基于GIS的海域海岸帶空間管制分區(qū)研究
——以三亞市為例

陳孝，李元超，謝琳

(海南省海洋與漁業(yè)科學(xué)院 ?？?570125)

基于GIS的海域海岸帶空間管制分區(qū)研究
——以三亞市為例

陳孝，李元超，謝琳

(海南省海洋與漁業(yè)科學(xué)院 ?？?570125)

隨著陸地發(fā)展空間開發(fā)日益飽和及海洋經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對海域海岸帶空間資源開發(fā)利用的范圍和規(guī)模迅速擴(kuò)大，可持續(xù)開發(fā)利用海域海岸帶空間資源已經(jīng)成為多數(shù)沿海城市區(qū)域面臨的重大問題?？臻g管制是近年來規(guī)劃界關(guān)注的熱點(diǎn)理論，是一種調(diào)節(jié)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要方式。文章基于三亞市海域海岸帶空間保護(hù)與利用的現(xiàn)狀和階段特點(diǎn)，采用生態(tài)安全格局理論、土地適宜性評價(jià)方法構(gòu)建包括地形地貌、城鎮(zhèn)與交通、自然生態(tài)、海域海岸帶開發(fā)利用、未明確用途海域海岸帶等5大類因素，23個(gè)具體評價(jià)指標(biāo)的評價(jià)指標(biāo)體系模型，計(jì)算海域海岸帶保護(hù)與利用適宜性的綜合得分;然后結(jié)合Arcgis軟件，采用空間分析模塊對三亞市海域海岸帶進(jìn)行空間管制分區(qū)，分析結(jié)果劃分為4類區(qū)域，即嚴(yán)格管控開發(fā)區(qū)、限制開發(fā)區(qū)、重點(diǎn)開發(fā)區(qū)和優(yōu)化開發(fā)區(qū);最后根據(jù)分區(qū)結(jié)果提出三亞市海域海岸帶不同空間管制區(qū)域的管控要求與引導(dǎo)建議。

海域管理;海岸帶綜合管理;基于生態(tài)系統(tǒng)的海洋管理;海洋開發(fā)

海洋是個(gè)資源寶庫，有著巨大的開發(fā)潛力，也是人類生存和發(fā)展的藍(lán)色家園。中國正向海洋強(qiáng)國發(fā)展，海洋經(jīng)濟(jì)將成為中國多數(shù)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一制高點(diǎn)。海岸帶作為海陸交換帶和過渡帶的特殊地理區(qū)域，是社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要載體和生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略空間，海岸帶空間資源的合理開發(fā)與利用關(guān)系到海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和優(yōu)質(zhì)資源利用效率［1］。

海岸帶綜合管理是在可持續(xù)概念下，通過合理的規(guī)劃與開發(fā)，避免沿海地區(qū)空間資源的過度使用與破壞，具體包含城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對生態(tài)岸線占用、水域污染、空間資源協(xié)調(diào)開發(fā)、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避等方面［2－3］。在三亞市海域海岸帶空間開發(fā)利用過程中，應(yīng)遵循科學(xué)合理、生態(tài)優(yōu)先、海陸統(tǒng)籌、強(qiáng)制性與引導(dǎo)性并存、重點(diǎn)明確等原則，劃分不同類別的海域海岸帶空間管制功能區(qū)，為三亞市海域海岸帶空間的合理開發(fā)與管制提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

海南省三亞市位于18°09'34″N—18°37'27″N、108°56'30″E—109°48'28″E，環(huán)境獨(dú)特，山、海、河3種自然美景集中一地。行政區(qū)域總面積1 919.58 km2，海岸線長258.65 km，海灣19個(gè)、海島68個(gè)。東鄰陵水、北依保亭、西毗樂東、南臨南海，區(qū)位優(yōu)勢明顯。公路、鐵路、港口、航空等立體交通體系完備，是海南省南部的中心城市和交通通信樞紐。

