葉夢(mèng)姚,李加林*,史小麗，劉永超,姜憶湄,史作琦

(1. 寧波大學(xué) 城市科學(xué)系，浙江 寧波 315211； 2. 浙江省海洋文化與經(jīng)濟(jì)研究中心，浙江 寧波 315211；3.寧波大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部，浙江 寧波 315211)

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人工岸線(xiàn)建設(shè)對(duì)浙江大陸海岸線(xiàn)格局的影響

葉夢(mèng)姚1,2,李加林*1,2,史小麗3，劉永超1,姜憶湄1,史作琦1

(1. 寧波大學(xué) 城市科學(xué)系，浙江 寧波 315211； 2. 浙江省海洋文化與經(jīng)濟(jì)研究中心，浙江 寧波 315211；3.寧波大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部，浙江 寧波 315211)

海岸人工地貌建設(shè)是沿海國(guó)家開(kāi)發(fā)利用海岸帶資源的重要方式，海岸人工岸線(xiàn)的形成改變了自然岸線(xiàn)的格局，并影響著岸線(xiàn)的自然演替規(guī)律。基于1990，2000和2010年3期TM遙感影像，提取不同時(shí)相的浙江省大陸海岸線(xiàn)信息，對(duì)浙江大陸海岸線(xiàn)類(lèi)型構(gòu)成及人工岸線(xiàn)建設(shè)對(duì)岸線(xiàn)格局的影響進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：(1)受人類(lèi)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的影響，近20 a來(lái)浙江大陸海岸格局以人工岸線(xiàn)不斷增長(zhǎng)為特征；(2)不同岸段的人工岸線(xiàn)增長(zhǎng)速度有明顯差異，以杭州灣、三門(mén)灣及臺(tái)州灣沿岸岸線(xiàn)變化最為顯著；(3)20 a間，浙江大陸岸線(xiàn)整體向海推進(jìn)趨勢(shì)明顯，僅少數(shù)岸線(xiàn)發(fā)生了海岸蝕退；(4)人工岸線(xiàn)的建設(shè)通過(guò)對(duì)自然岸線(xiàn)的截彎取直，縮短了自然岸線(xiàn)的長(zhǎng)度，降低了自然岸線(xiàn)的曲折度，卻使浙江省大陸海岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)不斷增加。

人工岸線(xiàn)；海岸線(xiàn)格局；海岸線(xiàn)變遷；海岸地貌

0　引言

在海岸帶開(kāi)發(fā)的熱潮下，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然岸線(xiàn)及海岸自然地貌的影響已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)自然營(yíng)力的作用。其中，海岸人工地貌建設(shè)作為最直接的一種人類(lèi)活動(dòng)方式，其對(duì)自然岸線(xiàn)造成的影響逐漸成為了研究的重點(diǎn)和焦點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，相關(guān)研究主要包括3個(gè)方面，一是基于不同時(shí)間維度和不同分辨率的遙感影像對(duì)海岸線(xiàn)變遷的監(jiān)測(cè)分析[1-4],其中較多對(duì)海岸線(xiàn)變遷特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析[5-6]；二是海岸線(xiàn)變遷的影響因素分析，特別是圍填海、養(yǎng)殖及鹽田等人工岸線(xiàn)建設(shè)對(duì)自然岸線(xiàn)演化的影響[7-10]；三是岸線(xiàn)變遷的規(guī)律及變化趨勢(shì)模擬研究[11-14]。盡管關(guān)于人工岸線(xiàn)的相關(guān)研究已取得了比較豐富的成果，但現(xiàn)有研究大多將人為活動(dòng)作為岸線(xiàn)變遷的主要驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析，而采用定量化指標(biāo)來(lái)系統(tǒng)分析人工岸線(xiàn)的變遷過(guò)程，及其對(duì)海岸線(xiàn)格局的影響研究較少[15-16]。

