査培培, 解雪峰,2, 蔣國(guó)俊, 張建珍, 游慶龍, 吳 濤,4

(1.浙江師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 浙江 金華 321004;2.自然資源部 海岸帶開(kāi)發(fā)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210023;3.復(fù)旦大學(xué) 大氣科學(xué)研究院 大氣與海洋科學(xué)系,上海 200433;4.浙江師范大學(xué) 省部共建非洲研究與中非合作協(xié)同創(chuàng)新中心,浙江 金華 321004)

0 引 言

海岸帶處于海陸銜接并相互作用的地帶,其生態(tài)系統(tǒng)具有復(fù)合性、邊緣性和活躍性的特征[1-2].但近年來(lái),海岸帶生態(tài)環(huán)境所面臨的形勢(shì)愈發(fā)嚴(yán)峻,不僅自然因素降低了岸線(xiàn)的穩(wěn)定性,岸線(xiàn)自身的變化速率也遠(yuǎn)超歷史時(shí)期的演化過(guò)程[3].同時(shí),填海造陸、圍海養(yǎng)殖和建設(shè)港口等一系列人類(lèi)開(kāi)發(fā)活動(dòng)導(dǎo)致岸線(xiàn)以遠(yuǎn)大于自然環(huán)境下的演化速率而發(fā)生變化[4-5].

國(guó)外對(duì)海岸線(xiàn)變遷的研究主要集中在海岸線(xiàn)變遷模型的研究、海岸線(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、利用數(shù)學(xué)方法研究海岸線(xiàn)變遷的速率等方面[6].Edward[7]分析了近200年來(lái)牙買(mǎi)加Vere附近的海岸變遷,結(jié)果表明,海岸線(xiàn)具有明顯向海推進(jìn)的趨勢(shì),但速度逐漸減緩;Adrian等[8]對(duì)羅馬尼亞Sulina灣地區(qū)150年來(lái)海岸線(xiàn)的演變進(jìn)行監(jiān)測(cè),分析了人類(lèi)活動(dòng)對(duì)沿岸泥沙流的影響;Sui等[9]通過(guò)海岸線(xiàn)利用度指數(shù)法、海陸格局變化法和不同尺度的ICUD(international consultation on urological diseases)方法對(duì)印尼1990—2018年海岸線(xiàn)進(jìn)行研究,揭示了海岸線(xiàn)的時(shí)空變化規(guī)律.

國(guó)內(nèi)21世紀(jì)之后才開(kāi)始有學(xué)者對(duì)海岸線(xiàn)時(shí)空變遷開(kāi)展研究,主要是基于RS(遙感)和 GIS(地理信息系統(tǒng))手段研究典型地區(qū)的海岸線(xiàn)變遷過(guò)程,總結(jié)其變化規(guī)律及預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì).董芳等[10]利用了RS和GIS技術(shù)對(duì)黃河三角洲的岸線(xiàn)變遷、發(fā)育演變等方面進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)其陸地面積在不斷地增加,但增加速度明顯減慢;葉夢(mèng)瑤等[11]分析了浙江省1990—2015年大陸岸線(xiàn)的時(shí)空變化特征,結(jié)果表明,浙江省大陸岸線(xiàn)變遷顯著,變化強(qiáng)度和人工化指數(shù)均呈上升趨勢(shì);肖銳[12]選取長(zhǎng)江口—杭州灣河口區(qū)為典型的研究區(qū)域,基于資源-過(guò)程-響應(yīng)模型對(duì)海岸線(xiàn)變遷驅(qū)動(dòng)力因素進(jìn)行研究;牛明香等[13]運(yùn)用GIS技術(shù)分析了黃河三角洲東營(yíng)段面積的淤蝕變化、海岸線(xiàn)遷移特征及其時(shí)空變化規(guī)律.

目前國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家利用遙感影像對(duì)海岸線(xiàn)時(shí)空變遷的研究較多,但主要是利用各海岸線(xiàn)變遷模型對(duì)岸線(xiàn)變化特征進(jìn)行探討,各變遷模型之間沒(méi)有明顯的聯(lián)系.另外對(duì)海岸線(xiàn)變遷的驅(qū)動(dòng)因素研究相對(duì)較少,現(xiàn)有的研究多數(shù)都是從海岸線(xiàn)動(dòng)態(tài)變化研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行定性分析,且主要探討人類(lèi)活動(dòng)的影響.因此,本文嘗試通過(guò)賦予各定量分析指標(biāo)合適的權(quán)重值,將海岸線(xiàn)定量化分析的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合起來(lái),研究其變化規(guī)律.再?gòu)淖匀缓蜕鐣?huì)經(jīng)濟(jì)2個(gè)方面選取合理的驅(qū)動(dòng)因子,運(yùn)用數(shù)學(xué)模型定量分析海岸帶的變遷.