本研究范圍采用區(qū)域行政區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)，海域海岸帶是指海域與陸地交匯帶，包括濱海陸地、低潮灘地、海岸線向海面延伸的部分等［4］。為便于研究范圍數(shù)據(jù)的獲取和海陸統(tǒng)籌管控要求的實(shí)施，研究范圍以海岸線向陸一側(cè)延伸5 km為界限標(biāo)準(zhǔn)，向海一側(cè)以三亞市管轄海域外界為邊界，面積共3 665.88 km2。

本研究中，高程、坡度數(shù)據(jù)通過利用三亞市2010年繪制的1∶150 000電子地形圖，建立數(shù)字高程模型(DEM)處理而得。土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)主要根據(jù)《三亞市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)》和2015年4月的Spot6遙感影像綜合整理而得。交通數(shù)據(jù)根據(jù)《三亞市總體規(guī)劃(2012—2020)》數(shù)字化整理而得。海域、岸線和海岸帶開發(fā)利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)根據(jù)《三亞市海洋功能區(qū)劃(2013—2020)》綜合處理而得。自然生態(tài)功能區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和植被等數(shù)據(jù)主要根據(jù)相關(guān)專項(xiàng)規(guī)劃整理，再結(jié)合1.5 m分辨率Spot6遙感影像解譯而得(圖1)。

圖1 2015年4月Spot6遙感影像

2 空間管制劃分與結(jié)果

2.1 評價(jià)體系與模型構(gòu)建

構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系需要選擇對海域海岸帶保護(hù)與利用適宜性有重要影響的因子，因此應(yīng)遵循4大原則，即客觀性、科學(xué)性、完備性和可行性。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)以及對研究區(qū)自然、城市社會經(jīng)濟(jì)條件和開發(fā)建設(shè)情況等進(jìn)行綜合調(diào)查，將評價(jià)因子分為地形地貌、城鎮(zhèn)與交通、自然生態(tài)、海域海岸帶開發(fā)利用、未明確用途海域海岸帶等5大類，23個(gè)評價(jià)指標(biāo)［5－7］(表1)。

表1 評價(jià)指標(biāo)體系及分值

續(xù)表

評價(jià)因子確定后，再對研究區(qū)的地形地貌、城鎮(zhèn)與交通、自然生態(tài)、海域海岸帶開發(fā)利用、未明確用途海域海岸帶等情況進(jìn)行反復(fù)論證。依據(jù)各評價(jià)因子對海域海岸帶開發(fā)利用的影響程度，將評價(jià)等級劃分為非常適宜、適宜、一般、不適宜和非常不適宜等5個(gè)級別，分別用5、4、3、2、1代表各評價(jià)等級的得分［1、8］(表1、圖2)。

2.2 評價(jià)因子權(quán)重計(jì)算

主要采用專家意見法和層次分析法相結(jié)合的方法來計(jì)算各類評價(jià)因子的權(quán)重。該方法將定性與定量的決策相結(jié)合，按照相關(guān)規(guī)律把決策過程層次化、數(shù)量化，尤其適合難以用完全定量法進(jìn)行分析的復(fù)雜問題［9］，具有系統(tǒng)性、科學(xué)性、實(shí)操性、簡潔性、數(shù)據(jù)簡單易行等優(yōu)點(diǎn)。本研究首先經(jīng)過嚴(yán)格的專家推薦和審定程序，選出12位海洋管理、海洋經(jīng)濟(jì)、海洋生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域的專家，并請他們對評價(jià)指標(biāo)體系中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分，專家打分的總體情況具有較高的權(quán)威性和客觀性;以SPSS軟件平臺建立層次結(jié)構(gòu)模型，最終通過計(jì)算分析得出評價(jià)體系權(quán)重(表2)。

表2 各類評價(jià)因子權(quán)重

續(xù)表

2.3 空間管制綜合評價(jià)

