近60年廣西欽州灣岸線變遷與開發(fā)利用空間格局評(píng)價(jià)

李 夢(mèng)，曹慶先，胡寶清，姜 寧

（1.南寧師范大學(xué)北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530001；2.南寧師范大學(xué)廣西地表過程與智能模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530001；3.廣西壯族自治區(qū)海洋研究院，廣西 南寧 530001）

海岸線是海陸分界線，其位置的歷史變動(dòng)能客觀反映海陸各種動(dòng)力過程在不同時(shí)空尺度上相互作用的結(jié)果[1]。研究海岸線的時(shí)空變化特征對(duì)生態(tài)系統(tǒng)演替、海岸帶的開發(fā)與保護(hù)、海岸生物多樣性，以及區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等具有重要的意義[2-3]。

自2008年北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)被正式納入國(guó)家戰(zhàn)略以來[4]，欽州灣以其深水良港的優(yōu)勢(shì)，被定位為面向中國(guó)-東盟合作的自由貿(mào)易港、國(guó)際航運(yùn)中心、物流中心、出口加工基地等，欽州灣發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新階段[5]。欽州灣近岸地區(qū)不斷通過圍填海增加港口碼頭、物流園區(qū)、工業(yè)等用地，以拓展社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展空間。近岸資源的開發(fā)和利用強(qiáng)度持續(xù)加大的同時(shí)，不可避免地帶來一系列生態(tài)環(huán)境問題，如水體污染、岸線侵蝕、紅樹林、海草床等生態(tài)系統(tǒng)退化、漁業(yè)資源衰退、自然景觀破壞等，致使沿海區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康衰退，直接影響著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[6-7]。

在岸線提取技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用邊緣檢測(cè)法[8-10]、密度分割法[11-13]、圖像分類法[14-16]、激光雷達(dá)測(cè)量[17-18]等相關(guān)技術(shù)方法對(duì)不同海灣岸線變化等科學(xué)問題開展了大量研究。關(guān)于中國(guó)大陸整體岸線研究，高志強(qiáng)等[19]、高義等[20]和劉百橋等[21]分別對(duì)1980—2010年、1990—2013年中國(guó)大陸海岸線演變情況進(jìn)行了分析，結(jié)論基本一致，總體上中國(guó)海岸線呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，人工岸線增加較快。針對(duì)廣西海岸線變化研究也已有很多[22-28]，如黎良財(cái)?shù)萚23]以1987—2013年Landsad TM/OLI影像為數(shù)據(jù)源，分析了廣西北部灣近30年來的海岸線時(shí)空變化特征；周相君等[24]選用Landsat、HJ衛(wèi)星影像及海圖，對(duì)廣西大陸岸線進(jìn)行了遙感調(diào)查，從岸線的長(zhǎng)度、類型和陸地面積變化等方面分析了岸線變化特征；黃鵠等[25]利用TM、SPOT衛(wèi)星影像、數(shù)字化地形圖和歷史航空相片，在ArcGIS軟件平臺(tái)上獲取廣西海岸線的時(shí)空變化資料，并對(duì)其變化特征進(jìn)行分析。這些研究所采用的數(shù)據(jù)以中等分辨率影像為主，大部分研究范圍為廣西全區(qū)，對(duì)局部欽州灣岸線變化深入分析極少[29]；且部分研究受學(xué)科限制，分析方法相對(duì)單一，未對(duì)其開發(fā)利用格局進(jìn)行評(píng)價(jià)。

平陸運(yùn)河是西部陸海新通道的重要組成，已被《西部陸海新通道總體規(guī)劃》（發(fā)改基礎(chǔ)〔2019〕1333號(hào)）、《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》（國(guó)發(fā)〔2021〕27號(hào)）等規(guī)劃列為重點(diǎn)內(nèi)容。平陸運(yùn)河工程作為國(guó)家級(jí)重大項(xiàng)目，根據(jù)其環(huán)評(píng)報(bào)告和可研報(bào)告，該工程將占用欽江入?？诘囊徊糠趾０毒€。欽州灣作為平陸運(yùn)河的出?？?，研究其岸線的時(shí)空變化特征、評(píng)價(jià)其開發(fā)利用空間格局，可為下一步制定平陸運(yùn)河岸線保護(hù)和開發(fā)利用總體規(guī)劃、統(tǒng)籌規(guī)劃岸線資源提供數(shù)據(jù)支撐，為優(yōu)化國(guó)土空間布局提供決策依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域概況

