粵港澳大灣區自然資源遙感調查與保護建議

趙玉靈

(中國國土資源航空物探遙感中心，北京 100083)

0 引言

粵港澳大灣區地處廣東省中南部(珠江三角洲在其范圍內)，是繼美國紐約灣區、舊金山灣區和日本東京灣區之后建立的世界第四大灣區。該區三面環山，面向南海；區內三江(西江、北江和東江)匯聚，區位優勢明顯，是國家建設世界級城市群和參與全球競爭的重要空間載體。全區丘陵山地、臺地與平原錯落，特別是在粵西北江綏江南緣一帶，有不少海拔四、五百m的高峰；但平原區地勢平坦，海拔多在200 m以下。區內以南亞熱帶季風氣候為主，雨量充沛，四季不分明，夏季高溫潮濕，冬季無雪，樹木長青，田野常綠。改革開放以來，該區一直是我國經濟發展最為迅速的地區之一[1-2]。

為了更好地服務于國家重大戰略部署，利用“3S”技術，以2015年高分遙感數據和地理地形資料為主要數據源，完成了2015年的粵港澳大灣區自然資源分布現狀的遙感調查工作(未包含香港、澳門2個特別行政區)，并對岸線開發提出了建議，冀望拋磚引玉，為區域國土空間合理開發建言獻策。

自然資源是指自然界在其原始狀態下就有價值的天然和人工開發培植的物質。受遙感的可解譯性限制，本文中的自然資源主要包括耕地、園地、林地、草地、地表水、濕地及海岸帶等；同時本文也對土地荒漠化現象進行了調查。

前人對珠江三角洲地區海岸線、紅樹林、耕地和土地利用等研究較多，給本研究提供了很多可借鑒之處。本文是“南部沿海地區自然資源遙感綜合調查(廣東區)”子項目的部分成果。

1 工作概況

本文調查范圍為廣州、佛山、肇慶、深圳、東莞、惠州、珠海、中山及江門等9個省轄市。采用以遙感技術為主，輔以地理信息系統和北斗定位技術，并將遙感解譯、綜合分析和實地檢查驗證相結合的技術路線。遙感數據源采用了2015年第二次全國土地調查所用的遙感數據,人口及經濟等數據來源于《廣東省統計年鑒2015》 。

2 自然資源分布狀況遙感調查

2.1 林地資源遙感調查

2015年調查區林地面積為28 011.22 km2。其中以有林地為主，面積為26 322.49 km2，占全區林地面積的93.97%；灌木林地332.88 km2，占林地面積的1.19%；其他林地1 355.84 km2，占林地面積的4.84%。區內林地資源在肇慶市分布最多，達到10 965.84 km2，占全區林地面積的39.15%；惠州市、江門市和廣州市林地資源面積次之，分別為7 035.10 km2，4 638.29 km2和2 862.23 km2， 3市合計林地占全區林地面積的51.89%(圖1)。林地資源現狀總體表現為總量不足，分布不均，生態功能較為脆弱，其效益未能充分發揮。由于該區經濟持續保持迅猛發展勢頭，隨著占用和征收林地數量的逐年增多，將會導致林地保護與需求的矛盾日趨突出。

圖1 粵港澳大灣區2015年林地現狀遙感解譯統計

2.2 草地資源遙感調查

2015年調查區草地面積為326.24 km2。其中以其他草地為主，面積為304.94 km2，占全區草地面積的93.47%；人工草地面積11.31 km2，占草地面積的3.47%；天然草地面積9.99 km2，僅占草地面積的3.06%。區內草地資源集中分布在東莞市和惠州市，分別為76.2 km2和68.39 km2，2市合計占全區草地面積的44.32%；其他各市草地面積分別為：廣州市45.82 km2、江門市35.68 km2、肇慶市35.5 km2、佛山市26.62 km2、深圳市20.33 km2、珠海市13.26 km2、中山市4.44 km2(圖2)。草業在大灣區處于弱勢地位，天然草場和人工草場發展滯后；大部分有規模的草地多位于山高坡陡的地區，交通不便、人煙稀少，這些草地豐草季節“有草無畜”，草地沒有及時利用，導致雜草叢生，逐年退化，牧草無法有效利用。

