汪翡翠，楊 朋，施佩歆，商志文，肖國(guó)強(qiáng)，王 福*

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心,天津 300170；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局海岸帶地質(zhì)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300170；3.華北地質(zhì)科技創(chuàng)新中心，天津 300170）

海岸帶作為海洋與陸地相互作用的地帶，有著敏感又脆弱的生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，作為陸地與海洋兩種類型經(jīng)濟(jì)相互結(jié)合的典型區(qū)，大規(guī)模地向海洋拓展空間成了人類活動(dòng)的熱門選擇。雖然圍填海活動(dòng)的開展暫時(shí)解決了土地資源短缺的問(wèn)題，但是對(duì)近海生態(tài)環(huán)境的影響是持續(xù)性的、負(fù)面的[1-3]。

早在13世紀(jì)，荷蘭就已經(jīng)開展了圍填?；顒?dòng)[4]，并建設(shè)了世界上最長(zhǎng)的堤壩，韓國(guó)、日本和新加坡等陸地資源匱乏的沿海國(guó)家，都以圍填海的方式向?！敖琛钡?，用于城市建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)。在我國(guó)，河北省所在的渤海灣海岸線以1950年為分界點(diǎn)經(jīng)歷了人類活動(dòng)逐漸取代自然因素的演化過(guò)程，岸線長(zhǎng)度呈現(xiàn)出先輕微減小再劇烈增加的變化趨勢(shì)，特別是在2010年，岸線的長(zhǎng)度和位置變化程度均達(dá)到最大[5-7]。因此，在人類活動(dòng)愈演愈烈的背景下，岸線向海域方向迅速移動(dòng)，岸線的基本自然屬性被迫改變，海岸帶區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到了破壞。

針對(duì)當(dāng)前海岸線所存在的問(wèn)題，國(guó)家出臺(tái)了相關(guān)政策。2017年1月19日，原國(guó)家海洋局印發(fā)了《海岸線保護(hù)與利用管理辦法》（以下簡(jiǎn)稱《辦法》）?！掇k法》提出建立自然岸線保有率控制制度，規(guī)定了到2020年河北省自然岸線保有率不低于35%[8]。因此，作為海岸帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)和前提，亟需對(duì)海岸線空間位置信息和屬性信息進(jìn)行有效獲取。

本文以衛(wèi)星遙感技術(shù)作為海岸帶研究的重要技術(shù)手段[6，9，10]，基于Landsat OLI衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)地驗(yàn)證結(jié)果，對(duì)河北省2019年海岸線分布情況進(jìn)行分析，以期為海岸線的利用和規(guī)劃提供科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)介紹和處理

本文以Landsat OLI作為遙感數(shù)據(jù)源，該數(shù)據(jù)作為中等分辨率遙感數(shù)據(jù)，不僅可免費(fèi)獲取，而且時(shí)間分辨率較高，在大范圍信息獲取中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。選擇2019年6月至8月期間云量低于10%的影像數(shù)據(jù)，以確保地面特征識(shí)別和解譯的高精度。其他非遙感數(shù)據(jù)包括河北省行政區(qū)劃矢量文件。

數(shù)據(jù)預(yù)處理包括：使用arcgis10.2軟件平臺(tái)對(duì)Landsat OLI遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正、輻射校正、大氣校正和鑲嵌配準(zhǔn)等數(shù)據(jù)預(yù)處理，然后結(jié)合研究區(qū)和衛(wèi)星遙感影像的特點(diǎn)，選擇7（R）、5（G）、2（B）+8（pan）波段進(jìn)行圖像運(yùn)算和光譜增強(qiáng)處理。

1.2 海岸線劃分及提取

根據(jù)海岸線所在潮間帶的底質(zhì)特征與海岸線空間形態(tài)，并結(jié)合自然狀態(tài)的改變與否，將海岸線統(tǒng)分為自然岸線和人工岸線兩種類型。自然岸線指在不受人類活動(dòng)影響的情況下，保持自然海岸線特征的海岸線。人工岸線是指通過(guò)人工圍海造陸、建造堤壩、圍海養(yǎng)殖等海岸工程方式，將自然海岸形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ず０缎螒B(tài)的人工岸線[11-14]。本文結(jié)合野外實(shí)際調(diào)查情況，將自然岸線細(xì)分為：基巖岸線和砂（礫）質(zhì)岸線；將人工岸線細(xì)分為：圍海造陸及港口岸線、圍海養(yǎng)殖岸線、鹽田岸線、海堤岸線和人工河口岸線（表1）。人工岸線在空間形態(tài)上具有走向平直、易于區(qū)分等特征。自然岸線在空間形態(tài)上一般具有形態(tài)曲折、走向自然，位置相對(duì)固定等特點(diǎn)。本文采用目視解譯法[15]與實(shí)地調(diào)查相結(jié)合的方式進(jìn)行岸線提取。