欽州灣位于北部灣頂部，廣西海岸中段，擁有深水臨海大港的區(qū)位條件和明顯的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，是廣西北部灣重點(diǎn)發(fā)展臨海工業(yè)區(qū)及重要的出海大通道及物流集散中心。該灣由外灣（欽州灣）和內(nèi)灣（茅尾海）構(gòu)成，中間狹小，兩端開闊，東、西、北三面為陸地環(huán)繞，南面與北部灣相通，是一個(gè)半封閉型的天然海灣。欽州灣地質(zhì)構(gòu)造和地貌類型復(fù)雜，灣內(nèi)島嶼、港汊眾多，岸線曲折，為典型的溺谷型海灣[30]。

1.2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

受時(shí)間和數(shù)據(jù)獲取手段限制，本文收集的遙感影像和航空?qǐng)D像數(shù)據(jù)分別為1960年、1980年、1989年、2001年、2008年、2020年6個(gè)時(shí)期，詳細(xì)信息見表1。其他數(shù)據(jù)包括廣西海岸帶調(diào)查專題數(shù)據(jù)、廣西行政區(qū)劃矢量文件、1985年1∶50 000紙質(zhì)地形圖。1960年航空?qǐng)D像未將研究區(qū)覆蓋完全部分用1980年地形圖解譯，未能獲取航片區(qū)域較小，本文視其未與1980年相同。根據(jù)遙感影像質(zhì)量和精度不均衡和時(shí)間尺度跨度大等特點(diǎn)，需要對(duì)所采用的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理，包括：噪聲抑制、輻射和幾何校正、圖像鑲嵌、裁剪等。

表1 用于海岸線提取的遙感數(shù)據(jù)信息

1.3 岸線提取方法

因采用的遙感影像數(shù)據(jù)類型較多，研究時(shí)間尺度大，同時(shí)受技術(shù)參數(shù)限制，較難獲取平均高潮線。本文以不影響對(duì)岸線資源開發(fā)利用特征分析為原則，將預(yù)處理后的影像采用人機(jī)交互方式提取衛(wèi)星拍攝時(shí)的瞬時(shí)大陸海岸線。

參考《海岸線調(diào)查統(tǒng)計(jì)技術(shù)規(guī)程（試行）》岸線分類標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)外關(guān)于岸線變遷與開發(fā)利用空間格局評(píng)價(jià)方法[31-34]，結(jié)合欽州灣海岸帶人類活動(dòng)對(duì)岸線開發(fā)利用方式，將研究區(qū)岸線類型劃分兩個(gè)一級(jí)類，8個(gè)二級(jí)類，其相關(guān)定義和提取標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 海岸線分類及提取標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)上述岸線分類和解譯標(biāo)志，本文借鑒已有岸線提取技術(shù)的基礎(chǔ)上提取瞬時(shí)水邊線，遙感影像質(zhì)量對(duì)此方法提取結(jié)果有一定影響，岸線提取精度總體控制在兩個(gè)像元內(nèi)。具體流程為：首先，利用2020年遙感影像結(jié)合實(shí)地調(diào)查提取2020年岸線，然后以此為本底，完成其他時(shí)期岸線的提取?？杀苊獬霈F(xiàn)“雙眼皮”現(xiàn)象，由此可避免分辨率不一致而造成的岸線尺度效應(yīng)影響，確保海岸線提取精度。岸線提取空間精度控制在兩個(gè)像元以內(nèi)。解譯完成后，應(yīng)用GIS技術(shù)對(duì)不同時(shí)期的岸線進(jìn)行疊加分析。

1.4 海岸線變遷分析方法

為了客觀比較不同時(shí)期岸線長(zhǎng)度變化速度、岸線類型多樣性及其曲折程度的差異，本文選取了變化強(qiáng)度、多樣性指數(shù)和分形維數(shù)3個(gè)指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行比較。

1.4.1 海岸線變化強(qiáng)度

參照前人研究，用某一段時(shí)間內(nèi)海岸線長(zhǎng)度的年均變化百分比來表示該時(shí)段內(nèi)海岸線的變化強(qiáng)度[35]。