浙江省位于中國(guó)大陸岸線(xiàn)東南沿海，大陸岸線(xiàn)漫長(zhǎng)而曲折，總長(zhǎng)度近1 840 km，占全國(guó)的1/10(圖1)。浙江省海岸帶開(kāi)發(fā)歷史悠久，新中國(guó)成立后，浙江省有4次大規(guī)模的海岸帶開(kāi)發(fā)熱潮[17]。海岸帶開(kāi)發(fā)為浙江省提供了廣闊的生存空間和發(fā)展空間，也對(duì)大陸海岸線(xiàn)的格局產(chǎn)生了深刻影響。本研究擬基于多時(shí)相TM影像，提取浙江省大陸海岸線(xiàn)，分析其類(lèi)型構(gòu)成及變遷，并探討人工岸線(xiàn)建設(shè)對(duì)海岸線(xiàn)長(zhǎng)度、岸線(xiàn)曲折度、類(lèi)型多樣性等格局特征的影響，為海岸帶的可持續(xù)利用與有效管理提供科學(xué)借鑒。

圖1　浙江省沿海地級(jí)市分布圖Fig.1　Distribution chart of coastal citiesin Zhejiang Province

1　研究方法

1.1數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

海岸線(xiàn)一般是指平均大潮高潮位的海陸分界線(xiàn)。由于利用數(shù)字影像提取的海岸線(xiàn)都是瞬時(shí)水邊線(xiàn)，水邊線(xiàn)的位置受潮起潮落及衛(wèi)星過(guò)境時(shí)間的影響較大，與實(shí)際的海岸線(xiàn)位置存在一定的差異。本文通過(guò)遙感影像和數(shù)字高程模型(digital elevation model，DEM)，結(jié)合浙江沿海的驗(yàn)潮站潮位資料，利用潮汐模型中的調(diào)和分析對(duì)遙感影像提取的水邊線(xiàn)進(jìn)行校正，并運(yùn)用ArcGIS工具設(shè)置不同的閾值進(jìn)行誤差消除處理，盡可能地除去潮汐的影響，得到正確海岸線(xiàn)的位置[18]。

本研究以浙江省海岸線(xiàn)1990，2000和2010年3個(gè)時(shí)期的TM遙感影像為數(shù)據(jù)源，影像資料在海岸線(xiàn)區(qū)域均無(wú)云霧遮擋，海陸界限清晰，有利于人機(jī)交互解譯過(guò)程中海岸線(xiàn)的提取，盡可能減小誤差，提高提取精度。所用影像均來(lái)源于美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)網(wǎng)站，分辨率為30 m，每年選取3景影像，軌道號(hào)分別為118-39、118-40以及118-41(表1)。

表1　遙感數(shù)據(jù)信息表

此外，還利用了研究區(qū)行政區(qū)劃圖、地形圖以及谷歌地球等輔助參考資料，并通過(guò)實(shí)地調(diào)查獲取研究區(qū)地貌類(lèi)型資料，對(duì)目視解譯提取的岸線(xiàn)信息進(jìn)行修正，以提高岸線(xiàn)信息的精度。

利用ENVI 5.0軟件，對(duì)遙感影像進(jìn)行輻射校正、幾何糾正、假彩色拼接及圖像剪裁等預(yù)處理工作，參照已有的不同類(lèi)型海岸線(xiàn)解譯標(biāo)志和提取方法[19]，對(duì)3期遙感影像進(jìn)行人機(jī)交互解譯，得到不同時(shí)相的浙江省大陸岸線(xiàn)信息，最后利用ArcGIS 10.2對(duì)岸線(xiàn)信息進(jìn)行分析處理以及繪制專(zhuān)題圖。

1.2海岸線(xiàn)分類(lèi)

根據(jù)浙江省大陸岸線(xiàn)類(lèi)型特征并參考國(guó)家海岸基本功能區(qū)劃的類(lèi)型，將浙江省的大陸岸線(xiàn)劃分為自然岸線(xiàn)和人工岸線(xiàn)兩大類(lèi)，并分別對(duì)兩大岸線(xiàn)類(lèi)型進(jìn)行了具體分類(lèi)(表2)。

