黎樹式，黃　鵠，戴志軍，葛振鵬，魏　穩(wěn)，勞燕玲

(1.華東師范大學(xué) 河口海岸學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200062；2廣西師范學(xué)院 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；3.欽州學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院，廣西 欽州535099)

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廣西海島岸線資源空間分布特征及其利用模式研究*

黎樹式1,2，黃鵠3，戴志軍1*，葛振鵬1，魏穩(wěn)1，勞燕玲3

(1.華東師范大學(xué) 河口海岸學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200062；2廣西師范學(xué)院 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；3.欽州學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院，廣西 欽州535099)

海島的可持續(xù)發(fā)展關(guān)乎海洋生態(tài)平衡、海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全。海島岸線空間資源是海島開發(fā)利用價(jià)值的核心內(nèi)容之一。本文基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分析法，分析廣西646個(gè)海島的岸線長(zhǎng)度、岸線系數(shù)及岸線空間資源利用模式。結(jié)果表明：1)廣西海島岸線長(zhǎng)度小，大部分海島的岸線長(zhǎng)度小于2 000 m，可利用岸線資源貧乏。2)岸線系數(shù)超過0.2的海島僅占海島總數(shù)的5%，大部分海島的岸線空間利用價(jià)值不大。3)廣西海島岸線資源利用可分為4個(gè)模態(tài)，其中第一模態(tài)反映了岸線資源利用為特征的主要模態(tài)，相關(guān)指標(biāo)包括三通一平、近陸距離、海島面積、海島侵蝕能力；第二模態(tài)仍是表征岸線資源利用為主的模態(tài)，但指標(biāo)主要包括最高點(diǎn)高程和海島侵蝕能力；第三、四模態(tài)是海島以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為主的次要模態(tài)，包括植被覆蓋、最高點(diǎn)高程兩個(gè)主要指標(biāo)。

岸線資源；海島；廣西；經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)

海島是維護(hù)海洋生態(tài)平衡、壯大海洋經(jīng)濟(jì)和保障國(guó)家安全的重要平臺(tái)。在全球變暖、海平面上升影響下，海島的自然災(zāi)害頻發(fā)、極端事件增加，加之當(dāng)前劇烈人類活動(dòng)的作用，海島的穩(wěn)定性變差，其生態(tài)環(huán)境存在諸多風(fēng)險(xiǎn)因素，海島資源尤其是岸線的持續(xù)利用和未來(lái)發(fā)展越來(lái)越受到學(xué)者們關(guān)注[1-2]。

海島岸線資源是國(guó)土資源的重要組成部分。隨著開發(fā)和利用活動(dòng)的增加，海島可利用的岸線資源不斷減少。海島岸線資源的利用和開發(fā)作為海島資源價(jià)值的重要體現(xiàn)，如何利用、利用的狀態(tài)等相繼引起國(guó)內(nèi)外較多學(xué)者們的廣泛關(guān)注[3-4]。然而，到目前為止，關(guān)于岸線資源的研究，國(guó)內(nèi)大多集中在海岸線、內(nèi)河岸線、港口岸線的適宜性評(píng)價(jià)、價(jià)值評(píng)估等方面[5-8]，研究區(qū)域主要集中在長(zhǎng)江中下游和沿海港口城市。涉及海灣、海島岸線資源的研究多聚焦在岸線分維、有償使用和岸線變化等[9-12]內(nèi)容，成果不多。國(guó)外涉及海島岸線資源的研究主要體現(xiàn)在海島岸線變化、岸線侵蝕、岸線管理等領(lǐng)域[13-15]，涉及海島岸線空間資源利用狀態(tài)和模式的內(nèi)容亦甚少。

