1986年以來珠海市海島海岸線變遷特征與驅動因素

王江波，吳宇凡，茍愛萍

（1.南京工業大學 建筑學院，南京 211816；2.上海應用技術大學 生態技術與工程學院，上海 201418）

自黨的“十八大”提出建設海洋強國的重要發展戰略以來，海洋經濟已成為拉動國民經濟發展的有力引擎。海島是人類開發海洋的遠涉基地和前進支點，海岸線是指海洋與陸地的分界線，一般指多年大潮高潮位時的海陸分界線（國家海洋局908專項辦公室，2005），海岸線的變化對于碼頭港口的安全、海島的生態環境以及濱海產業的發展都有極其重要的影響（郭芬芬 等，2019）。珠海市作為全國沿海城市中獨具特色的“百島之城”，海島的合理開發是未來珠海發展的重要抓手。因此，科學的分析海島海岸線的時空變遷特征以及背后的驅動因素對于政府部門加強海岸帶管理、改善海島生態環境、維護海島可持續發展具有重要意義。

近年來，國內外學者借助多源數據以及多領域技術方法對國內外陸地以及海島開展了岸線時空變遷研究，產出了豐碩的成果。首先，在岸線提取方面，目前的提取方法主要分為機器解譯和目視解譯，機器解譯即通過遙感信息軟件如ENVI、eCog‐nition 等軟件以及Matlab 語言等進行水陸分離（隋燕 等，2018），其缺點是提取精度由數據源精度和提取算法決定，誤差較大。早期學者針對圖像處理任務提出模糊元胞自動機算法，更好地將目標物體與背景像素進行分割（王宏 等，2004）；隨著近年來高分辨率遙感影像與各種特征要素算法的出現，岸線提取逐漸走向高精度、智能化，如有學者綜合RS、GIS以及Google Earth平臺，以Landsat系列衛星為數據源分別研究大連市、長島南5島的長時序岸線變遷特點（王雪鴿 等，2017；康波 等，2017）；也有學者結合TM 影像（30 m）、ETM+影像（15 m）、Quickbird（0.61 m）、RapidEYE（5 m）多種類影像數據，對寧遠河口進行海岸線變遷分析（羅昆 等，2018）。通過文獻梳理可知，高精度的遙感影像能滿足微觀區域的研究需求，而對于中宏觀區域目前仍以Landsat 系列數據為主要數據源。其次，岸線提取與水體特征數據計算密不可分，如國內學者分別利用NDWI-B指數和MNDWI指數輔以目視解譯修正，提取江蘇省和寧波市海岸線數據并對其進行變遷分析，對比表明，通過修正的歸一化水體指數（MNDWI）并結合高分影像數據進行岸線人工修正，提取精度較高（梅元勛 等，2018；胡雪松 等，2019）。因此，目前岸線研究大多采用機器解譯與目視解譯相結合的方法以確保提取準確度。

在岸線分析方面，現有研究主要從時空角度對岸線開展量化分析，如有學者基于GEE平臺研發出面向Landsat 和Sentinel 衛星數據的岸線提取模塊（Vos et al., 2019）；美國國家地質局也開發了用于分析大陸以及海島海岸線的數字化海岸分析系統（DSAS），DSAS能有效地量化岸線變遷的速率以及對岸線變遷進行空間模擬，因此，得到多數學者認可，國內學者以此為基礎使用EPR （End Point Rate）與LRR（Linear Regression Rate）量化岸線在時間與空間上的變化速率，探討了黃河三角洲和萊州灣地區的海岸線時空變化規律，指出岸線變化較為顯著的區域主要集中在港口、圈海堤壩、海水養殖等區域（丁小松 等，2018）；國外有學者也利用該系統監測分析了印度Tamil Nadu、孟加拉灣、越南湄公河三角洲的海岸線時空變化，均表明人類活動對于岸線變遷具有顯著影響（Maiti et al.,2009; Nguyen et al., 2011; Natesan et al., 2015）；還有學者從形態學角度探究岸線變遷的驅動因素，如通過計算珠江口岸線的分形維數，指出珠江口因開發強度大導致分維數值較小，并提出分形維數可作為規劃用海的重要評估參數（岳文 等，2020）；綜上所述，目前研究國內區域的岸線變遷主要集中在中國沿海、少數典型海灣等存在顯著岸線變遷的區域，針對海島岸線變遷的研究較少且多局限于微觀層面的少數典型島嶼，如海南島、廈門島等單個區域，并且主要集中在對海島岸線變遷基本特征的分析，缺乏中宏觀層面的區域海島岸線研究以及深層次的驅動因素分析。