由于浙江省海岸線(xiàn)覆蓋廣,具有海岸曲折、灘涂廣闊、港口眾多及生物種類(lèi)豐富等特點(diǎn),所以近幾十年來(lái)隨著沿海經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,其大陸岸線(xiàn)出現(xiàn)過(guò)度開(kāi)發(fā)、資源短缺等現(xiàn)象.因此,以浙江省為研究對(duì)象,掌握其大陸岸線(xiàn)變遷特征及影響因素,采取合理有效的開(kāi)發(fā)措施,對(duì)實(shí)現(xiàn)海岸帶的科學(xué)化管理和可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義.

1 研究區(qū)域

浙江省地跨北緯27°02′～31°11′,東經(jīng)118°01′～123°10′[14],地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年氣溫適中,降雨充沛,氣候資源配置豐富[15].其大陸岸線(xiàn)位于全國(guó)海岸帶中段,分布于6個(gè)地級(jí)市.本研究根據(jù)以上6個(gè)地級(jí)市的區(qū)(縣)進(jìn)行劃分,將研究區(qū)細(xì)分為27個(gè)研究單元,又依據(jù)大陸岸線(xiàn)特征概括為6個(gè)岸段,如圖1所示[16-19].

注： 基于自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)審圖號(hào)為浙S(2021)41號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖邊界無(wú)修改,下同

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與預(yù)處理

從地理空間數(shù)據(jù)云中選取1995年、2005年、2015年和2020年4期遙感影像數(shù)據(jù),為了使提取的海岸線(xiàn)更加精確、減少誤差,盡量選取月份相近的數(shù)據(jù),以及同一潮位的數(shù)據(jù).在相關(guān)軟件中對(duì)原始影像進(jìn)行幾何精校正和圖像增強(qiáng)后人工目視提取大陸岸線(xiàn).具體操作步驟如下：1)將研究區(qū)圖層與1995年合成后的假彩色影像疊加,并結(jié)合單波段影像,目視解譯獲取1995年岸線(xiàn);2)以1995年岸線(xiàn)為基準(zhǔn),疊加2005年影像,對(duì)比2期影像,修改岸線(xiàn)發(fā)生變化的部分,獲取2005年岸線(xiàn),以此類(lèi)推獲取2015年和2020年的岸線(xiàn)[20].

由于受到潮汐作用和風(fēng)暴潮等影響,海岸線(xiàn)時(shí)刻處于變化之中.因此,遙感影像中的海岸線(xiàn)為瞬時(shí)水邊線(xiàn)[21-22].所以本文借助往年地形圖,分析當(dāng)?shù)爻毕?guī)律,在目視解譯過(guò)程中盡量保證提取的岸線(xiàn)最大接近平均高潮位線(xiàn).但由于影像數(shù)據(jù)分辨率存在局限性,所以,本文根據(jù)浙江省《海岸線(xiàn)調(diào)查統(tǒng)計(jì)技術(shù)規(guī)范》及實(shí)地考察結(jié)果,對(duì)浙江省海岸線(xiàn)的分類(lèi)結(jié)果如表1所示[23].

表1 岸線(xiàn)的類(lèi)型及劃定方法[22-24]

2.2 海岸線(xiàn)定量分析方法

2.2.1 海岸線(xiàn)變遷強(qiáng)度

為客觀(guān)比較各個(gè)時(shí)期海岸線(xiàn)長(zhǎng)度變化速率的時(shí)空差異,采用某一時(shí)段內(nèi)海岸線(xiàn)長(zhǎng)度的年平均變化百分比來(lái)表示海岸線(xiàn)的變遷強(qiáng)度[19],公式如下：

(1)

式(1)中：Iij表示某一研究區(qū)第i年至第j年岸線(xiàn)變遷強(qiáng)度;Li和Lj分別表示第i年和第j年的岸線(xiàn)長(zhǎng)度.正值表示岸線(xiàn)增長(zhǎng);負(fù)值表示岸線(xiàn)縮短.絕對(duì)值越大表示岸線(xiàn)變遷越明顯.

