浙江海岛岸线分维数与其人工岸线比例的关系

分形理论指出,曲线的分维数某种程度上反映了曲线形状的复杂程度。由于不同类型岸线的曲折程度相去甚远,其分维数必然存在明显差异,因此岸线的分维数中也包含了岸线类型的信息。本文以此入手,利用"908"专项"浙江省海岛调查"的海岛岸线成果,研究浙江省海岛岸线分维数与其人工岸线比例的关系。首先使用SMS 9.0软件以25,50,75,100,125和150m的尺度分别对海岛岸线进行重采样。然后根据重采样后不同尺度下的岸线长度,计算出浙江海岛各类岸线的分维数,其中基岩岸线的分维数为1.067 4,人工岸线的分维数为1.037 5,砂砾质岸线的分维数为1.037 9,全岛岸线的分维数为1.059 6。由于浙江省海岛的砂砾质岸线所占比例极小,本文重点研究了海岛的基岩岸线、人工岸线和全岛岸线分维数的相互关系,通过对分形理论公式进行简化和推导,得出1种基于海岛岸线分维数求解其人工岸线所占比例的计算方法。研究结果表明:(1)较大尺度下计算的人工岸线比例能更好地反应海岛岸线开发程度;(2)参与计算的基岩岸线和人工岸线分维数需要对计算对象有足够的代表性。最后对浙江省洞头县若干海岛进行实例分析,证明了该方法在浙江省海岛岸线开发程度评估中的有效性。

人工岸线建设对浙江大陆海岸线格局的影响

海岸人工地貌建设是沿海国家开发利用海岸带资源的重要方式,海岸人工岸线的形成改变了自然岸线的格局,并影响着岸线的自然演替规律。基于1990,2000和2010年3期TM遥感影像,提取不同时相的浙江省大陆海岸线信息,对浙江大陆海岸线类型构成及人工岸线建设对岸线格局的影响进行了分析。结果表明:(1)受人类开发活动的影响,近20a来浙江大陆海岸格局以人工岸线不断增长为特征;(2)不同岸段的人工岸线增长速度有明显差异,以杭州湾、三门湾及台州湾沿岸岸线变化最为显著;(3)20a间,浙江大陆岸线整体向海推进趋势明显,仅少数岸线发生了海岸蚀退;(4)人工岸线的建设通过对自然岸线的截弯取直,缩短了自然岸线的长度,降低了自然岸线的曲折度,却使浙江省大陆海岸线的多样性指数不断增加。

辽宁省黄海沿岸人工岸线潮间带大型海藻调查与分析研究

为调查辽宁省黄海沿岸人工岸线上潮间带大型海藻多样性情况,于2011年10月至2012年6月在大连湾、獐子岛、旅顺及丹东进行采样,并与其附近天然岸线上海藻进行对比。调查结果显示,在人工岸线上共发现17种海藻,以红藻与绿藻为主,其中11种可在相邻天然岸线发现。海藻多样性天然岸线>混合岸线>人工岸线,但人工岸线上绿藻种类与天然岸线上的基本相同。在大连湾及獐子岛地区,无机氮低的海域,海藻多样性高;pH高的海域,海藻多样性高。调查中发现有人工岸线与天然岸线共存的混合岸线,此岸线可看作是生境岸线(living shoreline)的一个变形,为生物保护及生态恢复提供了新思路。

人工岸线生态改造对岸坡稳定性影响分析

指出了围海造陆等工程建设活动形成的人工岸线形式单一平直,改变了海岸原有水动力条件,破坏了海洋生态环境,对现有人工岸线进行生态型堤岸改造可以减弱人工岸线对生态环境产生的不良影响。针对天津地区常见岸线结构形式和软土地基特点,提出了缓坡式岸线生态改造方案,同时利用PLAXIS有限元软件以半圆体形式岸线生态改造为例,分析了不同坡比下生态缓坡式堤岸的地基稳定性,为天津地区人工岸线乃至其它地区人工岸线缓坡式生态改造提供研究思路。

河湖岸线分类调查研究及应用

根据河湖生态缓冲带保护修复要求,明确了河湖岸线调查的分类、空间范围和技术规范。将岸线类型简化分为自然岸线、人工岸线和修复岸线,并对不同的岸线进行了界定,明确管控要求,应用于指导河湖岸线调查工作中对岸线的识别及归类、精准制定管控措施。研究成果应用于杭州市上城区城市河道的岸线调查工作,并取得一定成果。