因此，本文選取珠海市域范圍66個海島為研究對象，借助Landsat系列衛星遙感影像，通過MND‐WI結合人工目視解譯修正提取珠海市1986、1996、2001、2006、2011、2016、2021 年7 個年份的海岸線數據并進行誤差評估，結合GIS-DSAS拓展模塊，分析珠海市近35年海島海岸線時空變遷特征，以探討中宏觀區域范圍影響岸線變化的驅動因素。以期為厘清珠海市海島生態環境變化提供數據支撐，為政府加強海島岸線管理以及海島生態保護等提供科學依據。

1 數據與方法

1.1 研究區概況

珠海市，地處21°48′－22°27′ N、113°03′－114°19′ E，作為廣東省中南部的地級市，是國務院批復確定的首批經濟特區，珠江口西岸核心城市和濱海風景旅游城市、粵港澳大灣區重要節點城市，同時，也是珠三角區域中海洋面積最大、島嶼最多、海岸線最長的城市。珠海市面積為1 736.45 km2，共分布有群島2 個、列島8 個，大小島嶼共146個，島嶼岸線總長為543.01 km，島嶼總面積約23 693 km2。海域面積、島嶼數量和陸島海岸線總長都居珠三角九大城市之首。

本研究對象為珠海市海島海岸線，珠海共有大小島嶼146 個，但由于部分海島面積過小（＜0.1 km2），海島名稱存在模糊性，在處理數據中存在定位難、命名模糊等問題，因此，該類海島不納入研究范圍，本文所研究珠海市海島共計66個（含珠澳口岸人工島）（圖1、表1）。

表1 珠海市海島一覽Table 1 List of islands in Zhuhai

圖1 珠海市海島分布Fig.1 Schematic diagram of islands in Zhuhai

1.2 數據來源

采用的Landsat 遙感數據來自美國地質調查局官方網站①http://glovis.usgs.gov/，分別選取拍攝時間為1986、1996、2001、2006、2011、2015、2021 年的7 景影像，在保證影像質量的前提下，盡量選擇大潮高潮時期的遙感數據，輔以當地潮汐表以進行岸線提取誤差評估，時間跨度為35 a，數據云量均不超過5%且各海島岸線清晰可見，坐標系均采用WGS-84 坐標（表2）。

表2 研究區遙感影像匯總Table 2 Summary of remote sensing images in the study area

1.3 岸線提取與精度評價

首先，進行數據預處理，使用ENVI 5.2軟件對影像進行輻射定標、FLASSH大氣校正和幾何精校正，其中幾何精校正使用影像數據自帶的全色波段（空間分辨率15 m）校正其他波段（空間分辨率30 m），誤差控制在0.5個像元內。岸線提取的實現步驟：使用ENVI Band Math Tool 對預處理后的數據進行波段計算，計算公式采用修正的歸一化水體指數（MNDWI）進行水陸分離，與NDWI 相比，MNDWI在快速和準確地提取水體信息的同時，能降低建筑物等影響因素對岸線提取誤差的影響（McFeeters, 1996）。其計算公式為：

式中：Green 和MIR 分別代表綠光波段和中紅外波段，分別對應Landsat5 TM影像的Band 2與Band5，Landsat8 OLI 影像的Band 3 和Band 6。接著借助ArcGIS平臺將海島海岸線矢量化，通過人機交互對海岸線進行部分編輯修正，提高數據精度，在此基礎上，對提取數據進行精度評價。

經過上述步驟提取的瞬時水邊線僅代表某一特點時刻的海陸分界線，且岸線提取受各類因素影響，如季節因素、潮汐因素、數字化誤差因素等，因此，對岸線數據進行誤差分析是確保提取精度以及開展后續統計分析的重要基礎。在缺少足夠數量的高精度實測控制點的條件下，誤差分析采用計算綜合誤差法，該方法通過分析岸線提取過程中所有可能的誤差因素得出綜合誤差，計算公式為（Fletcher et al., 2003）：