圖2 粵港澳大灣區2015年草地現狀遙感解譯統計

2.3 地表水資源遙感調查

2015年調查區地表水面積為5 266.02 km2。其中以坑塘水面為主要地表水類型，面積為3 516.01 km2，占全區地表水面積的66.77%；河流水面1 219.76 km2，占地表水面積的23.16%；水庫水面515.91 km2，占地表水面積的9.80%。其中地表水資源在佛山市和江門市分布最為集中，分別達到了1 298.12 km2和1 019.07 km2，2市合計占全區地表水面積的44%；深圳市地表水分布最少，僅60.58 km2(圖3)。從2007年至今，全區水體經歷了破碎化過程，其中河流、坑塘及湖泊的變化過程表現為先破碎后萎縮，而水庫表現為破碎度減小且面積及數量增加。河流片段化及渠道化，坑塘萎縮破碎，水庫增加，這與城市建設用地擴張侵占水體，人為整治河道及城市生活用水需求增加有關。

圖3 粵港澳大灣區2015年地表水現狀遙感解譯統計

2.4 濕地資源遙感調查

2015年調查區濕地面積為8 649.87 km2。人工濕地、近海及海岸濕地、河流濕地、沼澤濕地和湖泊濕地的面積分別為4 052.44 km2，3 263.89 km2，1 281.15 km2，37.75 km2和14.64 km2，所占比例分別為46.85%，37.73%，14.81%，0.44%和0.17%。其中江門市、珠海市和佛山市濕地分布較集中，分別占濕地總面積的24.67%，21.46%和14.15%；東莞市濕地分布最少，僅有297.88 km2(圖4)。整體來看，區內濕地開發程度非常高，從20世紀80年代的大規模海水養殖轉型到21世紀初的建設用地和機場碼頭的建設。與之對應的是自然海岸線的消失和人工海岸線的大規模外移。該區面臨的主要問題是濕地泥沙淤積、水質污染嚴重以及生物多樣性減少。建議今后的工作重點放在加強水源地保護和流域綜合治理，在河流源頭區域及重要濕地區域開展植被保護和恢復措施，防止水土流失，加強濕地自然保護區建設方面。

圖4 粵港澳大灣區2015年濕地現狀遙感解譯統計

2.5 海岸線資源遙感調查

調查區的海岸線涵蓋了基巖海岸線、砂礫質海岸線、淤泥質海岸線、生物海岸線(主要為紅樹林)和人工海岸線等多種類型[3-11,17]。海岸線可以進一步分為島嶼海岸線和大陸海岸線2種。2015年調查區大陸海岸線長度為1 512.18 km。其中以人工海岸線為主，長度為912.42 km，占大陸海岸線總長度的60.34%；基巖海岸線和沙礫質海岸線長度分別為374.37 km和155.99 km，合計占比為35.07%；生物海岸線和淤泥質海岸線長度較短，分別為58.85 km和10.55 km，合計僅占4.59%(表1)。分布有海岸線的城市有深圳市、珠海市、江門市、惠州市、廣州市、東莞市和中山市。全區以平原海岸為主，工商農業經濟地位十分重要，但由于受地勢低平、海岸侵蝕和地面下沉等自然與人為條件的影響，海岸帶在未來海平面上升的總趨勢中將面臨嚴峻的挑戰與威脅。

表1 2015年粵港澳大灣區大陸海岸線的類型與長度統計

由表1可知，海岸線主要分布在深圳、珠海、江門、惠州、廣州、東莞和中山等市。其中深圳、珠海和江門3市的海岸線長度最長，分別為316.19 km，283.53 km和275.78 km。人工海岸線最長的是珠海、深圳和廣州3市，分別為203.58 km，164.24 km和146.14 km。生物海岸線僅分布在深圳市、東莞市、江門市、廣州市和珠海市，其中深圳市最長，達到28.36 km。

海岸線系數是用來表示陸域地區海洋資源豐富程度的一個指數。其計算方法是以海岸線長度(km)除以陸域面積(km2)。系數越高，意味著單位陸域面積所面臨的海水面積越大，所具有的海洋資源越豐富。在粵港澳大灣區范圍內，珠海市和深圳市的海岸線系數最高。其中，珠海市和深圳市以人工海岸線和基巖海岸線居多；區內港口、房地產和旅游業等的開發促進了人工海岸線的增長，而大量基巖海岸線的存在意味著海洋資源開發仍有可觀的未來。廣州、江門、惠州等市的海岸線系數低于全區平均水平，由于海岸帶資源豐富且便于開發，自然環境適宜生活、生產，相關的海洋資源開發活動仍有進一步提升的空間。