2.2.2 海岸線(xiàn)人工化指數(shù)

岸線(xiàn)人工化是指在人類(lèi)活動(dòng)的影響下導(dǎo)致自然岸線(xiàn)轉(zhuǎn)變成人工岸線(xiàn)的過(guò)程[11].而人類(lèi)活動(dòng)對(duì)岸線(xiàn)的影響程度可以用人工化指數(shù)來(lái)表示,公式如下：

(2)

式(2)中：H表示人工化指數(shù);N表示某區(qū)域人工岸線(xiàn)長(zhǎng)度;L為該區(qū)域岸線(xiàn)總長(zhǎng)度.

2.2.3 岸灘區(qū)域面積變化速率

為了體現(xiàn)海岸線(xiàn)變化的速率,采用某一時(shí)段內(nèi)2條海岸線(xiàn)圍成面積的年平均單位變化百分比來(lái)表示海岸線(xiàn)的變化速率[25],公式如下：

(3)

式(3)中：ν表示岸灘區(qū)域面積變化速率;Sij表示某一研究區(qū)第i年與第j年岸線(xiàn)圍成的面積;Li表示第i年的岸線(xiàn)長(zhǎng)度.

2.2.4 沿海區(qū)域開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度

海岸帶開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度是以海岸線(xiàn)為基礎(chǔ)向內(nèi)作緩沖區(qū),利用緩沖區(qū)內(nèi)各土地利用類(lèi)型的面積及其分級(jí)指數(shù),定量表征不同土地類(lèi)型對(duì)海岸帶資源環(huán)境的影響程度[11],公式如下：

(4)

式(4)中：A為沿海區(qū)域開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度;n為土地利用類(lèi)型的種類(lèi);Si為研究區(qū)內(nèi)第i種土地利用類(lèi)型面積占比;Pi為第i級(jí)分級(jí)指數(shù).A值越大,表明沿海區(qū)域開(kāi)發(fā)利用的強(qiáng)度越大.

2.2.5 人類(lèi)干擾程度綜合指數(shù)

人類(lèi)干擾程度綜合指數(shù)包括海岸線(xiàn)定量化分析的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)賦予每個(gè)指標(biāo)不同的權(quán)重值(見(jiàn)表2),并對(duì)全部的權(quán)重值和指數(shù)相乘的結(jié)果進(jìn)行累加.

表2 各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重

由于指標(biāo)性質(zhì)不同,量綱不一致,先將人工化指數(shù)和開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度轉(zhuǎn)化成年平均變化數(shù)值,然后采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[26],公式如下：

(5)

最后將標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)值與各項(xiàng)權(quán)重相乘累加,公式如下：

(6)

式(6)中：Z為人類(lèi)干擾程度綜合指數(shù);Fi和Wi分別為第i個(gè)指標(biāo)指數(shù)及其所對(duì)應(yīng)的權(quán)重.

2.3 灰色關(guān)聯(lián)度模型

2.3.1 灰色關(guān)聯(lián)度原理

灰色關(guān)聯(lián)分析方法是以因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度(即“灰色關(guān)聯(lián)度”)作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法[27],其計(jì)算過(guò)程大致分為4個(gè)步驟：

第1步：確定反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列和影響系統(tǒng)行為的比較數(shù)列.

設(shè)參考數(shù)列為Y={Y(k)|k=1,2,…,n};比較數(shù)列為Xi={Xi(k)|k=1,2,…,n},i=1,2,…,m.

第2步：變量的無(wú)量綱化.

k=1,2,…,n,i=0,1,2,…,m.

(7)

第3步：計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)εi(k).

(8)

式(8)中,p為分辨系數(shù),取值區(qū)間為(0,1),具體取值可視情況而定,通常情況下p=0.5[28].

第4步：計(jì)算關(guān)聯(lián)度ri.

(9)

根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小,將關(guān)聯(lián)度劃分為5個(gè)等級(jí),具體如表3所示.

