近5年三亞海岸線變化研究*

梁超，黃磊，崔松雪，閻宇，鄒亞榮

（國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心 北京 100081）

1 引言

海岸帶是資源與環(huán)境條件最為優(yōu)越的區(qū)域，與人類活動(dòng)最為密切，是海岸動(dòng)力與沿岸陸地相互作用、具有海陸過(guò)渡特點(diǎn)的獨(dú)立環(huán)境體系。在海岸帶管理中，海岸線變遷對(duì)于海岸帶的范圍劃分具有重大影響，而人類活動(dòng)直接影響海岸線的變遷。隨著海岸帶人口大量增加和海岸帶的開發(fā)進(jìn)程不斷加快，在人類活動(dòng)和自然等因素的驅(qū)動(dòng)下，海岸帶正面臨著全球氣候變化、海平面上升、區(qū)域生態(tài)環(huán)境破壞、生物多樣性減少、污染加重、漁業(yè)資源退化等巨大壓力。由于人類對(duì)海岸帶的密集開發(fā)，對(duì)海岸線影響已越來(lái)越顯著，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了自然因素造成的岸線變化，成為作用于海岸線變遷的最主要驅(qū)動(dòng)因素。

三亞市位于海南省的最南端，是海南省僅有的兩個(gè)地級(jí)市之一，北靠高山，南鄰大海，是海南著名的熱帶海濱旅游城市和海港，其境內(nèi)擁有重要的貿(mào)易港口三亞港，三亞是海南南部的中心城市和交通樞紐，是中國(guó)東南沿海對(duì)外開放的黃金海岸線上最南端的對(duì)外貿(mào)易重要口岸。三亞的岸線變遷研究對(duì)于我國(guó)的岸線開發(fā)、利用具有重要意義。

2 方法與數(shù)據(jù)

2.1 數(shù)據(jù)

Rapid Eye衛(wèi)星擁有覆蓋面積大、分辨率高、多光譜獲取方式和同一天重拍同一區(qū)域等特點(diǎn)，具有5個(gè)波段，影像經(jīng)過(guò)重采樣后分辨率為5 m，圖像幅寬為77 km。QuickBird衛(wèi)星數(shù)據(jù)具有4個(gè)波段，全色分辨率為0.61 m，多光譜為2.44 m，圖像幅寬為16.5 km。本研究采用2010年三亞的Quick Bird 0.61 m、2014年Rapid Eye 5 m的融合數(shù)據(jù)。

2.2 方法

2.2.1 數(shù)據(jù)處理

對(duì)Quick Bird與Rapid Eye數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像融合處理，獲得0.61 m和5 m的彩色數(shù)據(jù)，采用多項(xiàng)式幾何校正模型，對(duì)融合后影像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何糾正，誤差范圍控制在1～2個(gè)像元之內(nèi)。

2.2.2 岸線解譯標(biāo)志

通過(guò)實(shí)地調(diào)查檢驗(yàn)，以形狀、大小、顏色和色調(diào)、陰影、位置、結(jié)構(gòu)和紋理等直接解譯依據(jù)，以及幾何組合和空間布局等間接解譯依據(jù)，建立不同岸線的解譯標(biāo)志，參照研究區(qū)地形圖、野外觀測(cè)等輔助資料來(lái)綜合分析與人工目視判讀海岸線的信息。