2.6 耕地資源遙感調查

2015年調查區耕地面積為7 820.59 km2。其中以水田為主要耕地類型，面積為5 934.17 km2，占耕地面積的75.88%；旱地為952.84 km2，占耕地面積的12.18%；水澆地為933.58 km2，占耕地面積的11.94%。區內耕地資源在江門市、惠州市和肇慶市分布居多，面積合計達到了5 768.61 km2，共占全區耕地面積的73.76%(圖5)。而廣州市、佛山市、珠海市、東莞市、中山市和深圳市的耕地分布面積依次減少。總體而言，調查區耕地面積總量少，并大多為水田；補充耕地難度較大，存在占優補劣、占近補遠現象；今后社會經濟發展和生態建設不可避免地仍會繼續減少一定數量的耕地。

圖5 粵港澳大灣區2015年耕地現狀遙感解譯統計

2.7 園地資源遙感調查

2015年調查區園地面積為4 956.79 km2。其中以果園為主要園地類型，面積為4 688.95 km2，占園地面積的94.60%；其他園地面積為260.33 km2，占園地面積的5.25%；茶園面積僅7.50 km2，占園地面積的0.15%。區內園地資源集中分布在惠州市和廣州市，分別為1 467.94 km2和1 348.67 km2，2市合計占全區園地面積的56.82%；其次為肇慶市，園地面積為813.29 km2，東莞市為409.72 km2，江門市為339.07 km2(圖6)。

圖6 粵港澳大灣區2015年園地現狀遙感解譯統計

2.8 紅樹林濕地資源的遙感調查

2015年調查區紅樹林總面積為3 575.00 hm2，主要分布在惠州、深圳、東莞、廣州、中山、珠海和江門等市。 其中惠州市、珠海市和江門市的紅樹林面積排在前3位，分別為：1 064.98 hm2，910.32 hm2和593.63 hm2(表2)。紅樹林濕地是調查區重要的旅游資源之一，面積越大，相關的海岸線越長，旅游資源和開發潛力越豐富。建議在大灣區綜合規劃過程中，予以適當利用。隨著圍海養殖、海洋捕撈和路橋工程建設的發展，該區的紅樹林資源遭到了一定程度的破壞。2003年至今，保護紅樹林資源受到重視，全區現有國家級自然保護區2個，分別是深圳福田保護區和湛江保護區，一個省級自然保護區，為珠海淇澳保護區。紅樹林的面積自20世紀70年代以來呈現出先下降后上升的趨勢。目前，調查區內僅在深圳市和珠海市設有保護區，應進一步加強區內紅樹林濕地的保護。在統一規劃的基礎上，做到“在保護中開發，在開發中保護”[7-8,12-17]。

表2 粵港澳大灣區2015年紅樹林面積統計

2.9 土地荒漠化遙感調查

2015年調查區荒漠化面積為396.80 km2。其中以工礦型荒漠化為主要類型，面積達211.26 km2，占荒漠化面積的53.24%；其次是水蝕荒漠化，面積為185.51 km2，占荒漠化面積的46.75%；沙質荒漠化和鹽堿質荒漠化基本沒有。荒漠化分布較集中的地區為肇慶市、惠州市、江門市和廣州市，4個市的荒漠化面積共占大灣區荒漠化總面積的89.28%(圖7)。大部分地區均存在不同程度上的炸山采石、修路等情況，主要分布在城鎮周圍的低山丘陵地段。這些地段多由于剝離山體，開采建材石料等非金屬礦，破壞了植被，形成了類似荒漠化的景觀，故其空間分布與礦產地分布關系密切。

圖7 粵港澳大灣區2015年荒漠化現狀遙感解譯統計

3 綜合分析

為了進行細致地區域植被覆蓋度分析、區域生態足跡與承載力分析，調查區各個遙感調查因子及收集到的非空間數據都被離散化成規則的網格，各種分析評價都是在網格文件的基礎上進行的。每個小網格為邊長5 km的正方形，其面積為25 km2。通過GIS空間統計得到每個網格內不同因子類型比例。

3.1 區域植被覆蓋度分析

植被覆蓋度(plant cover index，PCI)是生態環境健康的重要指標，通常以特定區域各種植被所占面積與總面積的比值度量。采用中國國家環境監測總站制定的計算方法，即

PCI=(0.5S林地+0.3S草地+0.2S農田)/S，

(1)

式中S為研究區面積，各不同地類以下角標區分。林地(S林地)可劃分為有林地(S有林地)、灌木林地(S灌木林)和疏林地(S疏林)，即

S林地=0.6S有林地+0.25S灌木林+0.15S疏林。

(2)