式中：U表示綜合誤差；Er表示校正誤差；Ed表示數字化誤差；Ep表示像元誤差；Etd表示潮差誤差；Es為季節誤差。數字化誤差為提取岸線過程中由于不同數字化人員操作引起的差異性，因此，本研究所有數字化工作由一人完成；由于本研究的岸線提取方法能達到亞像元精度，因此不考慮像元誤差；由于珠海屬于亞熱帶與熱帶過渡海洋性氣候，一年四季岸線附近的植被變化較小，因此不考慮季節誤差。綜上，本文僅考慮校正誤差、數字化誤差和潮差誤差。

已有研究表明，30 m分辨率遙感影像線要素信息提取的最大允許誤差為28.28 m（高山，2010；侯西勇 等，2014）。通過計算，本研究岸線提取誤差均小于一個像元，即小于理論允許最大誤差（表3），總體精度滿足研究需要。此外，由于研究區內淇澳島西北部的紅樹林外側存在受潮汐影響較大的淤泥質岸線，因此，以淇澳島為例，選取Google Earth 提供的2021 年同期高分辨率遙感影像，通過人工目視解譯，并與提取的2021年岸線進行精度驗證，結果表明，提取的2021年海島岸線與人工目視解譯的高分辨率岸線的標準偏差為14.61 m，與本文通過綜合誤差法得出的2021年總誤差（10.18 m）較為接近，進一步證明本文遙感解譯精度滿足研究需求。

1.4 指標選取

1.4.1 長度變化指數 為了表現研究海島在各時期長度變化的劇烈程度，采用長度變化指數（Length Change Index）衡量岸線的變化強度，其數學表達式為：

式中：La與Lb為某海島在第a年與第b年的海岸線長度。

1.4.2 面積變化指數 面積變化指數（Area Change Index）旨在對各海島在不同時期面積的變化強度量化，生成與長度變化指數相印證的數據結果，其數學表達式為：

式中：Sa與Sb為某海島在第a年與第b年的海島面積。

海島岸線作為一個封閉實體，面積屬性是使其區別于某段大陸岸線的特點，分析面積變化能確切掌握各海島面積的增減，并與海島長度變化指數相印證，為分析海島空間變遷的驅動因素提供理論依據。

1.4.3 終點變化速率 終點變化速率（End Point Rate）指2 個時期岸線之間距離的空間變化速率。LCI與ACI均用于分析岸線與海島面積隨時間變化的總體變化情況，而終點變化速率能精確計算2條不同年份海岸線的空間位置變化速率，用以分析岸線變遷的空間特征，缺陷是當用于多條岸線的量化分析時，無法進行多條數據從數學角度的精確擬合（Crowell et al., 1991; Dolan et al., 1991），其數學表達式為：

式中：Ea，b是在ab時間段內，兩期海岸線沿切線D的終點變化速率；db是第b期岸線沿切線D 到基線的距離；da是第a期岸線沿切線D到基線的距離。

DSAS 拓展模塊在ArcGIS 平臺中的工作原理為：首先，沿最外側海岸線向海面以300 m 距離建立緩沖區以生成基線，同時保證所有年份岸線在基線同一側，接著通過設置基線采樣距離在基線上生成固定間距的與各年份岸線相交的切線，每條切線與所有年份的岸線相交形成交點，通過計算交點與其他年份岸線交點之間的距離得出同年份岸線變化距離d。在得到所有切線EPR 數據的基礎上，生成折線圖以對各段岸線在不同年份的變化進行量化分析。

1.4.4 線性回歸變化速率 線性回歸變化速率（Linear Regression Rate）指在DSAS 拓展模塊中，利用最小二乘法擬合切線與岸線相交的點，計算岸線的變化速率（Ekercin et al., 2007）。LRR 可以對多條不同年份的岸線數據進行擬合，在此基礎上對未來10～20 a 的岸線情況進行預測，在一定程度上彌補了EPR 對于岸線分析的不足，其數學表達式為：