表2　浙江省海岸線(xiàn)分類(lèi)表

注：本文所指淤泥質(zhì)海岸包括兩類(lèi)，一類(lèi)是保持自然狀態(tài)的未開(kāi)發(fā)的淤泥質(zhì)海岸；另一類(lèi)指淤泥質(zhì)海岸人工匡圍后，在若干年后堤外已重新淤積發(fā)育成淤泥質(zhì)岸灘，并具有其所有生態(tài)系統(tǒng)功能的海岸。

利用上述的數(shù)據(jù)和方法，提取了1990，2000和2010年3個(gè)時(shí)期的大陸岸線(xiàn)及其類(lèi)型分布信息如圖2所示。

圖2　1990，2000和2010年浙江省3期海岸線(xiàn)類(lèi)型分布圖Fig.2　The distribution map of the coastline typesin Zhejiang Province in 1990, 2000 and 2010

2　結(jié)果分析

2.1海岸線(xiàn)類(lèi)型的特征及分布

結(jié)合圖2和表3可知，浙江省的自然海岸以基巖

海岸為主，主要分布于寧波市、臺(tái)州市以及溫州市，基巖海岸由堅(jiān)硬的巖石組成，岸線(xiàn)曲折且坡度較陡。砂礫質(zhì)岸線(xiàn)由基巖海岸侵蝕和崩塌下來(lái)的物質(zhì)堆積而成，浙江省的砂礫質(zhì)海岸所占比例不大，長(zhǎng)度一般也較短，約占岸線(xiàn)總長(zhǎng)的1%～2%，主要伴隨基巖岸線(xiàn)分布。淤泥質(zhì)岸線(xiàn)是由眾多入海河流帶來(lái)的泥沙等陸源物質(zhì)堆積而成的，浙江位于長(zhǎng)江南部，長(zhǎng)江入海的泥沙沿浙江省近岸向南移動(dòng)，形成了豐富的淤泥質(zhì)岸灘，主要分布于杭州灣南岸、三門(mén)灣及椒江口等岸段。而河口岸線(xiàn)主要分布在各河流入海處。

人工岸線(xiàn)建設(shè)的范圍極為廣泛，在海岸帶上圍海進(jìn)行的養(yǎng)殖、鹽田、耕地、工業(yè)建設(shè)等項(xiàng)目均屬于人工海岸建設(shè)的范圍。人工岸線(xiàn)以建設(shè)岸線(xiàn)和養(yǎng)殖岸線(xiàn)為主，多分布于人口密集且經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的河口地區(qū)或者易于開(kāi)發(fā)的平原海岸地區(qū)。浙江省養(yǎng)殖岸線(xiàn)遍布于浙江海岸，豐富的灘涂資源為近海養(yǎng)殖的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)，至2010年，養(yǎng)殖海岸所占的比例已達(dá)到近20%。而鹽田岸線(xiàn)主要分布在寧波市和溫州市，所占比例總體不大，約為2%。另外，浙江省的港口岸線(xiàn)主要分布于杭州灣以南沿岸地區(qū)，港口岸線(xiàn)建設(shè)也不斷向沿海各岸段延伸，至2010年，港口岸線(xiàn)所占比例也逼近10%。由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，便利的交通成為帶動(dòng)海岸帶發(fā)展的有利條件，城鎮(zhèn)、工業(yè)等建設(shè)工程也有向海岸發(fā)展的趨勢(shì)，建設(shè)岸線(xiàn)所占比例至2010年已達(dá)到19.87%。