2.3.2 驅(qū)動(dòng)因素選取

海岸線(xiàn)變遷是由多種因素相互作用的結(jié)果[29-30].本文根據(jù)浙江省的地貌特征,從自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)2個(gè)角度出發(fā),選取年降水量(mm)、年均溫度(℃)、GDP(億元)、年末人口總數(shù)(萬(wàn)人)、漁業(yè)生產(chǎn)總量(t)、漁業(yè)養(yǎng)殖面積(hm2)及居民用地面積(km2)[29-32]7個(gè)驅(qū)動(dòng)因子.這些指標(biāo)數(shù)據(jù)均來(lái)自各地級(jí)市歷年統(tǒng)計(jì)年鑒.由于本研究時(shí)間跨度較大,而早期統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)不完善,且研究期間浙江省行政區(qū)劃有所調(diào)整,所以部分?jǐn)?shù)據(jù)無(wú)法查閱,故本文選取數(shù)據(jù)較為完善的研究單元(15個(gè))進(jìn)行分析.

表3 關(guān)聯(lián)度大小和關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的關(guān)系

3 討論與分析

3.1 浙江省大陸岸線(xiàn)變化分析

3.1.1 大陸岸線(xiàn)長(zhǎng)度變化分析

1995—2020年,浙江省大陸岸線(xiàn)逐漸向海域一側(cè)推進(jìn),各類(lèi)型岸線(xiàn)均發(fā)生了不同強(qiáng)度的變化,但總長(zhǎng)度無(wú)明顯變化.究其原因,是圍海養(yǎng)殖、填海造陸等人類(lèi)活動(dòng)把原本彎曲的自然岸線(xiàn)變成平直的人工岸線(xiàn),導(dǎo)致岸線(xiàn)變短;但后期的圍墾活動(dòng)在原本岸線(xiàn)基礎(chǔ)上向海推進(jìn),或在距大陸較近的島嶼間修筑堤壩,導(dǎo)致島嶼連接形成半島,使岸線(xiàn)增長(zhǎng)[33].具體見(jiàn)圖2.

圖2 1995—2020年浙江省不同類(lèi)型大陸岸線(xiàn)變化

由圖2可知,各研究單元岸線(xiàn)長(zhǎng)短不一,岸線(xiàn)最長(zhǎng)的象山縣與最短的鹿城區(qū)相差300多km.而且岸線(xiàn)類(lèi)型的分布也存在差異,基巖岸線(xiàn)和基巖淤泥質(zhì)岸線(xiàn)主要分布在三門(mén)灣、臺(tái)州灣和樂(lè)清灣岸段,其中象山縣和蒼南縣占比最大,且砂質(zhì)岸線(xiàn)僅存在于這2個(gè)研究單元內(nèi).海塘岸線(xiàn)和土堤岸線(xiàn)分布于整個(gè)研究區(qū),其中杭州灣岸段各研究單元主要由海塘岸線(xiàn)組成.總體來(lái)看存在自然岸線(xiàn)逐漸向人工岸線(xiàn)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì),但轉(zhuǎn)化速度逐漸變緩.

3.1.2 大陸岸線(xiàn)變遷強(qiáng)度分析

為了更加直觀(guān)地對(duì)比不同時(shí)段大陸岸線(xiàn)長(zhǎng)度變遷的時(shí)空差異,由式(1)計(jì)算得出研究地區(qū)27個(gè)研究單元的岸線(xiàn)變遷強(qiáng)度,具體見(jiàn)表4.

25年間浙江省大陸岸線(xiàn)整體變遷強(qiáng)度為0.01%,且各時(shí)段變遷強(qiáng)度均不明顯.從空間上看,1995—2020年,柯橋區(qū)和上虞區(qū)的大陸岸線(xiàn)長(zhǎng)度呈負(fù)增長(zhǎng),鎮(zhèn)海區(qū)、路橋區(qū)和龍港市呈正增長(zhǎng),變遷強(qiáng)度絕對(duì)值均高達(dá)2.00%以上.其中路橋區(qū)和龍港市主要是在2005—2015年發(fā)生變化,對(duì)比2期影像發(fā)現(xiàn),其變化原因均是由大規(guī)模修筑堤壩港口、將周?chē)鷯u嶼連接形成半島所致.從時(shí)間上看,部分研究單元雖整體變遷強(qiáng)度不大,但期間大陸岸線(xiàn)長(zhǎng)度卻發(fā)生明顯變化,如：余姚市整體變遷強(qiáng)度只有0.13%,但各時(shí)段的變遷強(qiáng)度分別達(dá)3.63%,1.37%和-6.68%.