廣西海島海岸帶是東南亞經(jīng)濟(jì)圈、華南經(jīng)濟(jì)圈和西南經(jīng)濟(jì)圈的結(jié)合部，是面向東盟的國(guó)際大通道，西南中南地區(qū)開放發(fā)展新的戰(zhàn)略支點(diǎn)，“一帶一路”有機(jī)銜接的重要門戶，戰(zhàn)略地位十分突出。同時(shí)，廣西北部灣區(qū)作為中國(guó)海島南海區(qū)的七大海區(qū)之一，海島的保護(hù)與開發(fā)關(guān)系南海生態(tài)環(huán)境保護(hù)與政治經(jīng)濟(jì)和軍事發(fā)展大局。但是，隨著海島海岸帶地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)海島的開發(fā)和利用需求日趨加強(qiáng)，炸島、岸線侵蝕、開發(fā)粗放無(wú)序和管理不嚴(yán)等問題不斷涌現(xiàn)。迫切需要對(duì)廣西海島岸線空間資源利用進(jìn)行定量評(píng)估，為海島的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展和軍事功能發(fā)展提供準(zhǔn)確詳實(shí)的決策參考。本文基于大量調(diào)查資料和實(shí)地勘察，通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，分析廣西海島岸線資源空間分布特征，采用EOF方法分析廣西海島岸線空間資源利用狀況及模式，為決策、規(guī)劃等部門提供決策參考，同時(shí)對(duì)我國(guó)南海戰(zhàn)略、未來(lái)中越交界的戰(zhàn)爭(zhēng)和權(quán)益之爭(zhēng)大有裨益。

1　研究區(qū)概況

廣西沿海地理位置(107°29′～110°20′E，20°58′～22°50′N)，區(qū)域面積2.036 1萬(wàn)km2，大陸海岸線長(zhǎng)1 628.59 km*廣西海洋局、廣西發(fā)展和改革委員會(huì).廣西壯族自治區(qū)海島保護(hù)規(guī)劃(2011-2020),2013.。廣西海島646個(gè)，其中北海市68個(gè)，防城港市284個(gè)，欽州市294個(gè)，海島總面積119.9 km2，2011年常住人口68 819人，其中北海市50 879人，防城港市1 376人，欽州市16 564人*中國(guó)海域海島標(biāo)準(zhǔn)名錄(廣西分冊(cè))編委會(huì).中國(guó)海域海島標(biāo)準(zhǔn)名錄(廣西分冊(cè)).，有14個(gè)有居民海島，2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)海島，無(wú)縣級(jí)海島，分布圖見圖1，為突出顯示，圖中鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)海島不在有居民海島之列。最新的廣西海島普查數(shù)據(jù)顯示，廣西海島岸線長(zhǎng)度622.495 km②，較先前調(diào)查的數(shù)據(jù)588.371 km[10]增加了34.124 km，岸線長(zhǎng)度的增加可能與近期海島的直接開發(fā)利用有關(guān)，也可能與岸線提取方法差異或采用的海島基礎(chǔ)資料分辨率有關(guān)。目前廣西沿海已開發(fā)利用的岸線資源有：漁蒲島、筋溝墩島、大新圍島、中間村島，以及潿洲島的部分岸線[16]。

圖1　北部灣廣西海域海島分布圖Fig.1　Distribution of islets in the sea area around the Guangxi province

2數(shù)據(jù)與方法

2.1數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)主要來(lái)源：1)海島近陸距離、面積、岸線長(zhǎng)度、最高點(diǎn)高程、植被覆蓋以及海岸侵蝕系數(shù)等數(shù)據(jù)主要來(lái)源于國(guó)家在20世紀(jì)80年代組織的海岸調(diào)查和近期的“我國(guó)近海海洋綜合調(diào)查與評(píng)價(jià)”專項(xiàng)。本文通過和現(xiàn)有海島資源調(diào)查資料進(jìn)行比對(duì)，建立涉及海島岸線空間資源的指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)(表1)；2)收集和整理《廣西壯族自治區(qū)海島保護(hù)規(guī)劃(2011-2020年)》、《廣西統(tǒng)計(jì)年鑒》、《廣西海島志》、《潿洲島志》、《廣西海島資源綜合調(diào)查報(bào)告》和《廣西海洋功能區(qū)劃(2011-2020年)》等資料，獲取常住人口、GDP等經(jīng)濟(jì)社會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；3)在典型海島進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研基礎(chǔ)上，考慮到因開發(fā)利用岸線變化較大的海島，進(jìn)一步利用空間分辨率為2 m的高分1號(hào)衛(wèi)星影像(成像時(shí)間：2013-12)解譯潿洲島、七星島等面積大于10 km2的有居民海島。