表3　1990，2000和2010年浙江省各類(lèi)型岸線(xiàn)長(zhǎng)度及其比率

2.2海岸線(xiàn)長(zhǎng)度變遷

由表3可知，20 a間，浙江省的海岸人工化比例明顯上升，1990年浙江省的人工岸線(xiàn)長(zhǎng)度為1 172.45 km，占整體岸線(xiàn)長(zhǎng)度的56.19%，經(jīng)過(guò)20 a的不斷開(kāi)發(fā)，截至2010年，浙江省人工岸線(xiàn)的總長(zhǎng)度達(dá)到了1 291.04 km，比例上升至69.89%。從浙江省的岸線(xiàn)長(zhǎng)度變化來(lái)看，在1990—2000年和2000—2010年這兩個(gè)階段，岸線(xiàn)的總長(zhǎng)度逐漸減少；1990—2000年人工岸線(xiàn)的增長(zhǎng)速度為9.00 km/a,超過(guò)了20 a的平均速度5.93 km/a，2000—2010年，人工岸線(xiàn)增加速度變慢并且漸漸趨緩，增加速度為2.86 km/a；而浙江省的自然岸線(xiàn)長(zhǎng)度則在不斷地減少，平均減少速度為-17.9 km/a,1990—2000年和2000—2010年兩個(gè)階段的變化速度分別為14.11和21.70 km/a。

在人工岸線(xiàn)類(lèi)型中，養(yǎng)殖岸線(xiàn)在20 a中長(zhǎng)度變化明顯，1990—2010年間，由于海岸開(kāi)發(fā)浪潮的興起，在前期以養(yǎng)殖圍堤的開(kāi)發(fā)為主，養(yǎng)殖岸線(xiàn)呈現(xiàn)不斷的增加趨勢(shì)，而在后期由于海岸線(xiàn)開(kāi)發(fā)資源的減少，養(yǎng)殖岸線(xiàn)的開(kāi)發(fā)速度有所減緩；鹽田岸線(xiàn)呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢(shì)，但其在海岸線(xiàn)總長(zhǎng)度中所占比例不大；耕地岸線(xiàn)呈現(xiàn)出不斷減少的趨勢(shì)，但后期減少速度減緩，主要是由于大量的耕地岸線(xiàn)被開(kāi)發(fā)為經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的人工海岸類(lèi)型；建設(shè)岸線(xiàn)雖然在人工岸線(xiàn)中的比例不是最高，但其平均增長(zhǎng)速度為6.98 km/a，為所有人工岸線(xiàn)類(lèi)型中增長(zhǎng)速度最快的，建設(shè)岸線(xiàn)的快速增長(zhǎng)是由于一些近岸城鎮(zhèn)的擴(kuò)張以及工業(yè)企業(yè)等在近海岸的不斷發(fā)展；港口岸線(xiàn)急劇增加，體現(xiàn)了浙江省海洋運(yùn)輸和進(jìn)出口貿(mào)易的不斷發(fā)展；而防護(hù)岸線(xiàn)則體現(xiàn)為穩(wěn)步增長(zhǎng)。

在自然岸線(xiàn)類(lèi)型中，基巖岸線(xiàn)和砂礫質(zhì)岸線(xiàn)的長(zhǎng)度均處于不斷減少的狀態(tài)，其中基巖岸線(xiàn)縮短的幅度更大；而淤泥質(zhì)岸線(xiàn)在20 a中長(zhǎng)度明顯增加，這是由于在研究區(qū)內(nèi)，淤泥質(zhì)岸灘自然發(fā)育速度略大于淤泥質(zhì)岸灘的開(kāi)發(fā)速度；生物岸線(xiàn)和和河口岸線(xiàn)的長(zhǎng)度均略有減少，但總體上變化不大。

2.3海岸線(xiàn)空間范圍變化

海岸線(xiàn)的變遷不僅僅體現(xiàn)在岸線(xiàn)長(zhǎng)度的變化上，更體現(xiàn)在岸線(xiàn)范圍(即岸線(xiàn)所包圍區(qū)域)的變化。1990—2010年，浙江省各個(gè)縣市區(qū)岸線(xiàn)所包圍區(qū)域面積的增減不盡相同，大陸岸線(xiàn)范圍變化較為劇烈的岸段主要為杭州灣岸段、三門(mén)灣岸段以及臺(tái)州

灣岸段(圖3)。運(yùn)用ArcGIS 10.2分別計(jì)算1990—2000年和2000—2010年兩個(gè)階段推進(jìn)或退蝕的面積，可知1990—2000年間海岸帶面積增加了322.50 km2，減少了2.35 km2，凈增加320.15 km2；而2000—2010年的10 a間，增加的海岸帶面積為903.56 km2，減少了3.53 km2，凈增加900.03 km2。由此可知，浙江省海岸線(xiàn)整體上均是向海推進(jìn)的，僅部分岸段發(fā)生了海岸的退蝕，因此浙江省的海岸線(xiàn)空間范圍呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。