津冀海岸线现状、变化特征及保护建议

根据覆盖全区的3期遥感影像和实地调查,以及对滨海新区和滦河口2个典型区更深入的案例研究(包括回溯至1870年、1950年的基准岸线及逐年遥感信息),对津冀沿海海岸线现状进行解译和分类,并分析岸线变化特征及成因。津冀沿海现状岸线总长度894km,可以划分为自然岸线、半开发岸线和人工岸线3类,长度分别为90km、329km和475km。1950年以前为自然因素主导的岸线变化,1950年以后变为人类活动主导的岸线向海推进,逐渐加强的人类活动至2010年达到顶峰。在全球海面上升和区域地面下沉的大背景下,海岸线的自然演化趋势应该是向陆蚀退,但是人类活动主导的岸线变化却表现为违反自然趋势的向海推进。今后,向海推进最前沿的围海造陆区将受到来自海洋越来越强烈的影响,亟需加强监测和防护。兼顾环境保护与开发两方面的长远需求,建议赋予海岸线新的定义与内涵,划定岸线保护红线,恢复部分岸线的自然属性。

面向自然资源管理的海岸线界定方法探讨

立足自然资源管理视角,针对海岸线分类中的自然岸线、人工岸线和其他岸线,分析了其位置界定的原则和方法。以往对于海岸线提取方法的研究,大多是基于遥感影像,结合潮汐模型或数字高程模型,重点依据其空间形态和位置分布特征进行提取,并未过多考虑岸线管理现状情况。近年来,随着近海海域开发利用强度的加大,围填海工程以及海岸线生态修复工程对岸线变迁的影响愈加明显,因此有必要对不同类型海岸线位置的界定重新进行梳理。结合海岸线修测工作实践,提出了作者的理解和具体操作,以期对海岸线界定方面提供有益的参考。

象山港岸区海岸线时空变化分析

提取1996—2021年象山港岸6期遥感影像的海岸线信息,计算对应的海岸线变迁强度、海岸线分形维数、陆域面积变化以及海岸线人工化指数,探索象山港区海岸线的时空变化并对其进行分析。结果表明:①象山港岸海岸线长度变化明显,岸线长度在2001年之后不断缩减且缩减趋势明显;②在自然与人类活动的影响下,象山港海岸线形态发生了较大的变化,2001年前海岸线曲折复杂,2001年后,海岸线分形维数不断减小,人类活动对海岸线的影响逐渐变大,岸线不断趋于平滑;③研究时段内,该区域陆域面积不断扩大,海岸线不断向海洋延伸;④人工岸线比重不断增加,人类活动的影响区域不断变大,到2021年,人工岸线达总岸线长度的80%以上,人工岸线比重预计在未来还会不断升高。

深圳西部海岸带生态保护和修复策略研究

海岸带位于海陆的交界处,受到海洋和陆地的交互影响,属于生态脆弱的区域,在为城市发展提供生物资源和生态系统服务的同时,更易受到复杂自然灾害和人类活动的干扰。深圳作为粤港澳大湾区的核心城市之一,在过去的几十年中经济快速发展。围填海活动尽管解决了一时的用地紧张等问题,却给深圳海岸带生态系统带来了严重的生态问题,以西海岸带为例,呈现出过人工化、硬质化的倾向,进而造成了环境污染严重、生境破碎化、生物多样性降低等生态问题。本文通过梳理深圳西海岸带存在的具体问题,针对性的提出控制陆源污染,加强水质治理、空间景观重塑,构建滨海景观长廊、通过红树林植被种植与保育促进生态价值的提升、进行海堤生态化建设,对人工岸线进行生态化改造等生态修复策略,以期为深圳开展海岸带生态保护修复工作提供参考。

1988—2015年马六甲海峡岸线时空变化特征分析

基于Landsat遥感影像,建立1988年、2000年和2015年3个时期马六甲海峡两侧的岸线数据,并从岸线结构、岸线变化速率、海陆格局和岸线开发利用强度等方面分析1988—2000年、2000—2015年和1988—2015年不同时段区域陆体以及槟城港等12个主要港口区域的岸线时空变化特征。结果如下:岸线结构变化显著,人工岸线长度和比例急剧增加,港口区域逐渐从单一类型主导向多元结构转变;除个别港口外,两侧岸线均呈向海扩张状态,南北两岸的岸线平均变化速率分别为0.91 m/a和1.20 m/a;因海峡南岸沼泽广布、地势低平及海平面上升等原因,其岸线稳定性差于海峡北岸;岸线开发利用强度持续增强,并表现出明显的海峡北岸强于南岸的空间差异,以及北岸第一阶段增长快于第二阶段,南岸第一阶段增长慢于第二阶段的时间差异。马六甲海峡的交通运输功能是两岸岸线变化的主要驱动因素。本研究对认识马六甲海峡两岸及港口区域岸线的时空变化和发展特征有重要意义,对海峡及港口岸线的综合管理具有一定借鉴作用。

