廈門海岸類型變遷與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)聯(lián)性研究

曹超,朱鎧,蔡鋒,戚洪帥,蘇燕,潘祥進(jìn)

(1.自然資源部第三海洋研究所 廈門 361005;2.福州大學(xué)土木工程學(xué)院 福州 350108)

0 引言

近數(shù)十年來,全球氣候變化引起海平面上升,臺風(fēng)和風(fēng)暴潮等極端天氣增強(qiáng),加上沿海地區(qū)高密度分布的人口開展高強(qiáng)度的海洋開發(fā)利用活動(dòng),導(dǎo)致自然海岸嚴(yán)重破壞和人工岸線快速增長。至2017年我國有超過60%的自然岸線成為人工岸線,形成由鋼筋混凝土構(gòu)成的“新萬里長城”[1]。此外,粗放式用海占用過多的岸線資源,挖沙填海等活動(dòng)亦使海岸生態(tài)功能與景觀遭到破壞。由于近岸海洋動(dòng)力和泥沙運(yùn)移的動(dòng)態(tài)平衡被打破,看似強(qiáng)大堅(jiān)固的護(hù)岸卻違背自然規(guī)律,使海岸侵蝕的表現(xiàn)形式由后退向護(hù)岸底腳和近岸區(qū)下蝕轉(zhuǎn)變,即由顯性向隱性轉(zhuǎn)變,海岸發(fā)生侵蝕災(zāi)害的潛在風(fēng)險(xiǎn)加大,海岸脆弱性提升。海岸類型的轉(zhuǎn)變不僅改變海岸的自然防護(hù)能力,而且直接影響并指示當(dāng)?shù)睾Ｑ蠼?jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此,沿海城市海岸類型的變遷過程是其海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程的“風(fēng)向標(biāo)”。

海岸線是指多年大潮平均高潮位時(shí)的陸海分界痕跡線,是陸地與海洋的交界線,以該地正常高潮位浸水水面的高程劃定,即浸水水面為海域,干出地帶為陸域[2]。海岸線分為自然岸線和人工岸線,其中自然岸線為“由海陸相互作用形成的岸線,如沙質(zhì)岸線、粉砂淤泥質(zhì)岸線、基巖岸線和生物岸線等”,人工岸線為“由永久性人工建筑物組成的岸線,如防波堤、護(hù)坡、碼頭、道路等擋水(潮)建筑物組成的岸線”[3-4]。此分類和定義對于自然岸線并無爭議,但對于人工岸線略有爭議,即永久性人工建筑物的定義和劃分標(biāo)準(zhǔn)缺乏明確的內(nèi)涵。例如:防波堤之外的圍海養(yǎng)殖對海岸自然過程的影響重大,該建筑物的簡易護(hù)岸是否屬于永久性人工建筑物仍須合理定義。此外,隨著海岸帶開發(fā)利用活動(dòng)的不斷增多,自然岸線和人工岸線2個(gè)類型的海岸線劃分已不滿足不同開發(fā)利用活動(dòng)的分類和審批需求。因此,結(jié)合《海洋學(xué)術(shù)語:海洋地質(zhì)學(xué)》(GB/T 18190—2017)[2]、《我國近海海洋綜合調(diào)查與評價(jià)專項(xiàng)海岸線修測技術(shù)規(guī)程》[3]和《第三次全國國土調(diào)查技術(shù)規(guī)程》(TD/T 1055—2019)[5]對海岸線的分類標(biāo)準(zhǔn),本研究以廈門為例,對其海岸類型的劃分兼顧海岸的物質(zhì)組成和功能,形成2種海岸類型變遷的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),更為直觀地表達(dá)廈門海岸類型變遷與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的密切關(guān)聯(lián)。