2.2研究方法

2.2.1經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分析法

經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分析法(Empirical Orthogonal Function，EOF)是一種分析矩陣數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)特征，提取主要數(shù)據(jù)特征量的一種方法[17]。最早由統(tǒng)計(jì)學(xué)家Pearson在1902年提出，Lorenz在20世紀(jì)50年代首次將其引入氣象和氣候研究領(lǐng)域[18]。20世紀(jì)60年代至今，EOF方法主要應(yīng)用于氣象學(xué)、海洋學(xué)、資源科學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域[19]，但在海島岸線空間資源領(lǐng)域很少涉及。EOF方法可將隨時(shí)間變化的變量場(chǎng)分解為不隨時(shí)間變化的空間函數(shù)部分以及只依賴時(shí)間變化的時(shí)間函數(shù)部分，一般而言，前幾個(gè)主要EOF模態(tài)的累積貢獻(xiàn)率很高，可通過分析這些主要模態(tài)來(lái)獲取原變量的變化規(guī)律，從而對(duì)原變量場(chǎng)起到降維的作用[20]。

其方法和步驟一般為[17]

1)選定要分析的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，得到一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣Xm*n；

2)計(jì)算X與其轉(zhuǎn)置矩陣XT的交叉積，得到方陣：

(1)

3)計(jì)算方陣C的特征根和特征向量Vm*m；

4)計(jì)算主成分：將EOF投影到原始資料矩陣X上，就得到所有空間特征向量對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)(即主成分)：

(2)

式中，PC中每行數(shù)據(jù)就是對(duì)應(yīng)每個(gè)特征向量的時(shí)間系數(shù)；

5)顯著性檢驗(yàn)。

本文基于EOF方法分五大步驟分析廣西海島岸線空間資源的利用狀況：1)構(gòu)建廣西海島岸線空間資源利用指標(biāo)體系；2)原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，排除數(shù)量級(jí)、量綱不同帶來(lái)的影響；3)主成分模型構(gòu)建，計(jì)算反映海島岸線空間資源利用的主成分向量和得分；4)計(jì)算貢獻(xiàn)率>70%的作為主成分?jǐn)?shù)量的確定標(biāo)準(zhǔn)。因600多個(gè)廣西海島岸線空間資源情況復(fù)雜多樣，故選擇70%作為標(biāo)準(zhǔn)；5)提出表征海島岸線空間資源利用狀況的模式。

2.2.2岸線提取方法

本文采用惲才興[21]和韓震等[11]提出的遙感解譯方法提取部分典型海島岸線，即通過對(duì)高分1號(hào)衛(wèi)星影像解譯，在實(shí)地勘測(cè)海岸坡度的基礎(chǔ)上，利用對(duì)應(yīng)成像時(shí)間的實(shí)測(cè)潮位資料，將從影像上提取瞬時(shí)水邊線糾正至平均高潮位時(shí)的水邊線，確定為海島的岸線，其技術(shù)路線如圖2。我們選擇典型海島(潿洲島、七星島)的高分1號(hào)影像解譯結(jié)果與先前海島數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示潿洲島和七星島的岸線長(zhǎng)度和面積數(shù)據(jù)相差不大。數(shù)據(jù)的增減可能與人類活動(dòng)譬如人工修建碼頭、圍填海等因素有關(guān)。

圖2　廣西海島岸線提取技術(shù)框架Fig.2　The technical framework for extracting island coastline around the Guangxi province

3　結(jié)果分析

3.1構(gòu)建海島岸線空間資源利用指標(biāo)體系

根據(jù)廣西海島發(fā)展的實(shí)際狀況，充分考慮數(shù)據(jù)獲取的科學(xué)性和可行性，在借鑒前人研究工作[19]的基礎(chǔ)上，選取了最高點(diǎn)高程、岸線長(zhǎng)度和近陸距離等11個(gè)指標(biāo)(表1)。常住人口數(shù)據(jù)由統(tǒng)計(jì)年鑒和現(xiàn)場(chǎng)走訪獲得。三通一平、植被覆蓋數(shù)據(jù)由專家打分統(tǒng)計(jì)獲得，最高點(diǎn)高程、岸線長(zhǎng)度、近陸距離、海島面積、海島緊湊度、岸線系數(shù)、海島侵蝕能力等指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)源于經(jīng)過潮位校正的遙感影像，解譯精度均達(dá)到82%以上。指標(biāo)解釋及其數(shù)據(jù)來(lái)源見表1。