圖3　1990—2010年浙江省岸線(xiàn)面積變化圖Fig.3　The change map of shoreline areain Zhejiang Province from 1990 to 2010

浙江省大陸岸線(xiàn)發(fā)生顯著變化的區(qū)域主要包括錢(qián)塘江口、慈溪灘涂、三門(mén)灣和臺(tái)州灣(圖4)。錢(qián)塘江口的岸線(xiàn)在20 a中發(fā)生了劇烈變遷，在蕭山、紹興以及上虞岸段變化尤為明顯。這一岸段的變遷主要發(fā)生在錢(qián)塘江以及曹娥江的入?？诟浇毒€(xiàn)呈現(xiàn)出不斷從陸地向海楔形推進(jìn)的變化狀態(tài)(圖4a)。新增岸線(xiàn)大部分被圍墾利用，多用于養(yǎng)殖及沿江工業(yè)建設(shè)，形成了新的人工海岸線(xiàn)，造成了這一岸段岸線(xiàn)的不斷推進(jìn)。

圖4　1990—2010年浙江省岸線(xiàn)顯著變化岸段Fig.4　The coastal shoreline with significant changes in Zhejiang Province from 1990 to 2010

慈溪灘涂位于杭州灣南岸，1990—2010年間，慈溪灘涂岸線(xiàn)不斷呈弓形向海推進(jìn)(圖4b)。由于慈溪岸灘較為平緩，易于開(kāi)發(fā)利用，海岸灘涂區(qū)的養(yǎng)殖岸線(xiàn)得到迅速發(fā)展，豐富的灘涂使得慈溪岸灘的圍墾面積不斷增加。人工海岸線(xiàn)類(lèi)型中所占比例最大的為建設(shè)岸線(xiàn)以及養(yǎng)殖岸線(xiàn)，并呈現(xiàn)加速增長(zhǎng)趨勢(shì)；而耕地岸線(xiàn)及淤泥質(zhì)岸線(xiàn)長(zhǎng)度有所減小。

三門(mén)灣位于浙江省寧?？h東部，為半封閉的海灣，經(jīng)過(guò)多年的自然演變，灣內(nèi)形成了6個(gè)良好的深水港汊和舌狀淤泥岸灘交替分布，形狀似手掌伸入浙東大陸，構(gòu)成了獨(dú)特的港灣淤泥質(zhì)地貌(圖4c)。三門(mén)灣海涂廣闊，岸線(xiàn)不斷向海推進(jìn)，新增的海岸帶多開(kāi)發(fā)為養(yǎng)殖和鹽田。又由于灘面較高，圍墾后的鹽堿地也多用于種橘，使得近些年三門(mén)灣成為浙江省的新興柑橘生產(chǎn)基地。

椒江入海口位于臺(tái)州市椒江區(qū)，在椒江口匯入臺(tái)州灣，由于入?？谛螤钊缤苯芬源说妹?。臺(tái)州灣岸線(xiàn)變遷最為劇烈的岸段為臺(tái)州灣南岸岸段，從遙感影像中可以明顯觀(guān)察到1990—2000年，岸線(xiàn)均較為平直，并且以平行狀態(tài)向海推進(jìn)，而到了2010年，出現(xiàn)了明顯塊狀的新增海岸帶，岸線(xiàn)變遷的速度明顯增大(圖4d)。這些新增海岸帶大部分用于建設(shè)、養(yǎng)殖以及耕地。