不同類型海岸的海岸線采用不同的遙感判讀標(biāo)準(zhǔn)，基巖岸線主要特征為伸出的海岬和深入陸地的海灣，水邊線不規(guī)則，多鋸齒，海岸色調(diào)灰暗；砂質(zhì)海岸的干燥灘面光譜反射率較高，在影像上表現(xiàn)為白亮的區(qū)域，灘脊痕跡線處堆積有植物碎屑、雜物等，亮度較低，海水的光譜反射率較低，含水量較高的沙灘光譜反射率也較低，在影像上表現(xiàn)略暗；粉砂淤泥質(zhì)岸線位于淤泥質(zhì)海岸上，這種海岸主要由潮汐作用形成，受上沖流的影響，主要特征為灘面坡度平緩，灘面寬度可達(dá)數(shù)千米甚至更寬，裸露潮灘上多有樹枝狀潮溝發(fā)育；生物岸線主要包括紅樹林岸線、其他樹木岸線和叢草岸線，主要特征為潮溝明顯，有紅樹林和叢草（蘆葦和米草等）植物生長(zhǎng)；人工岸線指由防潮堤、防波堤、護(hù)坡、擋浪墻、碼頭、防潮閘以及道路等擋水（潮）構(gòu)筑物，主要特征水邊線平直，人工構(gòu)筑物多為灰白色，地物形狀規(guī)則，多呈線狀，或者塊狀。

2.2.3 岸線信息提取

采用人-機(jī)交互的方法，開展海岸線的信息提取。進(jìn)行拓?fù)浞治觯玫胶０毒€信息（圖1）。

3 分析

3.1 三亞海岸線變化

從2010－2014年，三亞海岸線變化以人工岸線為主，增長(zhǎng)較大；養(yǎng)殖區(qū)的岸線略有增加；砂質(zhì)岸線的減少最為明顯，有的地方達(dá)到3 051.62 m。三亞海岸線變化的總長(zhǎng)為27 845.72 m，其中人工岸線變化為15 691.18 m，占56.35%；養(yǎng)殖區(qū)岸線變化為398.85 m，占1.43%；砂質(zhì)岸線減少2 132.12 m，占7.66%（圖2）。

根據(jù)遙感影像處理分析結(jié)果，三亞的岸線類型較多，其中以自然岸線為主，占77%，以基巖、砂質(zhì)岸線為主，人工岸線占23%，主要以海洋工程等建筑為主，紅樹林岸線、淤泥質(zhì)岸線也有分布（表1）。

圖1 岸線遙感信息提取技術(shù)

圖2 2010—2014年三亞岸線變化

表1 三亞海岸線類型情況

3.2 近5年岸線空間變化

近幾年，三亞岸線變化與人類活動(dòng)密切相關(guān)，主要表現(xiàn)在由基巖岸線向人工港口變化，原有人工岸線的擴(kuò)張，表現(xiàn)為圍填海，部分為砂質(zhì)岸線向人工港口變化，同時(shí)，變化主要分布于利于港口發(fā)展的區(qū)域。海岸工程建設(shè)較多，如人工堤壩的建設(shè)，對(duì)海洋環(huán)境造成一定的影響。總體上，三亞砂質(zhì)岸線的變化不大，尤其是在三亞灣、亞龍灣的砂質(zhì)岸線基本沒(méi)有變化。

4 岸線變遷的原因與對(duì)策

4.1 岸線變遷的原因

三亞海岸線的變遷主要為經(jīng)濟(jì)發(fā)展所驅(qū)動(dòng)。

4.1.1 三亞的港口建設(shè)

三亞是一個(gè)以旅游業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)的城市，海岸線資源對(duì)于三亞的旅游發(fā)展影響很大，尤其是砂質(zhì)岸線開發(fā)對(duì)于海濱旅游尤為重要。近5年來(lái)，三亞港口建設(shè)加速、養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展、人工岸線增加，2010年、2011年、2012年三亞港口吞吐量分別為134.3萬(wàn)t、142.1萬(wàn)t、151.1萬(wàn)t，呈逐年上升的趨勢(shì)，表明三亞在港口的發(fā)展上投入較大。

4.1.2 經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)