表1　廣西海島岸線空間資源利用指標(biāo)體系

3.2海島岸線資源空間分布特征

岸線長(zhǎng)度的變化直接涉及到港口選址、岸線利用以及人類活動(dòng)的強(qiáng)度等，是評(píng)價(jià)海島岸線空間資源利用狀況的主要指標(biāo)。與我國(guó)其他省所轄海島比較，廣西絕大多數(shù)海島面積較小，岸線周長(zhǎng)大都小于20 000 m。岸線長(zhǎng)度超過500 m的海島有239個(gè)，僅占海島總數(shù)的37%。超過2 000 m有39個(gè)，占6.04%。超過20 000 m的有7個(gè)(表2，圖3)，主要包括欽州市的沙井島、西村島、龍門島，和北海市的南域圍、更樓圍、外沙島和潿洲島，都是有居民海島，大部分已經(jīng)開發(fā)利用，主要分布在欽州灣和南流江河口(圖4)。

表2 廣西海島岸線長(zhǎng)度和岸線系數(shù)分布特征

岸線系數(shù)超過0.1的海島有139個(gè)，占海島總數(shù)的21.52%，超過0.2的海島有34個(gè)，占海島總數(shù)的5.26%，即絕大部分海島的岸線系數(shù)小于0.2(表2和圖3)。超過0.3的有8個(gè)，主要包括欽州市的小雙連島、獨(dú)木墩、欖盆墩，防城港市的籠墩島、跳魚墩、一平嶺島，和北海市的中間草墩、中老屋地，它們主要分布在欽州灣、南流江河口和鐵山港(圖5)。

圖3　廣西海島岸線長(zhǎng)度與岸線系數(shù)分布變化特征Fig.3　Variations of shoreline length and coefficient of islands around the Guangxi province

圖4　岸線長(zhǎng)度超過2 000 m和20 000 m的海島分布圖Fig.4　Distribution of the islands with shoreline lengths over 2 000 mand 20 000 m, respectively

圖5　岸線系數(shù)超過0.5，0.3和0.2的海島分布圖Fig.5　Distributionof the islands with shoreline coefficient over 0.5, 0.3 and 0.2, respectively

3.3岸線空間資源利用的其他指標(biāo)分析

面積超過10 km2的海島有潿洲島、更樓圍、南域圍、沙井島、龍門島和西村島，其中潿洲島24.82 km2為面積最大海島，而其他海島面積都小于10 km2，占99%。常住人口前3位的分別為更樓圍、潿洲島和南域圍，其中更樓圍17 625人為人口最多海島。近陸距離超過30 km的有斜陽(yáng)島、豬仔島、潿洲島，分別為53.81，42.6，36.85 km，其他海島都小于10 km。海島緊湊度超過1的有海漆小墩島、橫嶺墩、三車嶺和東江旁島，其中海漆小墩島11.98為最高。海島開發(fā)潛在價(jià)值比較好的有外沙島、龍門島、西村島、團(tuán)和、南域圍、更樓圍、大茅嶺和沙井島。海漆小墩島的侵蝕能力最高0.73，其次是小六墩和小米碎。三通一平較好的一般是有居民島和近陸距離較短的海島，如潿洲島、麻藍(lán)島、西村島、七星島等。海島植被覆蓋方面，有355個(gè)海島都分布草叢、灌木和喬木，占海島總數(shù)的54.9%，整體來(lái)說(shuō)植被覆蓋率較高。