表1 海岸線類型劃分及其遙感解譯標(biāo)志Table 1 Classification of coastline types and their remote sensing interpretation signs

1.3 人工岸線的界定

對(duì)直立型岸壁、護(hù)岸的填海工程，海岸線一般界定在填海造陸工程外側(cè)的堤頂前沿線，對(duì)斜坡結(jié)構(gòu)的填海造陸工程海岸線一般界定在平均大潮高潮位時(shí)水陸分界的痕跡線處。對(duì)部分完成圍海造陸工程的，且外側(cè)已形成永久護(hù)岸，按工程的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行海岸線類型和位置界定。

對(duì)于與海岸線垂直或斜交的狹長(zhǎng)的構(gòu)筑物（包括引堤、凸堤式碼頭、棧橋式碼頭等），則以其與陸地連接的根部連線作為該區(qū)域的海岸線。

以河口區(qū)最靠近海的第一道攔潮閘（壩）作為河口岸線；以河口區(qū)域的道路、橋梁外邊界線作為河口岸線；以河口區(qū)突然展寬處的突出點(diǎn)連線作為河口岸線。

2 結(jié)果與討論

2019年河北省大陸海岸線長(zhǎng)度約為715.59 km（圖1、表2），其中，自然岸線長(zhǎng)約71.29 km，占總長(zhǎng)度的9.96%，人工岸線長(zhǎng)約644.30 km，占總長(zhǎng)度的90.04%。

表2 河北省2019年海岸線長(zhǎng)度和比例統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics of the length and proportion of Hebei's coastline in 2019

圖1 河北省2019年海岸線遙感解譯圖Fig.1 Remote sensing interpretation of Hebei's coastline in 2019

自然岸線中，砂（礫）質(zhì)岸線長(zhǎng)度最長(zhǎng)，為58.33 km，占岸線總長(zhǎng)度比例為8.15%，主要分布在昌黎縣和秦皇島市北戴河區(qū)。區(qū)內(nèi)有多個(gè)旅游景點(diǎn)，例如昌黎黃金海岸、淺水灣海水浴場(chǎng)以及北戴河旅游區(qū)等；其次是基巖岸線，長(zhǎng)度約為12.96 km，占岸線總長(zhǎng)度的1.81%，主要分布在秦皇島市的北戴河區(qū)，北起鴿子窩公園周邊，南抵戴河口。

人工岸線中，圍海造陸及港口岸線長(zhǎng)度最長(zhǎng)，達(dá)到了312.76 km，占岸線總長(zhǎng)度的43.71%，主要分布在秦皇島港、曹妃甸港和黃驊港，其中曹妃甸港周邊圍海造陸及港口岸線規(guī)模最大；其次是圍海養(yǎng)殖岸線，其長(zhǎng)度約為171.68 km，占岸線總長(zhǎng)度的23.99%，主要分布在黃驊市、灤南縣、樂(lè)亭縣以及昌黎縣；人工河口岸線長(zhǎng)度約為118.85 km，占岸線總長(zhǎng)度的16.61%，其主要分布在石河口、新開河口、湯河口、戴河口、洋河口、人造河口、大蒲河口、新開河口、灤河口、浪窩口、大清河口、小河子口、小青龍河口、雙龍河口、唐河口、北排河口以及大口河口；海堤岸線長(zhǎng)度約為32.63 km，占岸線總長(zhǎng)度的4.64%，主要分布在黃驊港和曹妃甸港周邊區(qū)域；鹽田岸線長(zhǎng)度最短，約為10.46 km，占岸線總長(zhǎng)度的1.46%，主要分布在灤南縣北堡村。