式中，Iij、Li、Lj分別表示為第i年到第j年海岸線長(zhǎng)度變化強(qiáng)度、第i年海岸線長(zhǎng)度、第j年海岸線長(zhǎng)度。Iij值為正數(shù)表示岸線增長(zhǎng)，Iij值為負(fù)數(shù)則表示岸線縮短，|Iij|的數(shù)值越大，表示海岸線變遷強(qiáng)度越大。

1.4.2 岸線多樣性指數(shù)

岸線的多樣性指數(shù)表示某一區(qū)域內(nèi)岸線類型的多樣性及其開發(fā)利用的趨勢(shì)[36]。

式中，Ci是第i類型的岸線占總岸線長(zhǎng)度百分比；n是岸線的類型數(shù)量。當(dāng)某區(qū)域岸線類型較單一，多樣性越低，H值越??；當(dāng)H值接近于1，表明區(qū)域內(nèi)岸線類型較復(fù)雜，各類型長(zhǎng)度百分比較均勻，多樣性較高。

1.4.3 海岸線分形維數(shù)

本文使用網(wǎng)格法計(jì)算海岸線的分維，網(wǎng)格法的基本思路是使用不同長(zhǎng)度的正方形網(wǎng)格去覆蓋海岸線，當(dāng)正方形網(wǎng)格長(zhǎng)度rk出現(xiàn)變化，則覆蓋有海岸線的網(wǎng)格數(shù)目Nk（rk）必然會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化[37-39]。根據(jù)分形理論可得出式（3）。

對(duì)公式3兩邊同取對(duì)數(shù)可得式（4）。

式中，A為待定常數(shù)；D為海岸線的分形維數(shù)。分形維數(shù)理論取值范圍為1＜D＜2，分形維數(shù)值越大，表示海岸線的形狀越復(fù)雜。分形理論未嚴(yán)格規(guī)定各測(cè)量尺度的取值間隔，它可以是指數(shù)、等距和隨機(jī)的，對(duì)分維計(jì)算沒有影響[40-42]；有學(xué)者認(rèn)為，rmin之后的尺度取值依次為rmin×2n，最大尺度（rmax）沒有明確限制[43]。考慮到本文所使用影像的空間分辨率優(yōu)于10 m，即可以測(cè)量用的最小測(cè)尺長(zhǎng)度可為10 m，則網(wǎng)格長(zhǎng)度εk取為10 m的整數(shù)倍。在ArcGIS平臺(tái)中分別用邊長(zhǎng)為10、20、40、80、160、320、640、1 280的網(wǎng)格覆蓋各岸段海岸線，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)格數(shù)目。

1.5 海岸線開發(fā)利用格局評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

參照景觀生態(tài)學(xué)相關(guān)參數(shù)和相關(guān)文獻(xiàn)，選取了3個(gè)指標(biāo)定量評(píng)價(jià)欽州灣岸線開發(fā)利用空間格局。

1.5.1 岸線人工化指數(shù)

岸線人工化指數(shù)（R）是特定區(qū)域內(nèi)人工岸線（M）占岸線總長(zhǎng)度（L）的比值[33]。R值越大，表示該區(qū)域內(nèi)自然岸線被破壞得越多，岸線的人工化程度越高，反之亦然。

1.5.2 岸線開發(fā)利用主體度

岸線開發(fā)利用主體度指區(qū)域內(nèi)岸線的主體結(jié)構(gòu)和主體岸線的重要度[33]，通常用岸線長(zhǎng)度比例來確定。

式中，Di為海岸線主體度；Li為主體類型i的岸線長(zhǎng)度；L為該區(qū)域岸線總長(zhǎng)度。

借鑒參考文獻(xiàn)并咨詢相關(guān)專家意見進(jìn)行參數(shù)修改，構(gòu)建了針對(duì)廣西欽州灣海岸線空間格局定量評(píng)價(jià)的岸線開發(fā)利用主體度確定方法：當(dāng)某一類岸線Di大于0.45時(shí)，該區(qū)域海岸線主體結(jié)構(gòu)為單一主體結(jié)構(gòu)；當(dāng)某一類岸線Di＜0.50，當(dāng)存在兩類或兩類以上岸線Di＞0.2，為這兩類或兩類以上組成的二元、三元結(jié)構(gòu)；但每一類岸線Di＜0.4，且只有一類岸線Di＞0.2，為多元結(jié)構(gòu)；但當(dāng)每一類岸線Di＜0.2，該區(qū)域岸線為無主體結(jié)構(gòu)。