式中：y是因變量，為岸線的空間數據；x是年份的自變量；a為擬合的常數截距；b是回歸斜率，表示每個單位x變化所對應的y變化，即LRR。

2 結果與分析

2.1 岸線長度變化分異明顯

通 過 提 取1986、1996、2001、2006、2011、2016、2021 年各海島岸線數據，計算得出1986－2021年珠海市每5 a海島長度變化指數。圖2顯示，珠海市各海島岸線長度變化分異明顯。1986－2021年約91%海島的LCI在0.9～1.1 區間，如草鞋排島、海獺洲島等。該類島嶼大部分為無人島，可建設用地較少，島嶼的自然條件、交通條件以及島嶼基礎設施決定其所具有的經濟價值與開發價值較低，因此，該類海島的開發建設行為極少，岸線長度在較長時期沒有較大的變化。

圖2 1986－2021年珠海海島岸線長度變化強度Fig.2 Shoreline length change intensity of Zhuhai islands from 1986 to 2021

約9%的海島存在某時段長度變化指數較高的現象，該類島嶼各時段的LCI在1.1～2.2區間，即岸線長度為原長度的1.1～2.2倍，如桂山島、橫山島、淇澳島等。該類海島為有人島，島嶼發展歷史較長，可建設用地較多，自然條件、人口條件、交通條件良好同時基礎設施較為完備，使其具有開發旅游業、養殖業等產業的潛力，因此，在過去35 a的不同時期進行了較大程度的開發，且在開發后LCI便趨于穩定，如桂山島在1986－1996年進行了大規模的填海造陸，將桂山島與原中心洲島相連，岸線增長3 854.37 m，在1996－2021年進一步將桂山島與北部的牛頭島相連，岸線增長9496.74 m，填海造陸的連島工程將三島合一，因此，桂山島岸線長度變化顯著（表4）。

表4 桂山島各時間段岸線變化Table 4 Coastline changes of Guishan Island in various time periods

約4%的島嶼出現由于特殊原因造成海島長度變化指數驟變的現象，主要是高欄島、大杧島以及珠澳口岸人工島。高欄島在1986年以前作為珠海市南部的海島獨立存在，但隨著珠海西部高欄港的建成以及珠海臨海產業的發展，填海造陸工程對其自然岸線產生嚴重破壞，同時，填海造陸工程將島陸相連，高欄島的海島屬性消失，岸線屬性也由海島岸線轉變為大陸岸線，其LCI 折線也于2011 年終止。再如，隨著港珠澳大橋的興建，珠澳口岸人工島作為區域交通設施的起始點，在2010年開始進行填海造陸工程，于2016年2月正式竣工，島嶼岸線從無到有，變化劇烈。

2.2 海島面積變化趨勢不一

由圖3可知，珠海市各海島面積變化趨勢不一，11%的海島各時段的ACI在1.1～3.3區間，海島面積變化程度較大，約89%的海島各時段的ACI在0.9～1.1 區間，即海島在不同時間段的變化面積絕對值保持在原面積的10%以內。

圖3 1986—2021年珠海海島岸線面積變化強度Fig.3 Shoreline square change intensity of Zhuhai islands from 1986 to 2021

約4%海島出現同時間段ACI 與LCI 變化情況差異較大現象，即海島在某年份其面積出現增長但岸線長度不變或減少，以及海島面積出現減少但岸線長度不變或者增長的現象。如淇澳島在1986－1996 年ACI 為1.27，相比初始年份面積增長了約4.4 km2，而長度變化指數為0.92，相比初始年份岸線長度減少了約2 002.75 m。其原因在于，初始年份淇澳島開發程度較低，岸線曲折連綿，自然程度較高，而1986－1996年，淇澳島通過填海造陸將西部岸線圍合用于養殖產業，海島岸線也趨于平緩，因此，岸線長度減少。再如，野貍島在2001－2006年ACI 為1.33，2006 年相比2001 年面積增長了0.16 km2，而該時段其LCI 為1.04，相比2001 年岸線僅增加了約220 m，其原因與淇澳島類似，2001－2006年野貍島在其北部進行了大規模的填海造陸以建造珠海大劇院，2001 年填海工程還未完成，北部向海面凸出一段近1.2 km的人工岸線，大大增加了岸線長度，至2006年填海工程竣工，人造陸地將原突出岸線西段圍合，因此，岸線長度沒有發生較大改變（圖4-a）。與上述情況相反，2006－2011 年大杧島ACI 為1.05，面積僅增加0.29 km2，LCI 高達1.43，岸線長度增加了約6.2 km，原因是大杧島在該時期正在通過架設橋梁的方式將其與杧仔島連接，連島工程使海島在面積增長較小的情況下岸線長度得到顯著增加（圖4-b）。