3.4基于EOF的海島岸線空間資源利用模式分析

如前所述，將指標(biāo)數(shù)據(jù)歸一化處理后計(jì)算預(yù)處理好的指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣的相關(guān)系數(shù)矩陣，再求相關(guān)系數(shù)矩陣的特征根和特征向量，最后根據(jù)確定好的方差貢獻(xiàn)率確定主成分模式。應(yīng)用EOF方法對(duì)廣西海島分析，結(jié)果見表3。根據(jù)North等[23]提出的計(jì)算特征根的誤差范圍來(lái)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果表明這4個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的特征向量存在顯著性差別具有物理意義，即可以包含海島岸線空間資源利用狀況的主要信息，因此選擇前4個(gè)特征向量(4個(gè)模式：第一模態(tài)、第二模態(tài)、第三模態(tài)和第四模態(tài))進(jìn)行分析。

表3　廣西海島岸線空間資源利用模式及其貢獻(xiàn)率

首先將以上分析獲得的四個(gè)模態(tài)進(jìn)行權(quán)重分析(圖6)，并進(jìn)一步分析模態(tài)的主要特征指標(biāo)及其涵義。圖6中，VC表示“植被覆蓋”，CL表示“三通一平”，RP表示“常住人口”，ND表示“近陸距離”，LC表示“岸線長(zhǎng)度”，HE表示“最高點(diǎn)高程”，AI表示“海島面積”，CR表示“海島緊湊度”，CC表示“海岸線系數(shù)”，CI表示“海島便利度”，DE表示“海島剝蝕度”。一般而言，通過利用主成分模型計(jì)算區(qū)域資源利用狀況或抽取有關(guān)主要信息，往往是2～3個(gè)模態(tài)。廣西海島岸線空間資源利用狀況由4個(gè)模態(tài)完成，說(shuō)明海島岸線空間資源利用的復(fù)雜性和多樣化[24]。

第一模態(tài)占廣西海島岸線空間資源利用進(jìn)程的32%貢獻(xiàn)率，主要貢獻(xiàn)指標(biāo)是三通一平、近陸距離、海島面積、海島侵蝕能力，權(quán)重都大于0.35(圖6a)。三通一平和海島面積表明，海島的通水電和通路的條件優(yōu)越，海島面積有一定規(guī)模，岸線空間資源的利用價(jià)值高。近陸距離則說(shuō)明，海島靠近大陸較近，海島岸線空間資源開發(fā)利用可能性大成本低。而海島侵蝕能力則是表明了海島岸線生態(tài)環(huán)境脆弱，岸線空間資源利用存在風(fēng)險(xiǎn)。以上4個(gè)指標(biāo)合起來(lái)反映了在第一模態(tài)下的海島岸線空間資源相對(duì)其他海島而言，是具有較好的開發(fā)利用價(jià)值，是今后海島旅游、港口碼頭等開發(fā)利用優(yōu)先考慮的對(duì)象。屬于此類海島的主要包括潿洲島、更樓圍、外沙島、龍門島、南域圍、西村島、沙井島、團(tuán)和、斜陽(yáng)島、七星島、簕溝墩、大茅嶺、針魚嶺、仙人井大嶺、洲墩、燒火墩大嶺、老鴉環(huán)島、舊屋地嶺、雞籠山、豬仔嶺、龍孔墩、大胖山、長(zhǎng)欖島、麻藍(lán)頭島、沙牛卜島、北風(fēng)腦島和落路東墩島等27個(gè)海島，主要分布在欽州灣的龍門群島，其次是防城港附近海域和南流江口海域海島(圖7)。

第二模態(tài)的貢獻(xiàn)率是16%(圖6b)，為廣西海島岸線空間資源利用狀況的第二主要反映。其中表征該模態(tài)的是最高點(diǎn)高程、常住人口、海島緊湊度、海島剝蝕能力，其中后三者為負(fù)值，前兩者權(quán)重不高，僅為0.2左右，后兩者則在0.6左右。盡管常住人口很少，但綜合考慮這4個(gè)貢獻(xiàn)指標(biāo)，其主要指標(biāo)為最高點(diǎn)高程和海島侵蝕能力?；诖耍四B(tài)下海島避風(fēng)條件和風(fēng)力發(fā)電潛力較高，且侵蝕度較弱，故海島岸線資源的港口、錨地等利用價(jià)值高。因而，在有一定岸線長(zhǎng)度可利用的狀態(tài)下，海島岸線空間資源的利用狀況僅次于第一類模態(tài)。屬于此類模態(tài)海島主要包括：三墩、大生雞墩、打鐵墩、亞公角島、茅嶺大墩、馬鞍墩島、黃泥溝嶺、螃蟹地、鬼仔坪島、北海大墩、大雞墩、外水墩、落路西墩島、山墩、北海涌、羅龐墩、西江頭、紅角、觀音墩和沙耙墩，共20個(gè)海島，主要分布在欽州灣內(nèi)灣，其次是南流江口和大風(fēng)江口(圖7)。