1 研究區(qū)概況

廈門位于我國東南沿海地區(qū)的福建南部和閩南金三角中部,與漳州和泉州相連。地質(zhì)構(gòu)造屬于新華夏系第二復(fù)試隆起帶與南嶺緯向構(gòu)造帶的復(fù)合部位,發(fā)育剝蝕、侵蝕低山、丘陵和臺地地貌;受第四系以來海平面升降和大陸徑流變化的影響,近代風(fēng)沙崛起,海岸發(fā)育多級紅土臺地和風(fēng)沙地貌[6]。廈門由廈門島、鼓浪嶼及其眾多小島嶼以及同安、集美、海滄和翔安等行政區(qū)組成,陸地面積為1 699.39 km2,海域面積超過300 km2;其中,廈門島面積約為132.5 km2,是福建第四大島嶼,全島海岸線約為234 km。廈門屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,溫和多雨,年平均氣溫在21℃左右,冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑;年平均降雨量約為1 200 mm,每年5—8月雨量最多;風(fēng)力為3~4級,常向主導(dǎo)風(fēng)為東北風(fēng);在太平洋溫差氣流的作用下,年平均受4~5次臺風(fēng)影響,且集中在7—9月[7-8]。

廈門海域包括廈門港、外港區(qū)、馬鑾灣、同安灣、九龍江河口區(qū)和東側(cè)水道。其中,廈門港外有大金門、小金門、大擔(dān)和二擔(dān)等島嶼橫列,內(nèi)有廈門島和鼓浪嶼等島嶼屏障,是天然的避風(fēng)良港;海岸線蜿蜒曲折,全長234 km,其中12 m以上深水岸線約為43 km,適宜建港的深水岸線約為27 km[9];港區(qū)外島嶼星羅棋布,港區(qū)內(nèi)群山四周環(huán)抱,港闊水深,終年不凍,是條件優(yōu)越的海峽性天然良港,在歷史上就是我國東南沿海對外貿(mào)易的重要口岸[10]。港口岸線、旅游娛樂岸線和生態(tài)恢復(fù)岸線是廈門的主要海岸線類型。

2 廈門海岸類型變遷過程

2.1 遙感信息提取

應(yīng)用Bigmap軟件下載1984年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2018年共7期的廈門海岸高清遙感影像,影像分別采用Landsat 5、Landsat 7和Landsat 8傳感器,分辨率分別為30 m、10 m和5 m。應(yīng)用ArcGIS軟件,采用已知控制點(diǎn)數(shù)據(jù)對7期遙感影像圖進(jìn)行幾何校正,校準(zhǔn)精度優(yōu)于1個(gè)像元的分辨率。以1984年的影像圖為基準(zhǔn)影像,配準(zhǔn)、拼接和裁剪其他6幅影像,形成本研究的圖形庫。

根據(jù)海岸的物質(zhì)組成和功能劃分海岸類型(表1和表2)[11],結(jié)合廈門海岸線特征、Landsat系列衛(wèi)星識別結(jié)果和歷史資料,基于ArcGIS軟件開發(fā)的DSAS模塊的端點(diǎn)變化率和線性回歸率等算法,判別、計(jì)算并修訂每個(gè)期次的海岸線類型和長度,按照1∶5 000比例尺統(tǒng)計(jì)不同類型和不同期次的海岸線長度,形成適用于本研究的廈門海岸類型變遷數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用Coreldraw軟件進(jìn)行修飾,將7個(gè)時(shí)期不同的海岸類型用彩色塊表示,得到廈門海岸類型分布圖。

表1 根據(jù)物質(zhì)組成劃分的海岸類型

表2 根據(jù)功能劃分的海岸類型

2.2 廈門海岸類型變遷

1984—2018年廈門不同類型海岸線長度及其占比如表3和表4所示。

表3 1984—2018年廈門海岸線長度及其占比(按物質(zhì)組成分類)

表4 1984—2018年廈門海岸線長度及其占比(兼顧功能和物質(zhì)組成分類)