圖4 2001－2006年野貍島（a）和2006－2011年大杧島（b）海岸線變化Fig.4 The coastline change of YeLi Island (a) from 2001 to 2006 and Damang Island (b) from 2006 to 2011

2.3 岸線變化驅動因素分析

從各海島在近35年內的長度變化指數看，共6個海島在6 個5 年時段內LCImax＞1.1（占比約9%），共60個海島各時段LCImax在0.9～1.1區間；從各海島的面積變化指數看，共7 個海島各時段內ACImax＞1.1（占比約11%），共59 個海島各時段內ACImax在0.9～1.1 區間。綜上，根據各海島35 年各時段的LCImax以及ACImax將其分為空間變化顯著海島和空間變化輕微海島，這2 類海島的數量比約為1∶8.4。（表5）

表5 珠海海島空間變化程度分類Table 5 Classification of the degree of spatial change of islands in Zhuhai

2.3.1 岸線變化顯著海島 已有研究表明，影響海岸帶變化的三大影響因子分別為全球環境過程、海岸帶環境過程以及人類活動（毋亭 等，2016），其中，全球環境過程是較長時間尺度海岸發育和變化的背景要素（莊振業 等，2008），如新構造運動、氣候變暖等；海岸帶環境過程如波、浪、潮等海洋動力是海岸形態的主要營造動力（Dominiqu et al.,2012; Kish et al., 2013），全球環境過程和海岸帶環境過程對于海岸帶的影響是自然且緩慢的，而人類活動對于岸線的改變是迅速且不可逆的。

由于本文數據精度以及時間跨度不足，僅對人類活動展開研究。結合各年份遙感影像、Google Earth產品、天地圖以及查閱相關規劃文件，總結引起珠海市海島岸線變遷的人類活動主要包括連島工程、填海造陸、圍墾活動、新建擴建碼頭以及防波堤、人工清淤以及人工造林7類（表6）。從數量上看，有27個島嶼受新建擴建碼頭及防波堤影響而發生岸線變化，6個海島受連島工程影響，6個海島受填海造陸影響，而圍墾活動、人工清淤以及人工造林的影響僅存在于個別海島。人類活動中新建擴建碼頭及防波堤現象較為普遍，而連島工程、填海造陸等大規模海島開發活動僅針對部分條件優越的海島。從時間上看，人類活動引起的岸線顯著變化受不同因素影響在各時段均有出現，但經過開發后海島岸線便趨于穩定。

表6 珠海海島岸線變化驅動因素Table 6 Driving factors for coastline changes of islands in the study area

珠海市作為改革開放的先驅市，在20 世紀80年代便開始了大規模的海島開發活動，1998年珠海市設立珠海萬山海洋開發試驗區，各海島的旅游業、養殖業以及海島工業不斷發展，相關人類活動很大程度地改變了岸線的空間特征。如桂山島在1986—2021 年 斷 面（11～16、76～81、126～151、291～316）存在較大起伏，最大年變化速率達到36.88 m/a（EPR）與29.5 m/a（LRR）（圖5、6），桂山島在1986—1996年便啟動連島工程，通過填海造陸工程將桂山島與原中心洲島相連，在1996—2001年陸續與北部的牛頭島相連，挖山填海存留的現場，更為開發建設提供大量的可建設用地，在斷面編號11～16 岸線部分，年變化速率為-11.91 m/a（EPR）與-9.53 m/a（LRR），這是由于隨著港珠澳大橋的興建，2010年在該岸段興建了制作隧道沉管的預制工廠，該段岸線向內挖深，形成有利于船舶停靠的深水港，斷面編號76～81岸線部分，年變化速率為-8.68 m/a（EPR）與-6.94 m/a（LRR），原因是該處規劃新建了游艇停靠及檢修碼頭，因此，對于原淤泥質岸線進行大規模的清理，造成一定程度的岸線后移。在桂山島西部的岸線中段（斷面126～151），年變化速率達到36.88 m/a（EPR）與29.5 m/a（LRR），岸線向海一側推進，這是由于2001—2006 年桂山島政府在該區域新建了兩道長度約為650和300 m的防波堤（現十三灣），欲將該區域打造成為游艇港示范基地，與一旁的中心洲旅游度假基地配合帶動海島旅游業的發展（圖7-a）（李凌月等，2016）。同樣，在斷面編號291～336岸線部分，年變化速率達到21.56 m/a （EPR）與17.26 m/a（LRR），該段也是由于新建了長達810 與430 m 的防波堤，因而造成海島岸線發生較大程度的變化（圖7-b）。

