少。與此同時(shí),大面積平原、潮灘轉(zhuǎn)為鹽田和養(yǎng)殖池。其中,平原向鹽田、養(yǎng)殖池的凈轉(zhuǎn)移量分別為446.15 km2、111.68 km2,潮灘向鹽田、養(yǎng)殖池的凈轉(zhuǎn)移量分別為113.57 km2、180.89 km2。此外,潮灘內(nèi)部主要表現(xiàn)為中潮灘轉(zhuǎn)向高潮灘、低潮灘的轉(zhuǎn)移。
圖4 1976、1984、2002、2009年萊州灣西-南部海岸地貌類型空間分布
從2002年到2009年,萊州灣西-南海岸地貌類型轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在潮灘與水面、平原/潮灘與鹽田/養(yǎng)殖池之間,以及鹽田和養(yǎng)殖池之間的轉(zhuǎn)換和潮灘內(nèi)部的轉(zhuǎn)換(表5)。其中,潮灘與水面之間的轉(zhuǎn)換總量雖然很大,但是凈轉(zhuǎn)移量?jī)H為8.66 km2,方向?yàn)槌睘┺D(zhuǎn)向水面,表明此階段潮灘的侵蝕區(qū)與淤積區(qū)面積基本相當(dāng)。潮灘向鹽田、養(yǎng)殖池的凈轉(zhuǎn)入量分別為82.1 km2、10.66 km2。平原向鹽田、養(yǎng)殖池的凈轉(zhuǎn)移量分別為87.75 km2、69.77 km2,在南岸平原主要轉(zhuǎn)向鹽田,西岸平原則主要轉(zhuǎn)向養(yǎng)殖池。潮灘內(nèi)部調(diào)整的整體趨勢(shì)表現(xiàn)為高潮灘、低潮灘向中潮灘的轉(zhuǎn)移。
表4 1984年-2002年萊州灣西-南部海岸地貌類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(km2)
表5 2002-2009年萊州灣西-南部海岸地貌類型面積轉(zhuǎn)移矩陣(km2)
圖5 萊州灣西南部1958-2002年海岸橫剖面變化
3.6.1 海岸橫剖面
最近50年來,萊州灣西-南部海岸不同岸段的海岸橫剖面及其變化趨勢(shì)有顯著差異。
剖面a、b位于萊州灣西岸黃河口沙嘴的北側(cè)(圖1)。1958、1984、2002各年海岸剖面均為凹形剖面,剖面的下部由陸向海均趨于穩(wěn)定,存在明顯的閉合深度??傮w上看,兩個(gè)剖面變化均呈淤積趨勢(shì)。其中,1958-1984年淤積幅度均較大,1984-2002年間剖面均無明顯沖於變化。各剖面的閉合深度均為15m左右,閉合位置距岸線的距離約為40 km (圖 5-a、b)。
剖面c、d位于萊州灣西岸黃河口沙嘴的南側(cè)(圖1)。1958年時(shí),兩海岸剖面均為凹形剖面。到1984年時(shí),兩剖面均轉(zhuǎn)變?yōu)樯贤瓜掳嫉膹?fù)合剖面。到2002年時(shí),剖面c因大幅度的海岸淤積而轉(zhuǎn)為凸型剖面;剖面d(青坨子處)因近岸侵蝕、離岸淤積而轉(zhuǎn)為上凹下凸的復(fù)合剖面,但是整體變化幅度比剖面c小。剖面c、d的閉合深度均為10m左右,閉合位置相對(duì)于剖面1、2有向海推移的趨勢(shì)(圖 5-c、d)。
剖面e、f、g位于萊州灣南岸岸段(圖1)。三剖面均為近似平直形的海岸剖面,各年份間無明顯的沖淤變化,其閉合深度均為12m左右(圖5-e、f、g)。
3.6.2 地貌沖於分布
整體來看,從1958年到2002年,淤積海域淤積集中在以海岸岬角(老黃河口處)為圓心的弧形帶內(nèi),淤積體的寬度約為40 km,淤積體最大厚度為14.81m。其中,淤積厚度較大的區(qū)域集中在近岸20 km范圍內(nèi),此范圍向南延伸至青坨子附近海域,向東延伸至經(jīng)度119°18′處海域。自此范圍向外,淤積程度迅速減小??梢?,黃河入海泥沙多沉積在以西岸老黃河口岬角為中心的弧形海域內(nèi),只有少量向周圍海域擴(kuò)散。此外,以老黃河口岬角為中心,南、北兩側(cè)各有一個(gè)大致對(duì)稱的淤積中心。
分階段來看,無論是1958-1984年,還是1984-2002年,淤積厚度最大的區(qū)域范圍均沿該時(shí)期的萊州灣西岸突出部分呈弧形分布。其中,1958-1984年(主要是1976-1984年)的弧形淤積帶偏于老黃河口岬角北側(cè),淤積厚度相對(duì)較小,最大淤積厚度為14.19m(圖6-b);1984-2002年的弧形淤積帶偏于黃河口沙嘴南側(cè),淤積范圍較前期明顯擴(kuò)張,但最大淤積深度只有12.61m(圖6-c)。這表明,從1976年到2002年,黃河口沙嘴的逐漸向南偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致黃河入海泥沙的淤積部位也相應(yīng)向南偏轉(zhuǎn),但一直局限在青坨子以北海域。