1973-2018年珠江三角洲海岸线时空演变分析

通过遥感和GIS技术获取1973—2018年的Landsat TM/OLI遥感影像为数据源,结合地理背景资料,分析45 a来珠江三角洲地区海岸线时空演变情况。结果表明:珠江三角洲地区海岸线变迁显著,大量的淤泥质岸线转变为城镇工业岸线和港口岸线,珠江三角洲地区岸线人工化指数不断上升,岸线类型朝向多元化方向发展,岸线总长度和分形维数不断增加,港口建设、滨海工业区、围垦填海等是岸线长度和分形维数增加的主要因素;海岸线演变呈现明显的区域特征,变化较大区域主要集中在深圳大鹏湾、广州南沙和珠海斗门;从岸线开发利用主体结构上看,各大岸区都出现了不同类型的变化趋势,城镇工业岸线与港口岸线取代自然岸线成为各区海岸线的主体类型;各地区开发利用强度不断上升,其中深圳市开发强度增速最快,社会活动和区位政策是引起岸线演变的主要驱动因素。

海域使用中有关海岸线的问题探讨

对《中华人民共和国海域使用管理法》及相关文件中有关海岸线定义、界定方法以及在实际操作中可能存在的问题,提出自己的看法、意见和建议。

1991—2018年粤港澳大湾区海岸线的时空变迁

为科学开发利用海洋资源和促进粤港澳大湾区的可持续发展,文章通过目视解译遥感影像提取该区域的海岸线信息,分析海岸线的变迁强度、分形维数和自然岸线保有率的变化以及海岸线变迁的驱动力。研究结果表明:1991—2018年粤港澳大湾区海岸线的时空变迁特征明显,总体呈向外扩张的趋势;海岸线长度增长155.76km,总体变迁强度为0.43%,陆域扩张面积达482.68km^(2);海岸线平均分形维数为1.14,呈持续上升的趋势,但变化速率逐渐减缓;自然岸线保有率总体呈下降趋势,总下降幅度为24.05%,各城市呈较大差异但存在规律,可分4个类型分析海岸线变迁的驱动力;人为因素是粤港澳大湾区海岸线变迁的主要驱动因素,促使海岸线变迁的方向和速率产生巨大变化。

海岸线形态探讨

从海岸原始形态入手,以波浪作用为主要动力,泥沙运动为媒体,介绍了沙质海岸形态中的稳定型和动态平衡型海岸的形态及其形成过程。其中以自然界广泛存在的耳朵型海岸为对象,分析了形成过程,特别强调了地球自转柯氏力在形成过程中的作用,这在以往有关海水运动的文献中是被忽视的因素。在动态平衡型海岸线的分析中,指出所谓平衡是指岸线形态不变,但岸线可能有前移或后退的可能。全文内容可为海岸工程选址及人工海岸形态提供参考。

海岸分类的回顾与展望

海岸带是陆地与海洋相交的区域,受到多种自然和人为因素的影响,进行合理的海岸分类对于科学认识、合理开发、有效管理和保护海岸带资源至关重要。本文回顾海岸带分类的研究历程,探讨不同分类方案的划分依据,并强调海岸带的多维性和复杂性。从早期的地理地貌特征划分到现代的综合性海岸分类体系,海岸带分类方案不断演变,并受到各个时代的资料积累、知识体系、观测技术及制图展示效果等方面的深刻影响。不同国家和地区的学者在分类方案上存在一定的差异,体现了各地的地理地质背景、研究重点、开发利用方式等方面的特点,也隐含着研究人员的观察视角。主要源于陆地的物质属性和主要源于海洋的能量条件,越来越成为海岸分类的重要指标。人类活动对海岸带的影响不容忽视,人工海岸的比例已经迅速上升,但在海岸带分类体系中的研究仍有所欠缺,原因包括世界观、方法论和价值观等多个层面。建议从海岸动力作用环境和沉积物供应条件两方面考虑人类活动如何影响海岸带系统状态,而海岸带类别体系里可以增加人工建造和人工改造两个新的大类。通过深化分类方法和细化分类层次,同时向综合与细化两个方向推动海岸分类体系研究,可以更好地实现海岸带资源的保护与可持续利用,促进人与自然的和谐共存。

硬质海岸防护设施的生态效应与对策

虽然滨海地区占地球陆地面积不足4%,但沿海生境是全球最有价值的自然资源之一。世界上超过三分之一的人口生活在距海岸线100 km的范围内。气候变化和人类活动使得全球海岸侵蚀和风暴潮威胁加重。海岸防护可以有效抵御海岸侵蚀、风暴风险和海平面上升。本文概述了全球主要沿海国家和地区(欧盟、美国、中国)海岸硬化情况以及海岸硬化带来的生态效应。欧洲海岸线硬化比例为10%(2006年),美国海岸的硬化比例为14%(2015年),而中国海岸线的硬化比例近60%(2014年)。海岸硬化会引起滨海湿地重要物理、化学和生物过程的改变,生境丧失和破碎化,以及生物连通性的改变。增加硬化设施的结构复杂性或由混合型海岸代替传统硬化海岸可以减轻海岸硬化对滨海湿地生态系统的威胁,但对硬质海岸和混合型海岸的生态服务功能以及抵御风暴能力的评估还比较缺乏,有待进一步研究。