圖6 桂山島1986－2021年海岸線變化Fig.6 Schematic diagram of Guishan Island's coastline from 1986 to 2021

圖7 桂山島斷面編號126～151（a）和291～336（b）岸線變化Fig.7 Schematic diagram of coastline changes of Guishan Island (section number 126-151 and 291-336)

圖8 1986—2021年淇澳島岸線變化速率Fig.8 Rate of shoreline change on Qiao Island from 1986 to 2021

珠海的海島開發在短期內有力地推動了珠海的城市建設以及經濟發展，但海島生態環境惡化、引入的外來物種導致珍稀生物種群消失等問題也開始凸顯，如淇澳島1986—2021年的岸線年平均變化速率高達14.7 m/a（EPR）與13.3 m/a（LRR），其中海島斷面編號1～69、81～145、177～201、361～379等岸段發生了較大程度的岸線變化（圖8-9-a）。在淇澳島岸線（斷面編號為1～69、81～145），該段最高岸線變化速率為61.3 m/a （EPR）與52.2 m/a（LRR），這是由于1986—1996年當地居民在海島西部進行了大規模的圍墾養殖活動，岸線迅速向海一側擴張（圖9-b）；岸段（斷面編號177～201）最高岸線變化速率為28.13 m/a （EPR）與21.17 m/a（LRR），這是由于1986—1996年此處進行的填海活動使岸線向海一側迅速擴張；岸段（斷面編號361～379）最高岸線變化速率為14.34 m/a（EPR）與10.67 m/a（LRR），這是由于此處自2000 年開始陸續新建了兩道長達380 和300 m 的防波堤（今亞婆灣），對岸線造成一定程度的影響；同時，由于外來物種互花米草的入侵②據記載，1984年淇澳島紅樹林面積約為112.2 hm2，但由于珠海在80年代初期引進互花米草作為保護沿海堤岸的生物屏障，其作為外來物種對淇澳島紅樹林的生長環境以及海島生物多樣性造成嚴重威脅，至上個世紀末淇澳島紅樹林面積已銳減至32 hm2。，導致淇澳島西北部紅樹林面積銳減，取而代之的是大量互花米草形成的草灘，岸線發生重大變化。1996—2001年淇澳島新建如陶瓷廠之類高耗能、高污染企業，生態環境進一步惡化。2000年4月，珠海市政府成立“淇澳紅樹林保護區”，開始對逐漸減少的紅樹林群進行人工手段的保護與恢復，對于互花米草泛濫區采取植物更替措施，采用人工種植無瓣海桑等紅樹植物控制互花米草的入侵，草灘逐漸恢復為紅樹林生態濕地。至2008年，海島西部與北部借助原有的生物岸線增加人工紅樹林約600 hm2，岸線向海一側逐漸推進，在一定程度改變了該段岸線的空間特征（廖寶文 等，2008）。與淇澳島類似，擔桿群島的主島擔桿島由于具有少量珍稀獼猴種群和相關生態種群，2004年底珠海成立“珠海淇澳－擔桿島省級自然保護區”，進一步加大保護與修復淇澳島與擔桿島生態環境的力度。

圖9 淇澳島1986—2021年海岸線（a）和淇澳島（斷面1～69，b）岸線變化Fig.9 Schematic diagram of Qi'ao Island coastline(a) from 1986 to 2021 and Qiao Island (Section 1-69, b) Shoreline change