1.5.3 岸線開發(fā)利用強(qiáng)度

岸線開發(fā)利用強(qiáng)度是定量評(píng)估不同的海岸類型對(duì)海岸帶資源環(huán)境的影響強(qiáng)弱的指標(biāo)[44]，公式如下。

式中，A為岸線開發(fā)利用強(qiáng)度；L為區(qū)域內(nèi)岸線總長(zhǎng)度；li為第i種人工岸線長(zhǎng)度；n為人工岸線類型數(shù)量；Pi為第i類海岸的資源環(huán)境影響因子（0＜Pi≤1）。P值越大，對(duì)海岸生態(tài)功能負(fù)面影響越顯著。本研究參照《資源環(huán)境承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)方法（試行）》[45]確定P權(quán)重（表3）。

表3 各類岸線的資源環(huán)境影響因子

2 結(jié)果分析

2.1 海岸線時(shí)空演化分析

2.1.1 海岸線長(zhǎng)度變化

結(jié)果顯示，近60年來欽州灣大陸岸線變化劇烈，各時(shí)期海岸線空間分布如圖1所示?？傮w上，以1989年為節(jié)點(diǎn)，研究期內(nèi)大陸岸線總長(zhǎng)度呈現(xiàn)先減后增的態(tài)勢(shì)，整體上增加了14.55 km，變化強(qiáng)度為0.05%。截至2020年，欽州灣大陸岸線總長(zhǎng)度為545.85 km，較1960年增長(zhǎng)了2.74%。各時(shí)期欽州灣不同類型岸線長(zhǎng)度如表4所示。

表4 1960—2020年欽州灣岸線長(zhǎng)度變化 單位：km

1960—1989年欽州灣大陸岸線長(zhǎng)度銳減73.81km，縮減速度達(dá)2.55 km/a，呈波動(dòng)遞減的趨勢(shì)。1960—1980年主要變化區(qū)域集中在金鼓江河口和老虎墩、大環(huán)村附近海域，大面積連片的圍海養(yǎng)殖將老虎墩附近海島與陸地連接。1980—1989年連片的圍海養(yǎng)殖活動(dòng)集中分布于灶兒港、七十二涇、龍門港附近海域，企沙、金鼓江附近海域主要為小型海灣“裁彎取直”形成的鹽田和養(yǎng)殖池塘。

1989年后欽州灣岸線長(zhǎng)度開始急劇增加，31年間欽州灣岸線長(zhǎng)度增加了88.35 km，增幅達(dá)19.31%。其中，1989—2001年，欽州灣岸線變化強(qiáng)度最低，為0.24%，該階段圍墾灘涂養(yǎng)殖活動(dòng)在欽州灣沿岸分布較均勻。2001—2008年岸線變化強(qiáng)度達(dá)到最大，為1.81%，該階段欽州灣西海岸的部分近岸島嶼連島成陸，且填海強(qiáng)度上升，使得岸線長(zhǎng)度大幅增長(zhǎng)。2008—2020年圍填?；顒?dòng)在各個(gè)岸段均有分布，大面積填海主要為欽州港港口碼頭建設(shè)。

2.1.2 欽州灣岸線類型結(jié)構(gòu)及多樣性變化

近60年欽州灣各類岸線結(jié)構(gòu)存在顯著差異，自然岸線呈下降趨勢(shì)，人工岸線反之（圖1）。1960年欽州灣岸線以自然岸線為主，占比達(dá)72.41%。其中，淤泥質(zhì)岸線長(zhǎng)度占比最大，主要分于企沙港、龍門港附近海域（表5）；生物岸線次之，主要分布于龍門港、金鼓江沿岸海域；砂質(zhì)岸線占比為4.99%，主要集中分布于欽州灣西南岸段和三娘灣岸段；基巖岸線占比為3.27%，分布于金鼓江西南側(cè)岸段和烏雷岸段；河口岸線占比僅為0.38%，主要是茅嶺江、欽江、金鼓江、鹿耳環(huán)江等河口岸線。人工岸線占比為27.59%，集中分布于欽江、大欖江和茅嶺江附近岸段。2020年欽州灣人工岸線占比高達(dá)90.33%，自然岸線主要為分布于茅嶺江出?？诎抖蔚挠倌噘|(zhì)岸線和沙耙墩、三娘灣岸段的砂質(zhì)岸線。