天津市滨海新区滩涂开发利用特征的遥感分析

为评估滨海滩涂开发利用对生态环境和水资源利用的影响,提出了滩涂开发利用特征遥感分析方法。该方法基于Landsat遥感影像,先利用阈值分割与目视解译相结合的方式解译人工岸线,再定位滩涂开发利用区并对其土地利用进行分类识别,然后通过人工岸线和土地利用的时空变化,分析揭示滩涂开发利用特征。采用2002—2018年五个时期Landsat遥感影像,利用该方法分析了天津市滨海新区滩涂开发利用的时空演变特征。结果表明该方法不受潮位影响,能够科学准确地反映滩涂开发利用特征。截至2018年,滨海新区人工岸线由2002年的146.22 km增加至315.69 km,增加了115.9%;累计围填海350.76 km^(2),为滨海新区增加了15.5%的土地资源;滩涂开发利用区新增的建设用地面积为63.43 km^(2),超过滨海新区新增建筑面积的20%;陆地区域未利用土地面积仅3.58 km^(2),而滩涂开发区内尚未利用的土地为228.05 km^(2),为未来发展提供了重要的后备土地资源。时间上,滩涂开发利用从2002年起步,2006—2014年扩展速度最快,此后明显回落,主要集中于2006—2014年;在空间上则以天津港与南港工业区附近为主。

海湾开发利用强度分析——以宁波市杭州湾、象山港与宁波市三门湾为例

海湾开发利用强度评估可反映海湾利用程度,是海湾开发潜力及其可持续开发研究的基础,对发展湾区经济意义重大.以1990—2015年每隔5 a共6期TM/ETM/OLI影像为数据源,提取宁波市杭州湾、象山港和宁波市三门湾各时期的岸线及土地利用数据,基于此从海湾岸线开发和土地利用两方面综合分析海湾开发利用强度及其变化特征.结果表明:1990—2015年间,宁波3湾岸线人工化程度不断加深,岸线人工化指数最高的海湾由象山港(0. 16)转变为宁波市三门湾(0. 61),部分淤泥岸段(尤其是宁波市杭州湾岸段)滩涂围垦强度弱于泥沙淤积强度,削弱了岸线人工化程度.整个研究期间,宁波市三门湾和宁波市杭州湾的岸线开发利用结构始终为单一主体结构,象山港则呈现出由单一主体依次向二元、多元结构演变的趋势. 1990—2015年间,宁波3湾的岸线和土地利用强度均有所增加,其中象山港岸线开发利用强度指数最大,达0. 42;宁波市杭州湾区域土地利用变动最为强烈,土地利用程度指数最大,达292. 300.区位和资源禀赋、社会经济水平及政策因素是造成宁波3湾区域开发利用程度差异的重要因素.

自然海岸与人工海岸的界定方法

近年来,自然海岸线的不断减少成为人们普遍关注的海洋生态环境问题,《全国海洋功能区划（2011-2020年）》也首次明确提出了未来十年自然海岸线的保有率指标。但是,自然岸线与人工岸线的界定目前尚没有统一的标准,在实际操作中仍存在分歧和争议。本文从自然岸滩的完整性着手,提出了界定自然岸线与人工岸线的标准,并针对围海、防潮堤等几类容易产生分歧的岸线进行了分析,提出了界定方法。

中国大陆海岸线开发利用的生态环境影响与政策建议

长期以来,东部沿海区域在我国经济社会快速发展过程中扮演了"动力引擎"的角色,与此相应,中国大陆海岸线的开发利用广泛而深刻,尤其是最近几十年来自然岸线消失和破坏的速度惊人、程度严重,围填海愈演愈烈,急剧的岸线开发和扰动过程导致了一系列的资源、环境、生态和灾害问题,对中国当前及未来的海岸带综合管理乃至沿海经济社会可持续发展形成了极为严峻的挑战。文章概述了过去近70年中国大陆海岸线开发利用的过程特征,总结了存在的问题及其对海岸带的影响,在此基础上,指出当前及未来时期中国海岸带综合管理的重点和策略,包括:加强以海岸线为重点的海岸带监测、观测和科学研究;加强自然岸线的保护力度,优化人工岸线的开发利用;开展"恢复中国的河口"行动,维持和强化河口的水文与生态连通性;以海湾为重要抓手,通过实施海湾分类管理促进大陆海岸线的保护;建立健全法律法规,推进海岸带综合管理的多部门协同和区域协同。