第三模態(tài)的貢獻(xiàn)率是14%(圖6c)，其主要特征性指標(biāo)為岸線系數(shù)、植被覆蓋、岸線長(zhǎng)度、最高點(diǎn)高程，其中后三者為負(fù)值，權(quán)重都在0.4左右。此模態(tài)下，海島岸線資源有一定的利用空間，但生態(tài)系統(tǒng)較單一、岸線長(zhǎng)度不長(zhǎng)、地勢(shì)不高等特點(diǎn)，一定程度上限制了海島岸線空間資源的開發(fā)利用。屬于此類模態(tài)的海島包括：跳魚墩、獨(dú)木墩、籠墩島、中間草墩、臥獅墩島、小雙連島、爛泥墩、長(zhǎng)石、白鶴墩等97個(gè)海島，沿海的欽州市、北海市和防城港市都有分布，但主要集中在欽州灣的龍門群島、江山半島的西岸和大風(fēng)江的內(nèi)側(cè)(圖7)。

第四模態(tài)占了12%(圖6d)，主要指示指標(biāo)為：植被覆蓋、常住人口、最高點(diǎn)高程和海島緊湊度，其中前兩者為負(fù)值。此類模態(tài)下的海島無(wú)人居住海島，盡管有較高的高程和緊湊度，但植被覆蓋度差，有一定的剝蝕度，生態(tài)環(huán)境脆弱是主要特征。屬于此類的海島主要包括剩余的502個(gè)海島，面積基本都小于0.1 km2，分別分布于廣西海域各海區(qū)，因海島數(shù)眾多，故未列于圖7。

綜合以上4類模態(tài)，從資源開發(fā)利用的角度，第一模態(tài)的海島是首選，其次是第二模態(tài)，依此類推。第一模態(tài)海島的岸線空間資源利用狀況優(yōu)于其他模態(tài)，即海島岸線資源利用首先要考慮第一模態(tài)海島。第三、四模態(tài)海島的岸線空間資源利用價(jià)值相對(duì)較低，以保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保持海域海島生物多樣性為主。

圖6　廣西海島岸線空間資源利用模態(tài)權(quán)重Fig.6　The mode weights of utilizing shoreline spacer sources of islands around the Guangxi province

圖7　第一、二、三模態(tài)海島分布圖Fig.7　Distribution of islands of the first, second, and third modes

4　討　論

4.1指標(biāo)分析

本文選取的11個(gè)海島岸線空間資源利用指標(biāo)，既包含了岸線長(zhǎng)度、常住人口、海島面積等一般性指標(biāo)，也包含了植被覆蓋、最高點(diǎn)高程、近陸距離、海島侵蝕能力、岸線系數(shù)、海島緊湊度、海島開發(fā)潛在價(jià)值等具有顯著地域特點(diǎn)的指標(biāo)。廣西海島地處屬于熱帶和亞熱帶氣候的北部灣北部海域，生物多樣性非常豐富，鑒于生物多樣性指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取有一定難度，選用植被覆蓋指標(biāo)不失為合適的選擇。海島緊湊度指標(biāo)可以作為海島形狀比較的良好方法，可較好突出廣西海島因地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成面積小且分布分散且易破碎的特點(diǎn)。海島開發(fā)潛在價(jià)值是針對(duì)廣西海島大多靠近大陸且岸線比較復(fù)雜而提出，它包含了海島岸線等本身優(yōu)勢(shì)和與大陸距離的雙重信息，海島侵蝕能力則是依據(jù)海島所處的強(qiáng)潮海岸、海平面上升影響較大海岸等可觀因素提出的，它是海島自然災(zāi)害評(píng)價(jià)的一個(gè)新指標(biāo)。綜上，此套海島岸線空間資源利用指標(biāo)可為其他區(qū)域海島岸線空間資源利用評(píng)價(jià)提供參考價(jià)值。然而，目前因數(shù)據(jù)收集難度大，指標(biāo)體系未能涵蓋生物多樣性、資源稟賦等重要內(nèi)容，須進(jìn)一步收集數(shù)據(jù)并加以研究。