3.1.3 大陸岸線(xiàn)人工化指數(shù)分析

岸線(xiàn)變遷強(qiáng)度只能體現(xiàn)岸線(xiàn)長(zhǎng)度的變化情況,不能看出人工岸線(xiàn)和自然岸線(xiàn)之間的變換特征.因此,引入人工化指數(shù),分析浙江省大陸岸線(xiàn)類(lèi)型受人類(lèi)活動(dòng)的變化情況,具體見(jiàn)表5.

1995—2020年,浙江省大陸岸線(xiàn)總體人工化指數(shù)由0.57增長(zhǎng)到0.69,這說(shuō)明在人類(lèi)活動(dòng)的影響下,部分自然岸線(xiàn)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ぐ毒€(xiàn),但增長(zhǎng)趨勢(shì)逐漸緩慢.尤其是2015—2020年,人工化指數(shù)總體無(wú)增長(zhǎng),這主要與2018年《國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)濱海濕地保護(hù)嚴(yán)格管控圍填海的通知》等關(guān)于海岸帶區(qū)域的政策有關(guān),其中部分研究單元人工岸線(xiàn)的增長(zhǎng)可能是由2018年政策實(shí)施之前已完工的圍海養(yǎng)殖等人類(lèi)活動(dòng)所導(dǎo)致[34].

表4 1995—2020年浙江省大陸岸線(xiàn)變遷強(qiáng)度 單位：%

絕大多數(shù)研究單元的自然岸線(xiàn)與人工岸線(xiàn)都是此消彼長(zhǎng)的關(guān)系,但由于沿海地區(qū)圍填海方式及程度不同,各研究單元人工岸線(xiàn)增長(zhǎng)幅度不一致.其中上升幅度最大的為平陽(yáng)縣,且在2005—2020年2個(gè)時(shí)段上升幅度均居首位, 這表明平陽(yáng)縣影響岸線(xiàn)變遷的人類(lèi)活動(dòng)最為劇烈.另外,2005—2015年,路橋區(qū)人工化指數(shù)出現(xiàn)明顯下降,通過(guò)對(duì)比影像發(fā)現(xiàn),沿海區(qū)域開(kāi)發(fā)將周邊島嶼連接形成半島,在人工岸線(xiàn)增長(zhǎng)的同時(shí)增加大量自然岸線(xiàn),使其總體人工化指標(biāo)有所下降.

3.1.4 岸灘區(qū)域面積變化速率分析

岸線(xiàn)變化不僅體現(xiàn)在長(zhǎng)度和類(lèi)型上,也體現(xiàn)在岸線(xiàn)變遷所引起的海岸陸地的變化上.

由于大陸岸線(xiàn)屬于非閉合的矢量數(shù)據(jù),所以利用ArcMap 10.2將每個(gè)時(shí)段的2條大陸岸線(xiàn)相互結(jié)合所圍成的部分轉(zhuǎn)化為面要素(見(jiàn)圖3),計(jì)算出各研究單元面要素的面積,見(jiàn)圖4.

表5 1995—2020年浙江省大陸岸線(xiàn)人工化指數(shù)

從圖4可看出,慈溪市岸灘面積變化最大,達(dá)271.75 km2,占整個(gè)浙江省岸灘面積的21.63%.另外3個(gè)時(shí)間段的岸灘面積之和大于1995—2020年岸灘面積.這說(shuō)明在自然環(huán)境和人類(lèi)活動(dòng)干擾下,浙江省大陸岸線(xiàn)在不斷向海擴(kuò)張的同時(shí)也發(fā)生了部分侵蝕和退縮現(xiàn)象.

根據(jù)岸灘面積結(jié)合大陸岸線(xiàn)長(zhǎng)度,得到各研究單元各時(shí)段的大陸岸線(xiàn)岸灘區(qū)域面積變化速率.由圖5知,1995—2020年岸灘區(qū)域面積變化速率最大的是慈溪市,為14.55%;其次是余姚市、上虞區(qū)和龍灣區(qū),分別為11.99%,9.56%和9.24%.2005—2015年是各研究單元岸灘區(qū)域面積年平均變化速率最快的時(shí)間段,其中余姚市高達(dá)20.13%.而2015—2020年是岸灘區(qū)域面積變化最慢的時(shí)間段,各研究單元變化速率均不明顯,最高為余姚市,僅有4.75%.