草地(S草地)按覆蓋度的高低可劃分為高覆蓋草地(S高草)、中覆蓋草地(S中草)和低覆蓋草地(S低草)3種類型，即

S草地=0.6S高草+0.3S中草+0.1S低草。

(3)

農田(S農田)按土地利用方式可劃分為水田(S水田)和旱田(S旱田)，即

S農田= 0.7S水田+ 0.3S旱田。

(4)

圖8為粵港澳大灣區2015年植被覆蓋度。

圖8粵港澳大灣區2015年植被覆蓋度

Fig.8PCIinGuangdong-HongKong-MacaoGreaterBayAreain2015

從圖8可知，區內肇慶市的植被覆蓋度最好，而惠州市、江門市的西北部、佛山市的西南部及中山市的西南部植被覆蓋度次之。由此項指標可知，肇慶市和惠州市生態環境最好，江門市次之，佛山市東部、中山市北部、深圳市和東莞市生態環境較差。

3.2 區域生態足跡與承載力分析

城市是人類活動集中的地區，也是人類活動對自然生態系統產生壓力最大的區域。以人為核心的城鎮化要以生態承載力為支撐。生態承載力是描述限制區域經濟社會發展程度的常用指標，通常表述為人口承載力、資源承載力及環境承載力等，是指生態系統的自我維持能力、自我調節能力、資源與環境子系統的供容能力、可持續養育的社會經濟活動強度以及具有一定生活水平的人口數量，是判斷資源開發強度與環境承載力的重要依據[19-24]。

生態足跡(ecological footprint，EF)是指能夠持續地提供資源或消解廢物并具有生物生產力的地域空間，是生產已知人口做消費的所有資源和吸納這些人口所產生的所有廢棄物所需要的生物生產土地的總面積和水資源，它從具體的生物物理角度研究自然資本消耗的空間測度問題，即

EF=N·ef=N∑(rici/pi)

(5)

式中：i為消費商品的類別；pi為第i種消費商品的平均生產能力；ci為第i種商品的人均消費量；ri為均衡因子；N為人口數；ef為人均生態足跡；EF為總生態足跡。

土地承載力(生態承載力，生態足跡的供給)是指區域土地所能持續供養的人口數量，反映在不損害區域生產力的前提下，一個區域有限的土地資源能供給的最大人口數量。不同國家或地區某類生物生產面積所代表的區域產量與世界平均產量的差異可用“產量因子”來校正。同時，生態承載力計算時需扣除12%的生物多樣性保護面積。因此，人均生態承載力的計算公式為

(6)

(7)

式中：EC為區域總人口的生態足跡供給，m2；ec為人均生態足跡供給，m2/人；aj為j類型生物生產性土地人均擁有面積，j=1,2,3,4,5；yj為產量因子。

因為單位面積耕地、水域、草地和林地等的生物生產能力差異很大，為了使計算結果轉化為一個可比較的標準，有必要在每種類型生物生產面積前乘以一個均衡因子(權重)，以轉化為統一的、可比較的生物生產面積。在計算生態足跡的供給(生態承載力)時，不同國家或地區同類生物生產土地的實際面積是不能直接對比的，需要對其進行調整。不同國家或地區的某類生物生產面積所代表的平均產量與世界平均產量的差異可用產量因子來表示。產量因子是某個國家或地區某類型土地的平均生產力與世界同類土地的平均生產力的比率。本文選取的因子有：耕地、草地、林地、水域和建筑用地，其均衡因子和產量因子的系數分別為：①均衡因子：耕地2.8、草地0.5、林地1.1、水域0.36、建筑用地2.8；②產量因子：耕地2.19、草地0.19、林地0.91、水域1、建筑用地2.19。

數據顯示，2015年調查區人均生態足跡平均值為0.413 6 hm2/人。扣除12%生物多樣性保護用地后，人均生態承載力為0.364 hm2/人。

生態足跡的理論分析表明，生產和生活消費模式是影響城市足跡大小的關鍵因素。經濟發達地區居民的生態足跡普遍比經濟欠發達地區居民的生態足跡要高。這說明生態足跡水平與經濟發展水平有關，經濟越發達的地區所占用的生態足跡面積也越大。圖9為調查區2015年的生態足跡分析。