2.3.1 評價(jià)模型構(gòu)建

評價(jià)模型運(yùn)用多因子疊加計(jì)算法，先篩選各個(gè)不同類型的評價(jià)因子，然后對各類因子數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，最終根據(jù)公式(1)加權(quán)求和，得到海域海岸帶保護(hù)與利用適宜性評定的綜合分值。計(jì)算公式為:

式中:S為海域海岸帶保護(hù)與利用適宜性評定綜合得分;Wi為第i個(gè)因子的權(quán)重;Xi為某空間位置的第i個(gè)因子得分;n為評價(jià)因子的個(gè)數(shù)。

2.3.2 數(shù)據(jù)處理與計(jì)算步驟

依據(jù)三亞市的地形圖、Spot6高分衛(wèi)星影像、土地利用布局圖、海洋功能區(qū)劃圖等，提取海域海岸帶的土地利用、海域功能利用和植被林地等矢量信息數(shù)據(jù)，建立矢量數(shù)據(jù)庫。

圖2 各類評價(jià)因子分值

將評價(jià)體系中的各個(gè)因子變量都進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，統(tǒng)一投影坐標(biāo)和重采樣分辨率;按照計(jì)算公式，在ArcGIS軟件中采用空間分析模塊對相應(yīng)評價(jià)因子分值和權(quán)重值進(jìn)行疊加求和分析［10－11］，從而得到三亞海域海岸帶保護(hù)與利用適宜性評價(jià)值S為0.50～3.50;最后采用自然間斷點(diǎn)分級法把分值分為4類，即分值0.50～1.35、分值1.35～1.75、分值1.75～2.00、分值2.00～3.50(圖3)。

圖3 空間管控綜合評價(jià)得分

2.4 劃分結(jié)果與引導(dǎo)控制要求

在空間管制理論中，對空間功能進(jìn)行分區(qū)是一種作為空間功能分工的地域投影表達(dá)方式，同時(shí)也是一種統(tǒng)籌區(qū)域空間不同分工的重要方式［12］。根據(jù)空間管制綜合得分的4類分值，并結(jié)合三亞市海域海岸帶開發(fā)的實(shí)際情況和空間資源特征，將三亞市海域海岸帶分為嚴(yán)格管控開發(fā)區(qū)(分值0.50～1.35)、限制開發(fā)區(qū)(分值1.35～1.75)、重點(diǎn)開發(fā)區(qū)(分值1.75～2.00)和優(yōu)化開發(fā)區(qū)(分值2.00～3.50)等4類空間管制區(qū)。

嚴(yán)格管控開發(fā)區(qū)(約占60.75%):主要指對保護(hù)典型海洋生態(tài)系統(tǒng)、維護(hù)生物多樣性具有重要作用的海域。該區(qū)以生態(tài)保護(hù)為主，嚴(yán)禁城鎮(zhèn)化、工業(yè)化和大規(guī)模圍填海等改變海域海岸帶自然屬性的開發(fā)活動;嚴(yán)格控制養(yǎng)殖、捕撈規(guī)模，實(shí)行嚴(yán)格的產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)海域海岸帶的生物多樣性，可適度開展生態(tài)旅游和休閑漁業(yè)，形成點(diǎn)狀開發(fā)、面上保護(hù)的空間格局。

限制開發(fā)區(qū)(約占19.15%):主要指以提供海洋水產(chǎn)品、海上旅游及船舶航運(yùn)服務(wù)等為主要功能的海域海岸帶，包括用于保護(hù)海洋漁業(yè)資源的海域。該區(qū)應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)、合理、有效的措施保護(hù)和恢復(fù)海洋生態(tài)、維護(hù)海洋權(quán)益、利用海洋資源;在重要海域嚴(yán)禁開展圍填海、城市建設(shè)等改變海域自然屬性、破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)功能的開發(fā)活動。