中宏觀層面上，從珠海市各階段發展規劃以及城市總體規劃探討岸線變遷的間接驅動因素。發展規劃如《珠海市海洋經濟發展十一五規劃》（2006年8月）將萬山海洋開發實驗區定位為生態海洋漁業示范區、國際性的濱海旅行區和先進的港口經濟區，指出要大力發展東澳島、桂山島、外伶仃島等海島的旅游產業，同時規劃了桂山島的10萬噸級固定式碼頭改造、黃茅島澳門液化氣項目等重大項目（珠海市發展和改革局，2006）。城市總體規劃如《珠海市城市總體規劃（2001—2020）》（2015年修訂）將珠海市海島的空間結構劃分為“四群一鏈”并對其進行了明確的功能定位與產業發展導向，“一鏈”是淇澳島、蛇島等近岸海島組成以景觀及生態游憩功能為主的生態島鏈，“四群”分別為藍色中心島群、旅游獨家島群、休閑運動島以及生態休閑島群（珠海市人民政府，2014）。該規劃以桂山島為代表的藍色中心島群發展海洋漁業、海洋倉儲、海洋生物醫藥等海洋產業；以東澳島、大小萬山島為代表的旅游度假島群規劃大力發展海洋旅游產業；以擔桿列島為主的生態休閑島群進行以生態保護為主的適量海洋休閑旅游開發。在海洋產業發展的大趨勢下，海島內部以及沿岸工程頻繁，海島開發程度逐漸提高，因而海島岸線變化顯著。

2.3.2 岸線變化輕微海島 對于本研究中岸線變化輕微海島，大部分海島仍為無人島，少部分海島擁有少量居民。該類海島并沒有開發活動或僅受極少量海島工程的影響，相關海島工程大多為建設中小型碼頭以滿足基礎交通需求，岸線變化程度較小，變化速度極其緩慢（圖10）。目前珠海市仍在積極進行城市建設以及土地資源整合，海島資源作為珠海重要的發展資源，大量海島仍處于未開發和少量開發狀態。一方面，該類海島的區位條件、可建設面積、交通條件以及基礎設施等條件較差，缺乏開發的必要資源，因而不受開發市場青睞，如大碌島、大頭洲（島）、竹島等，海島土地資源不足，地形大多為中部高，四周低，山體多數為花崗巖，難以形成1 km2以上集雨面積的溪流，淡水資源調控能力薄弱（孫煒，2013），導致該類海島開發成本高，難度大，開發者很難快速從中獲利。另一方面，珠海市在各階段發展規劃以及城市總體規劃均有對海島生態保護的規定，如珠海市“十一五”規劃明確對位于非保護區范圍內的海島岸線進行限制開發，實行保護優先、積極培育的土地政策規定；將各類依法設立的海島自然保護區域劃分為禁止開發區域，禁止一切非功能區定位的開發建設（珠海市人民政府，2006a）。《珠海市城市總體規劃（2001—2020）》也將擔桿島獼猴自然保護功能區、桂山島、外伶仃島等重要生態海島列入一類海域功能區，實施嚴格的海島保護措施。《珠海萬山海洋開發試驗區空間發展規劃研究》也將珠海萬山區海島保護等級進行3類劃分，嚴格規定所有海島不得再以各種借口挖石取土，破壞海島生態環境，對于已被破壞的海島，積極采取措施進行覆綠工作（珠海市人民政府，2006b）。2018 年11 月珠海政府正式出臺《珠海經濟特區海域保護條例》，第三十四條規定“生態環境未受到破壞的無居民海島，應當維持現狀，原則上不納入申請開發利用范圍”，從政策方面進一步加強海島生態保護力度（珠海市自然資源局，2019）。由此可見，海島自身條件所決定的市場劣勢以及海島保護政策的因素使此類海島開發程度較低，長時間內其岸線空間變化輕微。

圖10 部分岸線變化輕微海島岸線始末對比Fig.10 Comparison of the beginning and end of some islands with slight coastline