表5 1960—2020年欽州灣不同類型岸線占比變化（%）

圖1 1960—2020年欽州灣岸線變化圖

6個(gè)時(shí)期的岸線數(shù)據(jù)顯示，欽州灣自然岸線所占比例不斷下降，由72.41%下降到9.67%，下降幅度達(dá)86%，自然岸線大類中的各類型岸線均有不同程度的減少。其中，淤泥質(zhì)岸線所占比例最大，減少量亦最大，縮減幅度近86%，研究期內(nèi)呈持續(xù)縮減的態(tài)勢(shì)；除河口岸線外，其他三類自然岸線占比在研究期內(nèi)波動(dòng)變化較大。生物岸線縮減幅度接近92%，基巖岸線縮減幅度超75%，砂質(zhì)岸線縮減幅度近66%。與自然岸線呈下降趨勢(shì)相反，研究區(qū)人工岸線增長(zhǎng)速度十分明顯，呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，從1960年的27.59%增長(zhǎng)到2020年的90.33%，增長(zhǎng)幅度超過200%。

此外，砂質(zhì)岸線、基巖岸線、生物岸線和淤泥質(zhì)岸線的長(zhǎng)度和段數(shù)均呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，表明這4類岸線主要轉(zhuǎn)化為人工岸線，總體呈下降趨勢(shì)；而人工岸線條數(shù)1960—1989年先增加，而后到2020年一直下降，說明在此期間，人工岸線不僅絕對(duì)長(zhǎng)度增加，而且內(nèi)部有所連片，主要以其他類向該類轉(zhuǎn)換為主，這主要是由海灣內(nèi)人工海堤、港口碼頭、圍墾養(yǎng)殖、圍海造地等人類社會(huì)活動(dòng)引起的。

1960年欽州灣大陸岸線多樣性指數(shù)為2.11，研究期間其多樣性指數(shù)呈現(xiàn)“上升—下降—上升”趨勢(shì)（表6）。1989年，欽州灣岸線多樣性指數(shù)增加至2.35，1989年之后，隨著人類對(duì)沿岸資源開發(fā)利用的加速，岸線多樣性指數(shù)開始下降，2008年達(dá)到了1.73，2020年上升至1.93。說明自1960年來，欽州灣占比最大的淤泥質(zhì)岸線不斷減少，主要原因是淤泥質(zhì)岸線較多處于海灣內(nèi)，有利于圍墾和養(yǎng)殖，被大量開發(fā)為養(yǎng)殖池塘。人工岸線持續(xù)增長(zhǎng)，2020年占所有岸線百分比達(dá)到90.33%，岸線類型發(fā)展趨于單一化。

表6 1960—2020年欽州灣岸線多樣性變化

2.1.3 海岸線分形維數(shù)分析

研究期內(nèi)各岸段的海岸線分形維數(shù)回歸方程相關(guān)系數(shù)計(jì)算值R均在0.999以上，表明它們都具有極好的線性相關(guān)性，研究區(qū)各個(gè)時(shí)期各個(gè)岸段海岸線具有分形性質(zhì)。1960—2020年欽州灣大陸岸線分形維數(shù)為1.135 5～1.157 6，平均值為1.149 9。

從時(shí)間序列上看，1960—2020年欽州灣大陸岸線分形維數(shù)與岸線總長(zhǎng)度變化趨勢(shì)相一致，均呈現(xiàn)出先減小后上升的趨勢(shì)（圖2）。1960年欽州灣岸線分形維數(shù)為1.157 5，至1989年欽州灣岸線分形維數(shù)下降到1.135 5，整體降低1.90%；該時(shí)段岸線被“裁彎取直”和養(yǎng)殖岸線增加是導(dǎo)致岸線趨于平直，復(fù)雜程度下降，分維數(shù)降低的主要原因。1989—2020年欽州灣岸線分形維數(shù)從1.135 5增加至1.157 6，其中1989—2008年增幅最大，上升率達(dá)到1.93%；2020年分形維數(shù)達(dá)到最大值，為1.157 6。岸線曲折程度變化與岸線的利用程度不斷提高、岸線類型和形態(tài)的轉(zhuǎn)變有關(guān)。大量圍海養(yǎng)殖、圍海造陸、連島工程等使岸線總長(zhǎng)度增加，形狀更曲折，分形維數(shù)上升。