圖6 不同年份間萊州灣西南部海域的沖淤變化
同許多大河口—三角洲及其附近海岸一樣,萊州灣西-南部海岸地貌演變受到許多內(nèi)、外因素的影響。首先,由于萊州灣西-南部沿岸處于沉降的新構(gòu)造背景,加之巨厚第四系松散沉積物自然壓實(shí)導(dǎo)致的地面沉降,有研究表明黃河三角洲地區(qū)年沉降量約3mm(肖篤寧等,2003;中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)部,1994),這使萊州灣西-南部海岸相對(duì)海面上升速率遠(yuǎn)大于全球海面。其次,從20世紀(jì)80年代以后沿岸潮灘、平原、海域被大面積改造為鹽田和養(yǎng)殖池。此外,受氣候變化和人類活動(dòng)影響,黃河入海泥沙量呈階梯狀減少(Wang etal,2011)。這些都極大程度上影響了萊州灣西-南部海岸地貌形態(tài)的演變。但是,最近50年來,青坨子兩側(cè)的海岸地貌演變差異始終存在。
關(guān)于萊州灣西、南海岸的具體界定,前人相關(guān)的研究多將小清河作為其分界線(豐愛平等,2006a)。本文通過對(duì)最近50年來萊州灣西-南部岸線及海岸地貌演變研究結(jié)果,認(rèn)為在50年的時(shí)間尺度上,將青坨子作為萊州灣西岸和南岸地貌的分界線來進(jìn)一步探討萊州灣西-南部海岸地貌演變更具有科學(xué)性。
以青坨子為界,萊州灣西岸、南岸的海岸線和等深線演變存在明顯差異(圖2),西岸的海岸線、等深線變化與黃河河口—三角洲變遷基本正相關(guān),變化幅度也較大;而南岸的變化幅度不但遠(yuǎn)小于西岸,而且其變遷過程與黃河口—三角洲演變過程也不同步。
以青坨子為界,萊州灣西岸、南岸地貌演變過程、轉(zhuǎn)化方向和速率均顯著不同。西岸受黃河河口—三角洲的形成和演變的控制,地貌變遷顯著,既存在水面向?yàn)┩?、再向三角洲平原的快速轉(zhuǎn)換,也存在潮灘向海面的轉(zhuǎn)換,甚至潮灘的消失殆盡;而南岸系萊州灣水動(dòng)力較弱的灣頂區(qū),沉積物來源較少,海岸地貌變化則相對(duì)穩(wěn)定許多(表2-5;圖3-4)。
以青坨子界,萊州灣西、南海岸水下岸坡的沖於狀態(tài)演變也存在顯著差異(圖5-6)。在西岸存在顯著的淤積,其范圍和程度隨黃河口演變而有變化,而南岸沖淤則不明顯。從橫剖面演變看,西岸以凹形—凹形、凹形—凸形、凹(復(fù)合)形—復(fù)合形剖面間的轉(zhuǎn)變?yōu)橹?,隨時(shí)間的變化其沖淤變化顯著;南岸的剖面均接近平直剖面,隨時(shí)間的變化其沖淤變化不明顯。但是,無論是南岸還是西岸,其海岸橫剖面的閉合深度均沒有發(fā)生顯著的變化,表明黃河入海泥沙的沉降范圍在不同時(shí)期存在清楚的邊界。
以上結(jié)果表明,黃河入海泥沙在萊州灣的擴(kuò)散具有一定局限性,大量的黃河入海泥沙沉積在以萊州灣西岸岬角/沙嘴為中心的弧形海域內(nèi),只有少量向周圍海域擴(kuò)散。導(dǎo)致萊州灣西岸和南岸地貌差異的主要因素,除西岸和南岸自然環(huán)境條件的區(qū)域差異外,還與萊州灣西部、南部海域之間的海洋沉積動(dòng)力過程有關(guān),主要是潮流鋒面、余流等控制了黃河入海泥沙自海灣西岸向南岸的遷移,使大量泥沙沉積在萊州灣西部近岸海域。國(guó)內(nèi)外許多研究結(jié)果也支持這一結(jié)論(Bi et al,2010;Qiao et al,2008;Lietal,2001)。
綜上所述,我們可以得到以下結(jié)論:
最近50年來,以青坨子為界,萊州灣西、南海岸在地貌演變上存在顯著的差異性。具體表現(xiàn)在:兩者海岸線和等深線演變差異巨大;兩者海岸地貌類型分布不一致、演變趨勢(shì)、速度和幅度不同,兩者水下地貌沖於差距懸殊??傮w言之,以青坨子為界的萊州灣西、南海岸地貌演變的差異性是萊州灣西-南部海岸地貌變化的突出特征和總體趨勢(shì)。受其控制,不僅萊州灣南岸地貌演變與同期西岸黃河口—三角洲地貌的劇烈變遷基本無關(guān),而且黃河入海水沙減少乃至斷流對(duì)南岸地貌沖淤狀態(tài)也未有顯著影響。
導(dǎo)致萊州灣西岸和南岸地貌演變差異的主要因素,除兩海岸自然環(huán)境條件的區(qū)域差異外,還與萊州灣西部、南部海域之間的海洋沉積動(dòng)力過程有關(guān),也即特殊的沉積動(dòng)力條件使黃河泥沙無法大量運(yùn)送并沉積到南岸海域。關(guān)于萊州灣西、南海岸地貌差異性演變的沉積動(dòng)力作用,作者擬在其它文章進(jìn)行專門探討,在此處不做詳細(xì)研究。
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