人類活動是珠海市海島近35年岸線發生空間變化的主要直接驅動因素。宏觀上看，海島資源作為珠海經濟發展的重要抓手，改革開放后海島旅游業、漁業等產業快速發展，海島的人類活動顯著增加，但早期過度開發破壞了部分海島生態環境，隨著海島合理開發與保護政策的不斷貫徹落實，政府部門不斷加強海島環境保護與修復力度，海島生態環境以及岸線逐漸得以恢復與合理使用；微觀上看，以桂山島為代表的海島地理位置、交通條件、人口規模、基礎設施、岸線類型等條件良好，使其具備發展旅游業、漁業以及工業的較好基礎，而填海連島等人類活動則直接改變了海島岸線。總體來說，多主體、多因素從多角度共同驅動與影響海島的岸線空間變化。

3 結論與討論

3.1 結論

以珠海市1986—2021 年7 個不同年份的Land‐sat衛星遙感影像為數據源，通過ENVI與ArcGIS對珠海市近35 年66 個海島岸線長度、海島面積進行量化分析，將其分為岸線變化輕微海島和岸線變化顯著海島，并借助DSAS拓展模塊分析并探究各海島岸線變化的時空特點與驅動因素，主要結論包括：

1）近35 年珠海市各海島岸線長度變化分異明顯，約9%的海島岸線在各時段內其LCI 在1.1～2.2區間，約91%的海島LCI在0.9～1.1區間。各海島面積變化趨勢不一，約11%的海島各時段ACI在1.1～3.3 區間，約89%的海島ACI在0.9～1.1 區間。根據海島各時段的LCI與ACI，可分為岸線變化顯著海島和岸線變化輕微海島2類。

2）岸線變化顯著海島在近35年進行了較大規模的開發建設，岸線受人類活動影響較大，其各時段LCImax＞1.1。該類海島中約4%的海島出現在某時段LCI與ACI變化情況差異較大現象，原因在于海島的某段存在較長的突出岸線，在海島開發過程中被圍合，因此海島面積與岸線長度變化不成比例。岸線變化顯著海島一般呈現以下特點：交通條件良好、海島可建設面積較大、基礎設施完善、自然環境優越、岸線類型有利開發、具備發展某產業優勢或具有珍稀生態保護種群。

3）岸線變化輕微海島在近35年沒有進行大規模的開發建設，岸線長度和海島面積沒有發生較大程度的變化，該類海島6個時段的LCImax與ACImax均在0.9～1.1區間，指標之間呈正比例關系。這主要是由該類海島自身條件所決定的市場層面劣勢以及政府層面頒布的海島保護政策引致的。

4）人類活動作為影響珠海市海島岸線變化最直接的驅動因素，共涉及7類：連島工程、填海造陸、圍墾造田、圍墾養殖、新建擴建碼頭以及防波堤等構筑物、人工清淤、人工造林，人類活動能在短期內顯著改變海島岸線的空間形態；間接驅動岸線變化的因素，宏觀層面是由于海島開發作為珠海市發展海洋經濟的重要抓手，海洋產業的發展給海島帶來了集中的人類活動從而改變海島岸線。微觀層面則是由于相關海島具備發展相關產業的潛力或含有亟需保護的珍稀生態種群，填海連島等工程措施或城市規劃政策影響了海島岸線變化。

3.2 討論

與以往研究岸線變遷選取單個海島或海灣的常規微觀視角不同，本文從中宏觀視角出發，選取珠海市域范圍內66 個海島以探究岸線變遷的驅動因素。與大部分分析岸線變遷的直接驅動因素不同，本文更多地結合珠海市各階段“五年規劃”、珠海市城市總體規劃（2001—2020）、萬山海洋開發試驗區總體規劃（2013—2020）等政府規劃層面文件，解讀岸線變遷的驅動因素，探究規劃層面對于岸線變遷的間接影響，本文可為珠海市以及粵港澳大灣區制定海島發展策略提供較為全面的數據支撐以及資料參考。當然，本文也存在一些不足，首先，采用的Landsat衛星遙感影像分辨率為30和15 m（波段融合后），未來可以通過采用商業高分辨率衛星數據以提高岸線提取精度；其次，對于岸線類型沒有分類進行細化研究等，未來將針對上述問題進行改進。珠海市作為粵港澳大灣區的重要節點城市，海島發展是未來珠海發展的重點研究問題，而對于如何根據海島自身情況制定適宜的海島發展規劃，如何做到海島經濟與生態環境的良性循環也將是未來工作的重點。