在人工岸線中，海洋工程占主導(dǎo)，占52%，其次是圍填海占40%，5年來(lái)從645.3 km2增長(zhǎng)為1 022 km2，增長(zhǎng)速度為58.4%。養(yǎng)殖圍堤增加27.84%，近年來(lái)三亞從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸轉(zhuǎn)向旅游為主的第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，隨著養(yǎng)殖業(yè)與旅游商貿(mào)的發(fā)展，農(nóng)田圍堤都處于減少狀態(tài)，一部分農(nóng)田圍堤被用來(lái)進(jìn)行建設(shè)修建碼頭，碼頭用地都有相對(duì)的大幅增長(zhǎng)，海岸線的人類改造相對(duì)增加。

三亞市經(jīng)濟(jì)以旅游業(yè)為主，自然岸線占相當(dāng)?shù)谋戎亍＝陙?lái)，三亞港口建設(shè)速度較快，養(yǎng)殖業(yè)開始發(fā)展，人工岸線逐年增加，但自然岸線仍為主導(dǎo)。這表明三亞的自然岸線，尤其是砂質(zhì)岸線保護(hù)取得成效。

4.1.3 岸線的侵蝕影響

在三亞海岸線的開發(fā)利用過(guò)程中，人類開發(fā)利用海岸帶資源過(guò)程中往往只顧經(jīng)濟(jì)效益和局部利益，在上游修水庫(kù)，在海岸挖沙采礁，在海邊搞開發(fā)等，導(dǎo)致海岸帶泥沙供應(yīng)和海洋動(dòng)力狀況失衡，是海南海岸侵蝕加劇的重要原因。

4.2 岸線變化對(duì)策

4.2.1 保持三亞旅游業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

三亞的經(jīng)濟(jì)應(yīng)以第三產(chǎn)業(yè)為主，以旅游業(yè)占主導(dǎo)地位，從2012年投資結(jié)構(gòu)來(lái)看，第一產(chǎn)業(yè)完成投資1.27億元，同比下降17.7%；在建筑業(yè)的帶動(dòng)下，第二產(chǎn)業(yè)完成投資24.75億元，同比增長(zhǎng)91.2%；第三產(chǎn)業(yè)完成投資404.32億元，同比增長(zhǎng)18.6%，占總投資的94.0%。

旅游業(yè)的發(fā)展，尤其濱海旅游的開發(fā)對(duì)海岸線的影響很大，從岸線變遷分析，三亞有較長(zhǎng)的砂質(zhì)岸線，是很好的旅游資源，但是海岸線人工化也較明顯，人工岸線的長(zhǎng)度僅次于砂質(zhì)岸線，并有繼續(xù)增加的可能。

4.2.2 保護(hù)三亞海岸線生態(tài)環(huán)境

從生產(chǎn)看，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保持穩(wěn)定，工業(yè)實(shí)現(xiàn)較快增長(zhǎng)，金融業(yè)成為帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿ΓㄖI(yè)、房地產(chǎn)業(yè)和貿(mào)易業(yè)增速放緩。建筑業(yè)等增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境保護(hù)帶來(lái)影響，尤其是在海岸帶地區(qū)的建設(shè)對(duì)海岸線的生態(tài)環(huán)境影響較大。2012年，全市房地產(chǎn)開發(fā)投資占比為55.4%，高于以基建投資為主的其他投資10.8%，也比上年同期提高5.1%。從2014年高分辨率影像分析，建設(shè)用地的主要變化為港口碼頭。目前，三亞的自然岸線仍占主導(dǎo)，海岸帶有多種用途，需要從經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展、長(zhǎng)短期兼顧、陸海統(tǒng)籌、權(quán)利和責(zé)任相結(jié)合的視角加以考慮。在三亞海岸帶開發(fā)中，政府應(yīng)充分體現(xiàn)規(guī)范、引導(dǎo)和創(chuàng)造市場(chǎng)的作用。

在海岸帶上的投資很難遏制，粗放式的經(jīng)營(yíng)和低水平的開發(fā)將影響投資的效果，對(duì)海岸帶的發(fā)展也會(huì)造成很大危害，影響海岸帶地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。三亞要建設(shè)成為一流的旅游度假目的地，就必須保護(hù)好海岸帶。