研究顯示[16]，1980年河北省的岸線長(zhǎng)度約為383.7 km，2000年河北省的岸線長(zhǎng)度約為438.5 km，與本次解譯結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，岸線長(zhǎng)度大幅度增加，相比較于1980年增加約86%，相比較于2000年增加約63%。岸線長(zhǎng)度增加的主要原因?yàn)楸臼兰o(jì)以來(lái)大規(guī)模圍填海人類活動(dòng)。

有研究表明[4]，除河北省近幾十年來(lái)個(gè)別年份岸線長(zhǎng)度出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)外，其他年份岸線均為正增長(zhǎng)。截止到20世紀(jì)50年代中期，仍以自然岸線占主導(dǎo)地位，自然侵蝕和淤積決定岸線變化。20世紀(jì)50年代中期至70年代末，岸線變化出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng)的情況，出現(xiàn)這種情況的主要原因是岸線的截彎取直等原因引起的。20世紀(jì)70年代末期至80年代末期，岸線整體長(zhǎng)度逐年遞增。在20世紀(jì)80年代末期至90年代初期，河北省沿海地區(qū)大規(guī)模建設(shè)鹽田、養(yǎng)殖池塘等人工建筑，使得岸線整體向海推進(jìn)的同時(shí)，人工岸線大幅度增加，導(dǎo)致整體岸線迅猛增長(zhǎng)。例如，在本時(shí)期內(nèi)，僅南堡鹽場(chǎng)的擴(kuò)建，就使岸線長(zhǎng)度增加約15 km。20世紀(jì)90年代中至21世紀(jì)初，岸線長(zhǎng)度仍呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，其主要原因是由于港口及圍海造陸活動(dòng)、養(yǎng)殖以及人工筑堤活動(dòng)等的增加。隨著河北省發(fā)展規(guī)劃的不斷變化，岸線演變?cè)蛴勺匀谎莼癁橹鬓D(zhuǎn)變?yōu)槿祟愑绊懻贾鲗?dǎo)地位，岸線變化主導(dǎo)因素由以鹽田開發(fā)為主演變?yōu)辂}田和圍海養(yǎng)殖共同為主，再后來(lái)以圍海養(yǎng)殖活動(dòng)為主，最終以圍海養(yǎng)殖和港口及圍填海活動(dòng)為主。

研究發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模的岸線開發(fā)導(dǎo)致了一系列問(wèn)題，例如，曹妃甸圍填海工程作為我國(guó)規(guī)模最大的灘涂綜合開發(fā)利用工程，已導(dǎo)致該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)遭到了破壞[2，17-19]；砂（礫）質(zhì)岸線助力旅游資源的開發(fā)，濱海旅游資源的不斷增加在一定程度上刺激了河北省經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，然而沙灘旅游使得砂（礫）質(zhì)岸線面臨嚴(yán)重的人為干擾，致使近沿海地區(qū)生物多樣性受到影響，并引發(fā)海洋生物群落組成的改變、藻類的衍生，進(jìn)而導(dǎo)致沿海地區(qū)生態(tài)功能降低[20]。

鑒于上述情況，亟需加強(qiáng)河北省海岸線保護(hù)和修復(fù)，實(shí)現(xiàn)海岸帶資源的合理高效利用，維持近海健康與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展。

3 結(jié)論

本文以河北省海岸線為研究對(duì)象，分析了河北省海岸線現(xiàn)狀、變化過(guò)程及存在問(wèn)題。結(jié)果表明：

（1）河北省2019年海岸線總長(zhǎng)約715.59 km，其中自然岸線約71.29 km，人工岸線約644.30 km。自然岸線中，基巖岸線長(zhǎng)度約為12.96 km，砂（礫）質(zhì)岸線長(zhǎng)度約58.33 km；人工岸線中，圍海造陸及港口岸線長(zhǎng)度約312.76 km，圍海養(yǎng)殖岸線長(zhǎng)度約為171.68 km，鹽田岸線約10.46 km，海堤岸線長(zhǎng)度約30.55 km，人工河口岸線約118.85 km。

（2）河北省現(xiàn)狀自然岸線占比約10%，目前無(wú)法滿足《辦法》規(guī)定的不低于35%保有率的要求。因此，亟需通過(guò)開展自然岸線修復(fù)工作，恢復(fù)自然岸線，提高自然岸線占比；同時(shí)，需加強(qiáng)岸灘綜合治理修復(fù)，改善海岸帶生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。