4.2海島岸線資源的空間利用模式

討論4個(gè)模態(tài)的空間利用模式主要基于海島岸線空間資源的利用方式，如港口、錨地、旅游、國(guó)防、海水養(yǎng)殖、碼頭和保護(hù)區(qū)等。第一模態(tài)是廣西海島岸線空間資源利用的主要模態(tài)，這個(gè)模態(tài)下的海島因其基礎(chǔ)設(shè)施條件好，面積較大，大部分靠近大陸，區(qū)位獨(dú)特，岸線開發(fā)利用價(jià)值較高，大部分已被開發(fā)或即將被開發(fā)為港口、錨地、旅游景區(qū)、軍港和漁業(yè)碼頭等，如海島很大部分分布在欽州港、防城港和鐵山港附近海域，作為旅游景區(qū)的海島有潿洲島、斜陽(yáng)島、麻藍(lán)頭島等，作為漁業(yè)碼頭的海島有龍門島、西村島、七星島、沙井島等，龍門島就是一個(gè)軍港所在地。此模式海島可歸納為集港口、碼頭、旅游、漁業(yè)于一體的“綜合開發(fā)利用”模式[17]。第二模態(tài)海島的特點(diǎn)是港口和碼頭利用價(jià)值高，主要分布在欽州港和防城港和南流江口，可歸納為后備開發(fā)利用的“港口碼頭型海島”發(fā)展模態(tài)。如前所述，第三、四模態(tài)建議為“生態(tài)環(huán)境保護(hù)型海島”發(fā)展模式。

4.3海島岸線空間資源的適應(yīng)性管理

海島岸線空間資源是不可再生的稀缺資源，如何有效管理已經(jīng)開發(fā)利用、即將開發(fā)利用和尚未開發(fā)利用的岸線空間資源，成為學(xué)者和管理者們必須解決的課題。適應(yīng)性管理是20世紀(jì)60年代末Holling和Walters提出的[25]，旨在克服靜態(tài)評(píng)價(jià)和環(huán)境管理的局限，通過對(duì)全體的管理，促進(jìn)其學(xué)習(xí)和自身提高而增強(qiáng)有效適應(yīng)不確定性的方式。海島岸線空間資源的適應(yīng)性管理是根據(jù)岸線資源利用的復(fù)雜性和不確定性，不斷在管理實(shí)踐中學(xué)習(xí)和總結(jié)，最終實(shí)現(xiàn)岸線空間資源的全程有效的動(dòng)態(tài)管理過程。廣西海島岸線資源零碎而分散，且管理水平不高，管理難度較大，但可以通過借鑒和學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外其他海域海島岸線空間資源的先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)。在充分認(rèn)識(shí)全球氣候變化、海平面上升等自然因素和高強(qiáng)度人類活動(dòng)對(duì)岸線空間資源利用影響的多樣性、復(fù)雜性和不確定性基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮“后發(fā)優(yōu)勢(shì)”，從而可避免和逐步解決區(qū)域海島生態(tài)環(huán)境保護(hù)不力和開發(fā)利用無(wú)序的發(fā)展難題。

5　結(jié)　論

海島在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)保護(hù)和國(guó)家領(lǐng)土安全等方面的重要意義不言而喻。位于南海北部、北部灣北端的廣西海島區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，是“一帶一路”有機(jī)銜接的重要門戶。該區(qū)域海島的開發(fā)利用與保護(hù)直接關(guān)乎我國(guó)在東盟區(qū)域的戰(zhàn)略布局，對(duì)我國(guó)大西南沿海的開發(fā)有著舉足輕重的地位。本文基于詳實(shí)的基礎(chǔ)資料和實(shí)地勘查，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和EOF分析方法分析了廣西海島的岸線資源變化和利用模式，主要結(jié)果包括：