圖3 1995—2020年浙江省岸灘區(qū)域面積變化空間分布

圖4 1995—2020年浙江省岸灘區(qū)域面積變化

圖5 1995—2020年浙江省岸灘區(qū)域面積變化速率

3.1.5 沿海區(qū)域開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度分析

以各時(shí)期大陸岸線(xiàn)為基礎(chǔ)分別向陸一側(cè)做緩沖區(qū),緩沖距離設(shè)為5 km,裁剪得到各時(shí)期沿海區(qū)域的土地利用數(shù)據(jù).按照土地利用類(lèi)型將土地利用程度分為4級(jí)并賦值[35],具體見(jiàn)表6.

計(jì)算出各研究單元緩沖區(qū)內(nèi)各土地利用類(lèi)型的面積占比,結(jié)合分級(jí)指數(shù)得到開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度.

表6 土地類(lèi)型及利用程度分級(jí)賦值表

25年間浙江省沿海區(qū)域整體開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度增長(zhǎng)不明顯,由2.76增長(zhǎng)至2.84.其中大多數(shù)研究單元的沿海區(qū)域開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì),這主要是由于岸區(qū)內(nèi)的圍海養(yǎng)殖和各類(lèi)工業(yè)發(fā)展使其農(nóng)業(yè)用地和城鎮(zhèn)用地面積不斷提高.同時(shí),由于圍填海的影響,沿海區(qū)域位置隨岸線(xiàn)推進(jìn)變化劇烈,導(dǎo)致其開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度變化不穩(wěn)定,部分研究單元甚至呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì).具體見(jiàn)圖6.

圖6 1995—2020年浙江省沿海區(qū)域開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度

3.1.6 人類(lèi)干擾程度綜合指數(shù)

將所有的評(píng)價(jià)結(jié)果通過(guò)ArcGIS的自然間斷法對(duì)人類(lèi)干擾程度的等級(jí)進(jìn)行劃分,得到5個(gè)不同的等級(jí),具體的結(jié)果如圖7所示[23].

圖7中,從左到右分別是浙江省3個(gè)時(shí)段的人類(lèi)干擾程度空間分布圖.從整體上來(lái)看,浙江省人類(lèi)干擾程度呈先加劇后緩和的趨勢(shì).3個(gè)時(shí)段的重度和極度總占比分別為25.9%,33.3%和22.2%,且均主要集中分布在杭州灣南岸,少數(shù)散落分布在甌江口—沙埕港岸段.1995—2005年和2015—2020年,浙江省人類(lèi)干擾程度主要均以輕、微度為主,占比均達(dá)60%以上,且主要集中分布在象山灣、三門(mén)灣、臺(tái)州灣和樂(lè)清灣岸段.2005—2015年,人類(lèi)干擾程度加劇明顯,主要以中、極度為主,二者總占比在上一時(shí)段的基礎(chǔ)上增加87.5%,其中中度分布零散,各岸段均有.從各研究單元來(lái)看,上虞區(qū)、余姚市、慈溪市和鎮(zhèn)海區(qū)25年間人類(lèi)干擾程度保持著重度和極度的水平,對(duì)比其大陸岸線(xiàn)變化情況,發(fā)現(xiàn)主要是由岸線(xiàn)長(zhǎng)度變遷引起岸灘區(qū)域面積變化速率呈現(xiàn)較高水平所導(dǎo)致.

圖7 1995—2020年浙江省人類(lèi)干擾程度空間分布

3.2 浙江省大陸岸線(xiàn)變遷驅(qū)動(dòng)因素分析

以大陸岸線(xiàn)長(zhǎng)度為因變量Y,各驅(qū)動(dòng)因素為自變量,分別計(jì)算出各個(gè)研究單元的關(guān)聯(lián)度(見(jiàn)表7).

從平均值來(lái)看,按7個(gè)指標(biāo)與岸線(xiàn)長(zhǎng)度的關(guān)聯(lián)度由大到小排序?yàn)槟昴┤丝诳倲?shù)、年平均溫度、年降水量、漁業(yè)養(yǎng)殖面積、漁業(yè)生產(chǎn)總量、居民用地面積和GDP.