30余年來,廈門海岸線(含主要海島岸線)長度變化不大,但不同類型海岸線的變化差異巨大,某些類型海岸線的增減幅度超過50%,某些海岸線類型甚至已消失。

由表3可以看出:泥質(zhì)岸線是廈門海岸線的主導(dǎo)類型,岸線長度從1984年的129.90 km(占比63.66%)到2005年的122.90 km(占比54.60%),一直較為穩(wěn)定,2005年后銳減,至2018年減至39.39 km(占比16.64%);基巖岸線的發(fā)展趨勢與泥質(zhì)岸線相似,岸線長度從1984年的35.45 km(占比17.37%)減至2018年的19.09 km(占比8.06%);砂質(zhì)岸線和生物岸線呈增加趨勢,2018年岸線長度分別為28.58 km(占比12.07%)和9.91 km(占比4.19%);紅土臺地岸線長度在20世紀(jì)80—90年代穩(wěn)定在4.66 km,至2000年消失,已開發(fā)利用成為砂質(zhì)岸線;人工岸線長度僅次于泥質(zhì)岸線,1984—2005年緩慢增長,2010年突增至135.40 km(占比60.34%),此后穩(wěn)定在140 km左右。

根據(jù)表4,將泥質(zhì)岸線和人工岸線歸類于漁業(yè)岸線、鹽田岸線、工業(yè)岸線、造地工程岸線、交通運(yùn)輸岸線和海岸防護(hù)岸線等類型,同時(shí)砂質(zhì)岸線逐漸減少并轉(zhuǎn)變?yōu)槁糜螉蕵钒毒€和砂質(zhì)修復(fù)岸線。漁業(yè)岸線、鹽田岸線和海岸防護(hù)岸線有所減少,其中鹽田岸線和海岸防護(hù)岸線(簡易護(hù)堤)至2010年消失;交通運(yùn)輸岸線、旅游娛樂岸線和砂質(zhì)修復(fù)岸線有所增長并較為穩(wěn)定;造地工程岸線1984—2005年占比為9.35%~15.14%,2010年突增至32.26%并趨于穩(wěn)定。除已消失的鹽田岸線和海岸防護(hù)岸線外,2018年不同類型海岸線長度及其占比由高到低依次為造地工程岸線、漁業(yè)岸線、旅游娛樂岸線、工業(yè)岸線、交通運(yùn)輸岸線、基巖岸線、砂質(zhì)修復(fù)岸線、生物岸線、砂質(zhì)岸線。

綜上所述,廈門海岸類型變遷經(jīng)歷3個(gè)階段。①1984—2000年,海岸開發(fā)利用處于起步階段,海岸利用類型為以鹽業(yè)和漁業(yè)為主的粗放型和集約化的低產(chǎn)值類型;②2000—2010年,海岸開發(fā)利用處于高速發(fā)展階段,海岸利用類型為以大規(guī)模填海造地、交通運(yùn)輸和旅游娛樂為主的開發(fā)型高產(chǎn)值類型;③2010年至今,隨著海岸防護(hù)岸線逐步被改造成砂質(zhì)修復(fù)岸線,海岸開發(fā)利用處于合理開發(fā)與保護(hù)并行且以保護(hù)為重的恢復(fù)階段,海岸利用類型為生態(tài)恢復(fù)和軟質(zhì)護(hù)岸等近自然類型。

3 海岸類型變遷與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)聯(lián)性

自成立經(jīng)濟(jì)特區(qū)以來,廈門充分利用海洋資源和地理優(yōu)勢,海洋經(jīng)濟(jì)從無到有、從小到大且發(fā)展速度從慢到快。尤其是海岸開發(fā)利用經(jīng)歷萌芽階段(1981—1986年)、快速起步階段(1986—2000年)、高速發(fā)展階段(2000—2010年)和穩(wěn)定增值階段(2010年以后),實(shí)現(xiàn)量變到質(zhì)變的飛躍。海洋產(chǎn)業(yè)在規(guī)模迅速擴(kuò)大的同時(shí)效益不斷提升,創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也逐步加強(qiáng)和優(yōu)化。海洋經(jīng)濟(jì)逐漸成為促進(jìn)廈門經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要力量,并成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)[12]。

根據(jù)《2019年廈門市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》[13],截至2019年年底,全市戶籍人口為261.10萬人,常住人口為429萬人;地區(qū)生產(chǎn)總值為5 995.04億元,同比增長7.9%(按可比價(jià)格計(jì)算),三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為0.4∶41.6∶58.0。海洋經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值和增加值分別為3 163.88億元和649.03億元,分別同比增長11.4%和10.74%;海洋三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為0.5∶18.5∶81.0,呈現(xiàn)以海洋第三產(chǎn)業(yè)為主體、海洋第二產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的態(tài)勢,海洋經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化。