圖2 1960—2020年欽州灣岸線分形維數(shù)

本研究得到的分形維數(shù)均大于黎良財(cái)[23]、周相君等[24]對(duì)廣西大陸岸線平均分形維數(shù)的計(jì)算結(jié)果（分別是1.076 8、1.014），從幾何意義上表明，欽州灣岸線形狀較廣西整體岸線復(fù)雜。分析其原因，這種差異主要是由于欽州灣為山地型溺谷灣，相較于廣西整體，欽州灣地形破碎，港汊眾多，海岸線更曲折、復(fù)雜程度較高。而侯西勇等[48]研究結(jié)果表明，1960—2014年廣西大陸海岸線分形維數(shù)為1.15～1.20，時(shí)間上呈現(xiàn)出以1990年為節(jié)點(diǎn)，先降后升的趨勢(shì)，相較于本文欽州灣岸線分形維數(shù)變化趨勢(shì)相近。

2.1.4 海岸帶陸海格局的時(shí)空變化[3]

1960—2020年，欽州灣海岸帶總體呈現(xiàn)出陸進(jìn)海退的特點(diǎn)，陸地增加面積約91.00 km2。研究區(qū)在各階段都表現(xiàn)出向海擴(kuò)張的趨勢(shì)，欽州灣內(nèi)面積呈現(xiàn)逐年減小趨勢(shì)，從1960年的570.38 km2減小到2020年的479.38 km2，面積變化率為15.95%，陸地面積增長(zhǎng)主體為金鼓江兩側(cè)、欽州港、龍門島等岸段（圖3）。從時(shí)間序列來看，1960—1980年間欽州灣向陸推進(jìn)速度最慢，陸地面積平均每年增加64.33 km2，新增的斑塊大多較大、不規(guī)則，分布并無規(guī)律。主要分布于三塊田至大欖坪岸段、老虎墩附近岸段。2001年以前，欽州灣圍墾總規(guī)模較小，且分布較為零散，在欽州灣沿岸均有分布，以灘涂圍墾利用為主。

圖3 1960—2020年欽州灣海岸帶陸地?cái)U(kuò)張區(qū)域

2001—2008年是欽州灣岸線向海推進(jìn)速度最快的階段（表7）。在此期間，欽州灣海岸帶陸地面積增加了21.61 km2，向海推進(jìn)速度達(dá)3.09 km2/a。2008—2020欽州灣新增圍填海規(guī)模進(jìn)一步增大，此階段欽州灣海岸帶陸地面積增加了36.81 km2，占近60年增加總量的40.45%。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)急需用地，此階段出現(xiàn)了大量的填海造地經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，用以建設(shè)港口、碼頭、工業(yè)園區(qū)和沿海公路等。2018年僅欽州保稅港區(qū)建立了11個(gè)碼頭泊位，完成9.51 km2的填海造地。在“集中集約用?！闭叩挠绊懴?，變化區(qū)域主要集中在金鼓江兩側(cè)、大欖坪岸段。

表7 1960—2020年欽州灣海岸帶陸地增加面積統(tǒng)計(jì)

2.2 海岸線開發(fā)利用格局評(píng)價(jià)

2.2.1 海岸線人工化指數(shù)評(píng)價(jià)

通過計(jì)算得到研究期間欽州灣岸線人工化指數(shù)（表8）。研究期間，岸線人工化指數(shù)呈上升趨勢(shì)，1960年指數(shù)為27.59%，至2020年增至90.33%，增加了近兩倍。早期，欽州灣岸線開發(fā)活動(dòng)較少，人工指數(shù)上升較緩慢；后期，隨著高強(qiáng)度的圍灘造地進(jìn)行港口、城鎮(zhèn)及工業(yè)岸線的開發(fā)而迅速上升。

表8 1960—2020年欽州灣岸線人工化指數(shù)

2.2.2 海岸線開發(fā)利用主體度評(píng)價(jià)

欽州灣岸線總體開發(fā)利用主體度（表9）表現(xiàn)為三元結(jié)構(gòu)主體向單一主體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。1960—1989年，欽州灣岸線為三元結(jié)構(gòu)，主要為淤泥質(zhì)岸線、生物岸線和圍塘堤壩岸線；1989—2020年，欽州灣岸線開發(fā)利用主體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐試恋虊伟毒€為主體的單一主體結(jié)構(gòu)。研究期間，自然岸線不斷向人工岸線轉(zhuǎn)換，淤泥質(zhì)岸線轉(zhuǎn)換量最大，其次是生物岸線，其主體度分別從1960年的34.34%、29.24%不斷降低至2020年的4.68%、2.28%。