1)廣西海島岸線長(zhǎng)度小，可利用岸線空間資源貧乏，其中岸線長(zhǎng)度超過500 m的海島僅占海島總數(shù)的37%，超過2 000 m的海島占6%，即絕大部分海島的岸線長(zhǎng)度小于2 000 m；

2)絕大部分海島的岸線空間利用價(jià)值不大，岸線系數(shù)指標(biāo)超過0.1的海島約占海島總數(shù)的21%，超過0.2的海島占海島總數(shù)的5%；

3)廣西海島岸線空間資源的利用可分為4個(gè)模態(tài)，依次為：反映岸線空間資源為主的第一模態(tài)和第二模態(tài)，其中表征前者的主要貢獻(xiàn)指標(biāo)為三通一平、近陸距離、海島面積、海島侵蝕能力，屬于該模式的海島主要包括潿洲島、更樓圍和外沙島等；反映后者的主要指標(biāo)是最高點(diǎn)高程和海島剝蝕能力，屬于該模式的海島主要有三墩、大生雞墩和打鐵墩等。此外，第三、四模態(tài)主要反映了生態(tài)環(huán)境保護(hù)為主的海島，相關(guān)指標(biāo)包括：植被覆蓋、最高點(diǎn)高程兩個(gè)主要指標(biāo)，屬于該模式的海島主要為面積小于0.1 km2的海島。

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Research on Spatial Distribution Characteristics and Utilization Modes for Coastline Resources of Guangxi islands

LI Shu-shi1,2, HUANG Hu3, DAI Zhi-jun1, GE Zhen-peng1, WEI Wen1, LAO Yan-ling3

(1.TheStateKeyLaboratoryofEstuarineandCoastalResearch,EastChinaNormalUniversity,Shanghai 200062, China;2.KeyLaboratoryofEnvironmentChangeandResourcesUseinBeibuGulfMinistryofEducation, Guangxi Teachers Education University, Nanning 530001, China; 3.SchoolofResourcesandEnvironmentofQinzhouUniversity,Qinzhou 535099, China)

The sustainable development of islands is essential to oceanic ecological balance, marine economic development and national security. Utilizing resources along island's coastline is one of the key aspects for the development of islands. In this study, length of coastline, coefficient of coastline and mode of resources utility for 646 islands in Guangxi province were analyzed by using the methods of mathematical statistics and empirical orthogonal function. The results showed that: 1) coastline length for most islands are less than 2 000 m, and therefore available resources along the coastline are limited; 2) islands with coastline coefficient over 0.2 only account for 5% of the total ones, which constrain the utilization of coastline; and 3)the utilization of coastline can be divided into the following four modes. The first mode, characterized by three supplies and leveling, landward distance, island size and island erosion capability, is the main mode of coastline utilization. The second mode also works on coastal resources utilization, which, however, is dominated by the altitude of the highest point and island erosion capability. In addition, the third and fourth modes are minor modes, dominated by ecological environmental protection including two main indicators such as taking vegetation cover and the altitude of the highest point.

coastline resources; island; Guangxi; empirical orthogonal function

March 12,2015

2015-03-12資助項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——北部灣北部強(qiáng)潮海灘動(dòng)力地貌過程(41376097)；北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目——北部灣廣西海域海島岸線資源可持續(xù)利用研究(2014BGERLKF04)；廣西北部灣海洋生物多樣性養(yǎng)護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主項(xiàng)目——?dú)J州灣大面積圍填海對(duì)生物多樣性的影響(2015ZA01)

黎樹式(1980-)，男，廣西南寧人，副教授，博士研究生，主要從事海洋環(huán)境、海岸帶管理方面研究.E-mail:lishushi120@163.com

戴志軍(1973-)，男，湖南邵陽(yáng)人，教授，博士，主要從事河口海岸動(dòng)力沉積與動(dòng)力地貌、流域-海岸陸海相互作用等方面研究.E-mail：zjdai@sklec.ecnu.edu.cn

(陳靖編輯)

P74

A

1671-6647(2016)03-0437-12

10.3969/j.issn.1671-6647.2016.03.014