旅游業(yè)是廈門的支柱產(chǎn)業(yè)。2018年廈門擁有星級旅游飯店72家、旅行社113家以及4A級和5A級旅游景區(qū)10處[14],全年共接待國內(nèi)外游客4 522.94萬人次,旅游總收入達(dá)到653.44億元。廈門是中國十大熱點(diǎn)旅游城市,超過80%的旅游項(xiàng)目為濱海旅游,原先的泥灘、沙灘和基巖海岸逐步發(fā)展為以旅游業(yè)為主體功能的砂質(zhì)修復(fù)海灘、休憩親水公園、帆船基地和復(fù)合型多功能娛樂場。海岸功能轉(zhuǎn)變和價(jià)值提升與海洋經(jīng)濟(jì)同步發(fā)展。

廈門港是我國沿海主要港口之一,同時(shí)是我國綜合運(yùn)輸體系重要樞紐、集裝箱運(yùn)輸干線港、東南沿海區(qū)域性樞紐港口和對臺航運(yùn)主要口岸,擁有國際國內(nèi)航線。改革開放以來,廈門環(huán)島海岸已建成東渡、海滄和翔安等多個(gè)港區(qū),至2018年形成碼頭岸線34.5 km,陸域面積為2 565萬m2;建設(shè)和升級各類生產(chǎn)性泊位137個(gè),其中包括深水泊位48個(gè),通過能力超過1億t。廈門港主航道開始擴(kuò)建,建成后其通航水平將躍居我國前三位。港口建設(shè)、改造和升級使海岸線類型由純粹港口的工業(yè)岸線逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閿U(kuò)大土地面積的造地工程岸線和交通運(yùn)輸岸線,產(chǎn)業(yè)升級是此類海岸線增長的主要驅(qū)動(dòng)力。

從30余年來廈門海岸類型變遷和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的數(shù)據(jù)分析可以看出,廈門海岸類型變遷與經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān),人類日益增長的物質(zhì)文明和生態(tài)文明需求對城市海岸類型變遷的響應(yīng)特征十分顯著。從粗放型第一產(chǎn)業(yè),到發(fā)展型第二產(chǎn)業(yè),再到保護(hù)型第三產(chǎn)業(yè),經(jīng)濟(jì)發(fā)展從理念與要求并存到理念超越要求,最終實(shí)現(xiàn)理念與要求和諧共存和相融互進(jìn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。

4 建議

經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢必以犧牲資源環(huán)境為代價(jià)。為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,廈門應(yīng)制定并實(shí)施海岸開發(fā)利用和保護(hù)措施。①深化海岸資源環(huán)境基礎(chǔ)理論研究和實(shí)地調(diào)查,科學(xué)劃定嚴(yán)格保護(hù)岸線、限制開發(fā)岸線和優(yōu)化利用岸線,為強(qiáng)化制度約束以及實(shí)現(xiàn)海岸資源可持續(xù)開發(fā)利用提供保障[15];②充分發(fā)揮海洋主管部門的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)作用,完善管理機(jī)制,形成陸海統(tǒng)籌和防御海岸侵蝕的工作格局和一系列決策部署,深入貫徹落實(shí)中央關(guān)于堅(jiān)持嚴(yán)格管控圍填海、生態(tài)優(yōu)先和節(jié)約集約的原則,切實(shí)遏制違背自然規(guī)律的“向海索地”行為;③全面掌控海岸動(dòng)態(tài)變化,定期開展海岸專項(xiàng)執(zhí)法檢查和督查,推進(jìn)海岸整治修復(fù),維護(hù)海岸開發(fā)利用秩序,確保將各項(xiàng)制度措施落到實(shí)處;④加大宣傳力度,營造保護(hù)海岸的良好社會(huì)氛圍,切實(shí)提高依法依規(guī)節(jié)約開發(fā)利用海岸和防范海岸侵蝕災(zāi)害的社會(huì)意識。