重點(diǎn)開發(fā)區(qū)(約占9.85%):主要指在沿海經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中具有重要地位、發(fā)展?jié)摿^大、資源環(huán)境承載能力較強(qiáng)、可以進(jìn)行高強(qiáng)度集中開發(fā)的海域海岸帶，包括城鎮(zhèn)建設(shè)用海區(qū)、港口和臨港產(chǎn)業(yè)用海區(qū)、海洋工程開發(fā)區(qū)等。該區(qū)應(yīng)基于生態(tài)保護(hù)原則，加快空間開發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，集約利用岸線、海域海岸帶空間，把握開發(fā)時(shí)序，適當(dāng)增加開發(fā)利用強(qiáng)度，打造海洋經(jīng)濟(jì)增長新平臺。

優(yōu)化開發(fā)區(qū)(約占10.25%):主要指現(xiàn)有開發(fā)利用強(qiáng)度較高、資源環(huán)境約束較強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)亟須調(diào)整和優(yōu)化的海域海岸帶。該區(qū)應(yīng)優(yōu)化空間布局，合理調(diào)整海域海岸帶開發(fā)規(guī)模和時(shí)序，控制開發(fā)強(qiáng)度，嚴(yán)格實(shí)施圍填?？偭靠刂浦贫?，積極發(fā)展現(xiàn)代海洋服務(wù)業(yè)，創(chuàng)新海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，提升區(qū)域綜合競爭力。

3 結(jié)語

本文以三亞市為例，以三亞海域海岸帶空間的保護(hù)與利用為切入點(diǎn)，針對空間管制分區(qū)的影響因素、評價(jià)體系的構(gòu)建、計(jì)算結(jié)果與分區(qū)方法等重點(diǎn)問題進(jìn)行詳細(xì)和深入的研究分析，根據(jù)分析結(jié)果提出三亞市海域海岸帶不同空間管制區(qū)域的管控要求與引導(dǎo)建議。本研究有助于三亞市海域海岸帶空間資源的可持續(xù)開發(fā)利用，更好地協(xié)調(diào)海域海岸帶開發(fā)利用與海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，為今后三亞市科學(xué)、合理、有序發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)提供科學(xué)依據(jù)和參考。

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Space Partition Research on Coastal Zone Spatial Regulation in Sanya Based on GIS

CHEN Xiao，LI Yuanchao，XIE Lin

(Hainan Academy of Ocean and Fisheries Sciences，Haikou 570125，China)

Sustainable exploitation and utilization of coastal zone space resources has become the major issues to be resolved in most coastal regions，with the fast development of land space development becoming increasingly saturated and marine economy developing rapidly．Spatial regulation is the hot spot in the planning domain in recent years and an important way to adjust the sustainable development of society，economy and environment．This paper calculated the composite scores of coastal zone protection and utilization suitability by evaluation index system models，which include five kinds of factors，such as topography，urban and transportation，natural ecology，the utilization of sea coastal zone and the unclear purpose of coastal zone and a total of 23 concrete evaluation indexes，by using the theory of ecological security pattern and land suitability evaluation method，based on the present situation and the stage characteristics of coastal zone protection and utilization．The space control partition of coastal zone for Sanya City was determined by using spatial analysis module combined with Arcgis，which was divided into four classes:the strictly controlled developing zone，the restricted developing zone，the important developing zone and the optimizing developing zone．Ideas and suggestions for the division of spatial regulation about coastal zone in Sanya City were also put forward．

Sea area management，Integrated Coastal Zone Management，Marine management based on ecosystem，Ocean development

P74

A

1005－9857(2017)02－0034－06

2016-09-20;

2016-12-01

中國科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2009BAB44B03);國家海洋局公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201105012，2010418012);東南沿海半封閉海灣生態(tài)系統(tǒng)對人類活動干擾的響應(yīng)評價(jià)、生態(tài)重構(gòu)技術(shù)及示范(2010418012)．

陳孝，工程師，碩士，研究方向?yàn)楹Ｑ箝_發(fā)與保護(hù)，電子信箱:418398105@qq.com