圖9 粵港澳大灣區2015年生態足跡供給分析

由圖9可知，廣州市的海珠區、天河區、黃浦區、番禺區和白云區的西北部，佛山市的南海區、禪城區和順德區，東莞市北部，深圳市的寶安區、南山區、羅湖區、福田區及龍崗區西北部，惠州市的惠陽區、惠東縣西部，中山市，江門市的江海區及珠海市的香洲區人均生態承載力數值較高。由此可見上述地區區域承載力相對于其他地區較低，建議比較各地區位優勢、資源分布情況，區域統籌，分類規劃，優化產業結構，實現協調和綠色發展。

4 結論與討論

采用3S技術，以2015年第二次全國土地調查所用的遙感圖像為主要數據源，在總結并制定不同類型海岸線、紅樹林生物海灘的遙感解譯標志和提取原則等工作基礎上，基本查明了2015年粵港澳大灣區(不含香港和澳門特別行政區)的自然資源的分布現狀。

1)2015年調查區林地面積為28 011.22 km2，以有林地為主，灌木林次之；總體表現出總量不足、分布不均的特點。肇慶市的植被覆蓋度最好，其次是惠州市，江門市的西北部、佛山市的西南部及中山市的西南部植被覆蓋度次之。區內草地資源在各類自然資源中處于弱勢地位，總面積僅326.24 km2，多位于山高坡陡的地段，天然草場和人工草場偏少。建議在大灣區發展過程中，應注意保護林地草地的生態功能，以發展旅游業等第三產業為主，科學規劃，合理利用。

2)調查區地表水資源相對豐富，2015年面積為5 266.02 km2，以坑塘水面、河流水面為主；經歷了長時間的破碎化發展過程，河流片斷化，坑塘萎縮，建設用地侵占水體。水資源分布與區域經濟發展不平衡，重心在西部。建議加強區域協調，建立互聯互通的多水源聯合供水格局，促進水資源的均衡開發和利用。調查可知，2015年調查區濕地面積為8 649.87 km2，以人工濕地、近海及海岸濕地和河流濕地為主，集中分布在江門市、珠海市和佛山市。以天然濕地大幅減少為特征。建議在大灣區開發過程中，注重水土保護，控制環境污染，防止濕地退化、生物多樣性減少。

3)調查區耕地總量偏少，2015年耕地面積為7 820.59 km2，以水田為主，主要分布在江門市、惠州市和肇慶市；園地面積為4 956.79 km2，其中以果園為主。應加強耕地保護，發展綠色農業。

4)2015年調查區大陸海岸線為1 512.18 km，以人工海岸線為主；其中珠海市、深圳市海岸線系數最大。海岸線長度的確定對于加強海洋綜合管理、進行海洋經濟活動、發展海岸帶有重要作用。基巖海岸線越長，則海灣就越多，深港、良港就越多。生物海岸線(包括紅樹林海岸線和珊瑚礁海岸線)是旅游資源的重要組成部分，該類型長度越長，則旅游資源越豐富。砂礫質海岸線長度決定了沙灘的豐富程度，這一定程度上決定了濱海的旅游、房地產業的可開發量。砂礫質海岸線還和砂質礦產密切相關，蘊藏了豐富的石英砂、鋯鈦礦等，此類海岸線越長則上述礦藏越多。淤泥質海岸線則可用于水產養殖，其長度對發展海洋養殖業有重大作用。

5)2015年調查區荒漠化面積為396.80 km2，以工礦型荒漠化、水蝕荒漠化為主；沙質荒漠化和鹽堿質荒漠化基本沒有。多數荒漠化地區存在不同程度的開山采石、修路等現象，建議做好自然資源空間規劃，加大礦山環境恢復治理力度。

6)廣州市的海珠區、天河區、黃埔區、番禺區和白云區的西北部，佛山市的南海區、禪城區和順德區，東莞市北部，深圳市的寶安區、南山區、羅湖區、福田區及龍崗區西北部，惠州市的惠陽區、惠東縣西部，中山市，江門市的江海區及珠海市的香洲區人均生態承載力數值較高。建議比較各地區位優勢、資源分布情況，區域統籌，分類規劃，優化產業結構，實現協調和綠色發展。

志謝：本文是廣東區自然資源更新調查子項目的部分成果。在項目工作和本文撰寫過程中得到了方洪賓、聶洪峰、邢宇、孫永軍、范景輝、邵日濤、關剛、楊晶晶、王徐凡、張濤、張春虎和王珊珊等多位同志的幫助，在此謹表謝忱。