表9 欽州灣岸線主體類型及主體度

2.2.3 海岸線開發(fā)利用強(qiáng)度評(píng)價(jià)

近60年來，欽州灣岸線開發(fā)利用強(qiáng)度不斷提高，由11.61%持續(xù)增加至47.84%，增長(zhǎng)率達(dá)312%（表10）。其中，1980—1989年，開發(fā)強(qiáng)度指數(shù)上升最快，其次是2008—2020年，而1960—1980年速度最小；岸線開發(fā)利用變化主要集中于龍門附近海島、金鼓江兩側(cè)、灶兒港等海灣較平坦區(qū)域。

表10 欽州灣岸線開發(fā)利用強(qiáng)度指數(shù)

3 討論

3.1 岸線變化驅(qū)動(dòng)因素分析

不同時(shí)期各種人為活動(dòng)對(duì)海岸線空間分布的影響，反映了不同歷史時(shí)期區(qū)域政策導(dǎo)向、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和公眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)水平。隨著欽州灣周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大規(guī)模圍填?；顒?dòng)造成欽州灣濱海濕地大面積減少，自然岸線銳減。改變欽州灣岸線空間位置、類型及形態(tài)原因主要有兩個(gè)方面，一是海岸的自然侵蝕和淤積作用引起的自然岸線位置變化，二是圍海養(yǎng)殖、鹽田建設(shè)、港口碼頭建設(shè)、防護(hù)堤建設(shè)、旅游開發(fā)和沿海城鎮(zhèn)化建設(shè)等人類活動(dòng)引起的人工岸線變化。人類活動(dòng)是近60年來欽州灣岸線變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。人類為滿足自身需求，不斷改造地表環(huán)境，岸線開發(fā)強(qiáng)度持續(xù)加大。其中人口增長(zhǎng)是主要原因之一，一方面人口增長(zhǎng)導(dǎo)致物質(zhì)需求增加，沿海漁民為了提高養(yǎng)殖產(chǎn)量，在技術(shù)水平和生產(chǎn)率無法得到快速提升的情況下，只能被迫圍墾養(yǎng)殖，這就導(dǎo)致沿海灘涂和有林地等利用類型的減少；另一方面城市人口的增長(zhǎng)必然導(dǎo)致建設(shè)用地面積的增加，相應(yīng)的會(huì)占用濱海濕地面積。

2008年1月16日，國(guó)家批準(zhǔn)實(shí)施《廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展規(guī)劃》。同年5月，國(guó)務(wù)院正式批復(fù)同意設(shè)立廣西欽州保稅港區(qū)，成為我國(guó)西部地區(qū)唯一的保稅港區(qū)，同時(shí)極大地促進(jìn)了欽州沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。2005—2020年的人口和地區(qū)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明（表11），欽州市人口從174.65萬人增加到417.88萬人，凈增73.87萬人，增長(zhǎng)了21.47%，年均增長(zhǎng)1.43%。而欽州市地區(qū)生產(chǎn)總值從174.65億元上升到1 387.96億元，接近翻了三番，年均增長(zhǎng)80.89億元。一方面，人口增長(zhǎng)導(dǎo)致物質(zhì)需求的增加。為了提高水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量，沿海漁民在其技術(shù)水平和生產(chǎn)力無法迅速提高時(shí)只能圍海養(yǎng)殖，從而導(dǎo)致海岸帶呈現(xiàn)出陸進(jìn)海退的特點(diǎn)；另一方面，城市人口的增長(zhǎng)必然導(dǎo)致建設(shè)用地需求增加，這產(chǎn)生了大量的圍海造地、港口碼頭的建設(shè)。總體而言，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)和政策導(dǎo)向等因素共同推動(dòng)了欽州灣地區(qū)圍填海工程的快速發(fā)展，是驅(qū)動(dòng)海岸線持續(xù)向海推進(jìn)的主要因素。

表11 欽州市2005—2020年人口和地區(qū)生產(chǎn)總值統(tǒng)計(jì)