2.4人工岸線(xiàn)建設(shè)對(duì)海岸線(xiàn)空間格局的影響

2.4.1對(duì)海岸線(xiàn)長(zhǎng)度的影響

通過(guò)對(duì)岸線(xiàn)類(lèi)型變化的分析以及對(duì)浙江省岸線(xiàn)長(zhǎng)度變化的計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，人工岸線(xiàn)的建設(shè)直接或間接改變了浙江省海岸線(xiàn)的總長(zhǎng)度。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，自然岸線(xiàn)整體或部分轉(zhuǎn)化為人工岸線(xiàn)，這一過(guò)程稱(chēng)為海岸的人工化。人工海岸的建設(shè)代替了原有的自然岸線(xiàn)，直接縮短了浙江省自然岸線(xiàn)的長(zhǎng)度，由表3可知，浙江省的自然岸線(xiàn)長(zhǎng)度由1990年的914.25 km、2000年的773.20 km逐漸縮短成2010年的556.17 km，在總岸線(xiàn)長(zhǎng)度中所占的比率也由1990年的43.81%、2000年的37.98%減小為2010年的30.11%。人工岸線(xiàn)建設(shè)總體上也使得海岸線(xiàn)總長(zhǎng)度逐漸減少，由于人工岸線(xiàn)建設(shè)過(guò)程中常對(duì)自然岸線(xiàn)進(jìn)行截彎取直，導(dǎo)致了岸線(xiàn)長(zhǎng)度的縮短；另外由于一些連接島嶼的堤壩被拆除后使得原來(lái)的大陸岸線(xiàn)重新變?yōu)榱藣u嶼岸線(xiàn)，也在一定程度上縮短了岸線(xiàn)的長(zhǎng)度。

2.4.2對(duì)海岸線(xiàn)曲折度的影響

海岸線(xiàn)的曲折度是海岸線(xiàn)的曲線(xiàn)長(zhǎng)度與海岸線(xiàn)的直線(xiàn)長(zhǎng)度之比，可以描述海岸線(xiàn)的彎曲程度：

(1)

式中：R為海岸線(xiàn)曲折度，L1為海岸線(xiàn)的曲線(xiàn)長(zhǎng)度，L2為海岸線(xiàn)的直線(xiàn)長(zhǎng)度。

由于海岸線(xiàn)是任意分布的曲線(xiàn)，故本研究以地級(jí)市為單位，選取了不同岸段對(duì)其海岸線(xiàn)曲折度進(jìn)行計(jì)算(表4和圖5)。

表4　1990，2000 and 2010年浙江省不同岸段曲折度變化

由表4和圖5可以看出，在海洋經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，岸線(xiàn)的開(kāi)發(fā)力度不斷加大，由于開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)大量海岸線(xiàn)進(jìn)行截彎取直，導(dǎo)致1990—2010年這20 a來(lái)，浙江省各岸段海岸線(xiàn)的曲折度均不斷減小，不同岸段曲折度減小的程度卻不盡相同。寧波市岸線(xiàn)的曲折度在20 a內(nèi)的減小程度最大，并且有加快的趨勢(shì)，其他岸段曲折度減小的速度則較為平緩。可以看到人工岸線(xiàn)建設(shè)的力度和海岸線(xiàn)曲折度的變化速度有著十分密切的關(guān)系，在人工岸線(xiàn)建設(shè)較為密集的岸段，岸線(xiàn)的曲折度減小得較快。

圖5　1990,2000和2010年浙江省不同岸段曲折度變化圖Fig.5　The sinuosity change chart of different shoreline sectionin Zhejiang Province in 1990, 2000 and 2010

2.4.3對(duì)海岸類(lèi)型多樣性的影響

為了從宏觀(guān)的角度分析區(qū)域內(nèi)海岸線(xiàn)類(lèi)型的多少以及各岸線(xiàn)類(lèi)型所占比例的變化，通過(guò)借鑒景觀(guān)格局研究中的景觀(guān)多樣性指數(shù)的計(jì)算方法來(lái)構(gòu)建岸線(xiàn)多樣性指數(shù)(H)[20]。當(dāng)岸線(xiàn)是由單一類(lèi)型構(gòu)成時(shí)，海岸線(xiàn)是均質(zhì)的，即H為0；由兩種或兩種以上類(lèi)型構(gòu)成的岸線(xiàn)，當(dāng)各岸線(xiàn)類(lèi)型所占長(zhǎng)度比例相同時(shí)， 其岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)為最高；各岸線(xiàn)類(lèi)型所占比例差異增大時(shí)，則岸線(xiàn)多樣性指數(shù)降低。岸線(xiàn)多樣性指數(shù)的計(jì)算公式為：