從各研究單元來(lái)看,兩大自然因素與大陸岸線(xiàn)長(zhǎng)度變化關(guān)系強(qiáng)烈,各研究單元關(guān)聯(lián)度均高達(dá)0.90以上.主要由于溫度升高導(dǎo)致海平面上升,而降水量的不斷增加導(dǎo)致大量淤泥河沙流入海岸帶周?chē)?最終引起大陸岸線(xiàn)的變化.另外,GDP對(duì)大陸岸線(xiàn)變化的影響不明顯,年末人口總數(shù)、漁業(yè)生產(chǎn)總量和養(yǎng)殖面積對(duì)大陸岸線(xiàn)變化的影響尤為明顯.其中人口總數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)度最大,各研究單元均高達(dá)0.94以上.隨著人口的增加,為了滿(mǎn)足居民日漸增強(qiáng)的需求,沿海區(qū)域通過(guò)圍海養(yǎng)殖和修筑堤壩擴(kuò)大漁業(yè)養(yǎng)殖面積,從而增加漁業(yè)生產(chǎn)總量,同時(shí)伴隨著運(yùn)輸?shù)缆沸藿ê宛B(yǎng)殖區(qū)開(kāi)發(fā)等人類(lèi)活動(dòng),最終導(dǎo)致大陸岸線(xiàn)逐漸擴(kuò)張,岸線(xiàn)長(zhǎng)度增加.

平湖市、海寧市和慈溪市的居民用地面積與大陸岸線(xiàn)變化的灰色關(guān)聯(lián)度較大,分別為0.96,0.96和0.97.1995—2020年,3個(gè)區(qū)(縣)的居民用地面積分別從81.85,143.32和162.53 km2增長(zhǎng)至174.82,272.36和353.68 km2.這意味著隨著住房、交通等需求的增長(zhǎng),沿海區(qū)域通過(guò)填海造陸增加居民用地面積,大陸岸線(xiàn)向海域不斷擴(kuò)張,但同時(shí)岸線(xiàn)化曲為直,最終導(dǎo)致大陸岸線(xiàn)長(zhǎng)度小幅度增加.

表7 大陸岸線(xiàn)長(zhǎng)度與驅(qū)動(dòng)因素的關(guān)聯(lián)度

4 結(jié)論與展望

本文在RS和GIS技術(shù)的支持下,對(duì)浙江省大陸岸線(xiàn)的時(shí)空變化特征進(jìn)行了定量分析.并通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度模型探討影響大陸岸線(xiàn)變化的驅(qū)動(dòng)因子,試圖找到自然生態(tài)過(guò)程中人為干擾和大陸岸線(xiàn)變化之間的關(guān)系.主要得到以下結(jié)論：

1)1995—2020年,浙江省大陸岸線(xiàn)變遷強(qiáng)度和人工化指數(shù)總體均呈增長(zhǎng)趨勢(shì),同時(shí)大多數(shù)研究單元的沿海區(qū)域開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度逐漸加強(qiáng),其中2005—2015年是岸灘區(qū)域面積變化速率最快的時(shí)段.

2)1995—2020年,浙江省大陸岸線(xiàn)人類(lèi)干擾程度先加劇后減緩,1995—2005年和2015—2020年主要以輕、微度為主;2005—2015年人類(lèi)干擾程度加劇,主要以中、極度為主.

3)關(guān)聯(lián)度均值由大到小排序?yàn)槟昴┤丝诳倲?shù)、年平均溫度、年降水量、漁業(yè)養(yǎng)殖面積、漁業(yè)生產(chǎn)總量、居民用地面積和GDP.

根據(jù)對(duì)浙江省大陸岸線(xiàn)的研究結(jié)果,圍繞 “十四五”規(guī)劃,深入推進(jìn)建設(shè)海洋強(qiáng)省,著力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、海洋創(chuàng)新、海洋港口、海洋開(kāi)發(fā)和海洋生態(tài)文明等領(lǐng)域,全方位形成參與國(guó)際海洋競(jìng)爭(zhēng)與合作的新優(yōu)勢(shì),逐漸將浙江省海岸帶打造成生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、功能布局有序、特色風(fēng)貌突出、經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的宜居宜業(yè)的現(xiàn)代化濱海地區(qū).