國(guó)內(nèi)很多研究結(jié)果表明，隨著中國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，沿海地區(qū)開發(fā)利用活動(dòng)的規(guī)模和強(qiáng)度迅速擴(kuò)大。人類對(duì)海洋無序、粗放式大規(guī)模開發(fā)，導(dǎo)致自然岸線的比例持續(xù)下降，岸線類型和形態(tài)趨向單一化[21，46-48]。

本文研究結(jié)果與前人研究結(jié)果趨于一致，表明欽州灣岸線變化與我國(guó)沿海岸線變化具有相似性，也說明隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，自然岸線占比降低，岸線開發(fā)利用強(qiáng)度增大是全國(guó)性的發(fā)展趨勢(shì)。盡管國(guó)務(wù)院已發(fā)文要求嚴(yán)控新增圍填海造地，但長(zhǎng)期以來大規(guī)模開發(fā)活動(dòng)引起岸線結(jié)構(gòu)、生態(tài)功能急劇變化，濱海濕地大面積喪失，給沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和岸線資源的合理利用帶來巨大壓力。嚴(yán)格貫徹落實(shí)國(guó)家關(guān)于海域海島及海洋生態(tài)環(huán)境的各項(xiàng)管理要求，統(tǒng)籌規(guī)劃海岸線開發(fā)利用與保護(hù)，科學(xué)配置海洋空間資源，提升海域、海岸線使用的效率和效益，整治修復(fù)海灣岸線，從而促進(jìn)欽州灣陸海統(tǒng)籌、人海和諧、綠色發(fā)展的海洋空間開發(fā)新格局的構(gòu)建，加快推進(jìn)海洋強(qiáng)區(qū)建設(shè)。

3.2 岸線提取方法適用性

海岸線應(yīng)為平均大潮高潮線，本文以不影響對(duì)岸線資源開發(fā)利用特征分析為原則，以提取的水邊線作為海岸線進(jìn)行分析。理論上，應(yīng)在提取水邊線的基礎(chǔ)上進(jìn)行潮位校正，提取出真正意義上的海岸線。但由于研究時(shí)間尺度大，所采用的遙感影像和航空?qǐng)D像數(shù)據(jù)類型較多，無法保證其成像時(shí)刻的潮位相同，航空?qǐng)D像拍攝歷時(shí)較長(zhǎng)，潮位相差更大，而且1960年、1980年和1989年無法查詢到潮位信息，做潮位校正極其困難。另外，考慮到本文研究區(qū)域范圍較大，海岸帶的高分辨率歷史影像數(shù)據(jù)缺乏，不同海岸地貌的海岸線在影像上的解譯標(biāo)志與提取方法存在差異，應(yīng)根據(jù)研究目的和各自的特點(diǎn)選擇最優(yōu)的提取方法。

受時(shí)間和數(shù)據(jù)獲取手段限制，本文未能統(tǒng)一數(shù)據(jù)來源，可能造成提取的岸線信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果與實(shí)際情況存在略有偏差，但總體上，本文研究結(jié)果能真實(shí)反映近60年來欽州灣海岸線時(shí)空變遷的規(guī)模和趨勢(shì)，以及岸線開發(fā)利用現(xiàn)狀。

4 結(jié)論

本文提取了廣西欽州灣1960—2020年間6期海岸線位置信息的提取，對(duì)其時(shí)空演變特征進(jìn)行了分析，綜合評(píng)價(jià)了岸線開發(fā)利用格局，為海岸帶地區(qū)相關(guān)發(fā)展規(guī)劃提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，對(duì)海岸帶可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，主要研究結(jié)論如下。

（1）欽州灣岸線類型豐富，結(jié)構(gòu)曲折復(fù)雜。1960—2020年岸線總長(zhǎng)度以1989年為節(jié)點(diǎn)，呈現(xiàn)先減后增的態(tài)勢(shì)。

（2）研究期內(nèi)欽州灣岸線開發(fā)利用強(qiáng)度持續(xù)增強(qiáng)，海岸帶總體呈現(xiàn)出陸進(jìn)海退的特點(diǎn)，岸線人工化指數(shù)不斷上升、多樣性指數(shù)不斷降低、岸線主體結(jié)構(gòu)由三元主體模式轉(zhuǎn)變?yōu)閱我恢黧w模式。

（3）經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增加和政策支持等因素是欽州灣海岸帶區(qū)域景觀格局不斷變化的驅(qū)動(dòng)因素。