(2)

式中：Pk是k種岸線(xiàn)類(lèi)型占總長(zhǎng)度的比，m是研究區(qū)中岸線(xiàn)類(lèi)型的總數(shù)。其中Hmax=log2(m)，Hmax為研究區(qū)各岸線(xiàn)所占比例相等時(shí)，岸線(xiàn)擁有的最大多樣性指數(shù)。

通過(guò)對(duì)岸線(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算，得到各級(jí)岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)，如表5所示。

表5　1990，2000和2010年浙江省各級(jí)岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)

注：表中P1為各類(lèi)型岸線(xiàn)占總岸線(xiàn)的比例，P2為各類(lèi)型岸線(xiàn)占各自一級(jí)岸線(xiàn)的比例；H1為浙江省大陸總岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)，H2為一級(jí)岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)。

由表5可知，浙江省大陸總岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)在1990—2010年期間不斷增加，隨著岸線(xiàn)人工化程度不斷上升，自然岸線(xiàn)逐漸被人工岸線(xiàn)所替代，長(zhǎng)度不斷縮短，而人工岸線(xiàn)不斷增加。這種情況在一些易于開(kāi)發(fā)的岸段，如杭州灣南部、三門(mén)灣等岸段尤為明顯，從而導(dǎo)致了岸線(xiàn)類(lèi)型的不斷轉(zhuǎn)變，總岸線(xiàn)多樣性指數(shù)增加。

自然岸線(xiàn)多樣性指數(shù)也呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，由1990年的0.93一直增加至2010年的1.24。自然岸線(xiàn)主要以基巖岸線(xiàn)為主，經(jīng)過(guò)近20 a人類(lèi)活動(dòng)的開(kāi)發(fā)建設(shè)，使基巖岸線(xiàn)得到了較大程度的開(kāi)發(fā)，部分岸線(xiàn)轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ら_(kāi)發(fā)的建設(shè)岸線(xiàn)以及防護(hù)岸線(xiàn)等；而另一方面，近20 a中不斷有新的淤泥質(zhì)岸線(xiàn)在一些人工岸線(xiàn)的外側(cè)形成，使得原所占比例較少的淤泥質(zhì)岸線(xiàn)長(zhǎng)度不斷增加，這些原因都導(dǎo)致自然岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)有所增加。

人工岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)也呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。前期的人工岸線(xiàn)主要以養(yǎng)殖圍堤及耕地為主要方式，而后期隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以及海岸帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展類(lèi)型的不斷轉(zhuǎn)變，人類(lèi)的開(kāi)發(fā)活動(dòng)類(lèi)型也向建設(shè)岸線(xiàn)和港口岸線(xiàn)轉(zhuǎn)變，開(kāi)發(fā)類(lèi)型的多樣發(fā)展也導(dǎo)致了人工岸線(xiàn)多樣性指數(shù)的增加，至2010年已達(dá)到2.26。

3　結(jié)論

(1)1990—2010年間，浙江省海岸線(xiàn)長(zhǎng)度不斷縮短且海岸類(lèi)型變化十分顯著，人工岸線(xiàn)所占比例由1990年的56.19%上升至2010年的69.89%，這一過(guò)程中人工岸線(xiàn)的增加速度由快減慢，后又逐漸趨緩；自然岸線(xiàn)總長(zhǎng)度也不斷減小，所占比例下降，浙江省的自然海岸有不斷向人工岸線(xiàn)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。

(2)在人工岸線(xiàn)類(lèi)型中，養(yǎng)殖岸線(xiàn)和港口岸線(xiàn)呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)，而在后期養(yǎng)殖岸線(xiàn)的開(kāi)發(fā)速度有所減緩；鹽田岸線(xiàn)和防護(hù)岸線(xiàn)呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì)；而耕地岸線(xiàn)呈現(xiàn)出不斷減少的趨勢(shì)，但后期減少速度減緩；建設(shè)岸線(xiàn)雖然在人工岸線(xiàn)中的比例不是最高，但其平均增長(zhǎng)速度為8.63 km/a，為所有人工岸線(xiàn)類(lèi)型中最快的。

(3)不同岸段的人工岸線(xiàn)建設(shè)速度有明顯差異，在杭州灣、三門(mén)灣、臺(tái)州灣這些岸段岸線(xiàn)的開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和速度較大，故海岸線(xiàn)空間范圍變化較為劇烈。1990—2010年間，浙江省海岸線(xiàn)僅僅少數(shù)岸線(xiàn)發(fā)生了海岸蝕退，整體上海岸向海推進(jìn)，海岸帶面積逐漸增加。

(4)人工岸線(xiàn)的建設(shè)縮短了浙江省自然岸線(xiàn)的長(zhǎng)度，在截彎取直的建設(shè)過(guò)程中減小了海岸線(xiàn)的曲折度，而浙江省大陸海岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)不斷增加，自然岸線(xiàn)和人工岸線(xiàn)的多樣性指數(shù)也分別呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

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The effect of artificial shoreline construction on the pattern of mainland coastline in Zhejiang Province

YE Meng-yao1, 2, LI Jia-lin*1, 2, SHI Xiao-li3, LIU Yong-chao1, JIANG Yi-mei1,SHI Zuo-qi1

(1.DepartmentofScientificResearchoftheUrban，NingboUniversity,Ningbo315211,China;2.MarineCultureandEconomicResearchCenterofZhejiangProvince,Ningbo315211,China;3.EditorialOfficeofJournalofNingboUniversity,NingboUniversity,Ningbo315211,China)

The coastal artificial morphology construction is an important way for coastal countries to exploit the coastal resources. The formation of coastal artificial shoreline changes the pattern of natural shoreline, and influences the succession laws of the natural shoreline. In this study, the mainland coastline in Zhejiang Province in different times was extracted, based on TM remote sensing images in 1990, 2000 and 2010, the structure of mainland coastline and the influence of artificial shoreline construction on the patterns of the coastline in Zhejiang Province were analyzed. The results show that: (1) Affected by the development activities of human, the mainland coastal landscape in Zhejiang Province was characterized by the continued growing of the proportion of the artificial shoreline in recent 20 years. (2) The speed of artificial shoreline construction had significantly differences at different coastal area, especially at the Hangzhou Bay, the Sanmen Bay and the Taizhou Bay. (3) In these 20 years, coastal erosion and retreat occurred at only a small part of mainland coastline in Zhejiang Province. As a whole, it was advancing to the sea obviously. (4) The construction of artificial shoreline shortened the length of natural shoreline and reduced the tortuosity of natural coastline in Zhejiang Province in the process of straightening, but increased the diversity index of the continental coastline.

artificial shoreline; pattern of the coastline; coastline change; coastal morphology

2015-08-09

2016-04-02

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(41471004，41171073)；浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(Y5110321)

葉夢(mèng)姚(1992-)，女，浙江余姚市人，主要從事海岸帶環(huán)境與資源開(kāi)發(fā)方面的研究。E-mail:yemengyao66@126.com

李加林(1973-)，男，教授，主要從事海岸帶環(huán)境與資源開(kāi)發(fā)方面的研究。E-mail:nbnj2001@163.com

TP75;P737.1

A

1001-909X(2016)03-0034-09

10.3969/j.issn.1001-909X.2016.03.006

葉夢(mèng)姚,李加林,史小麗，等.人工岸線(xiàn)建設(shè)對(duì)浙江大陸海岸線(xiàn)格局的影響[J].海洋學(xué)研究,2016,34(3):34-42,doi:10.3969/j.issn.1001-909X.2016.03.006.

YE Meng-yao, LI Jia-lin, SHI Xiao-li, et al. The effect of artificial shoreline construction on the pattern of mainland coastline in Zhejiang Province[J]. Journal of Marine Sciences, 2016,34(3):34-42, doi:10.3969/j.issn.1001-909X.2016.03.006.