海南島海岸線開發(fā)承載能力評估

洪海凌 ，孫士超

（海南省海洋監(jiān)測預(yù)報中心，海南 海口 570206）

“承載力”的概念源自工程地質(zhì)學(xué)，后被生態(tài)學(xué)引入。隨著全球人口、資源和環(huán)境問題矛盾逐漸突出，承載力理論廣泛應(yīng)用到資源、環(huán)境、區(qū)域等領(lǐng)域承載力研究上，是衡量資源能否支持經(jīng)濟良性發(fā)展的重要標(biāo)志之一[1]。20世紀(jì)60年代，日本對瀨戶內(nèi)海、美國對紐約和長島海域、歐洲對波羅的海等率先開展了近海環(huán)境容量研究[2]；近年來，狄乾斌[3]提出海域承載力的概念，并對海域承載力的理論和評價方法進行了一系列研究[4-5]；海岸線是一種重要的海域海岸帶空間要素, 海岸線過度開發(fā)是影響我國近岸海域資源環(huán)境承載力的四大主要因素之一[6]。隨著海域承載力研究不斷深入，衛(wèi)寶泉等[7]將作為海域承載力評價因子之一的海岸線開發(fā)利用承載能力開展了專門研究。由于研究者基于不同的研究對象提出了不同的概念，各個概念之間的內(nèi)涵既有交叉也有不同的側(cè)重點，容易引起混淆，基于此，2016年國家海洋局根據(jù)相關(guān)成果首次制定了《海洋資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警指標(biāo)體系和技術(shù)方法指南》[8]。

海南島海岸線約占全國海岸線總長的1/10，是海南省重要的海洋資源。1990年以后，海南省人工岸線長度顯著增加，海岸線開發(fā)經(jīng)歷了從圍墾養(yǎng)殖到港口建設(shè)、圍填海工程建設(shè)發(fā)展的過程[8]。2009年以來，海南省海岸帶生態(tài)承載力壓力逐漸增大，并呈現(xiàn)出空間差異性[9]。2017年，中央環(huán)保督查組向海南反饋督察意見時指出：海南經(jīng)濟發(fā)展的同時，海域、岸線生態(tài)遭受破壞。同年，國家海洋局印發(fā)的《海岸線保護與利用管理辦法》要求：到2020年，確保海南省自然海岸線保有率不低于55%，嚴格限制建設(shè)項目占用自然岸線，實施海岸線整治修復(fù)行動。

本文以海南省海岸線為研究對象，依據(jù)各種海岸線開發(fā)利用類型對海岸資源環(huán)境影響程度的差異計算海岸線人工化指數(shù)，以海洋功能區(qū)劃和海洋主體功能區(qū)規(guī)劃為基礎(chǔ)，測算海岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)，最終得到海南省13個行政單元的海岸線開發(fā)承載率指數(shù)與海岸線開發(fā)承載力指數(shù)。對于規(guī)范海南省空間開發(fā)秩序，合理控制海岸帶開發(fā)強度提供決策依據(jù)，為促進海南省人口、經(jīng)濟、資源環(huán)境的均衡發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 海南省海岸線開發(fā)利用情況

1.1 海南省海岸線時空變遷

海南省海岸線綿長且地形復(fù)雜，地貌豐富，既有基巖海岸景觀，也有平原海岸形成的綿延不斷的平緩海灘，還有諸多河流入?？谛纬傻莫毦咛厣淖匀痪坝^。根據(jù)2008年海南省海岸線修測數(shù)據(jù)，海南省的海岸線長度為1 822.8 km，自然岸線長約1 266.6 km。近年來，有學(xué)者利用遙感技術(shù)對海南省局部地區(qū)海岸帶變遷情況進行了研究[10-12]，結(jié)果均表明，近年來海南省海岸線主要受人為因素如圍填海工程、碼頭建設(shè)及魚塘圍墾等影響，人工岸線增長顯著，西北部人工海岸線增幅達到113%,其占比由2005年的24.3%上升至2016年的51.6%[13]；自然岸線長度減少，局部砂質(zhì)海岸線侵蝕嚴重、功能退化。據(jù)近年《海南省海洋環(huán)境狀況公報》記載，在2017年海岸侵蝕較為嚴重，萬寧市烏場春園灣岸段、三亞市亞龍灣金茂三亞麗思卡爾頓酒店附近岸段和瓊海市博鰲印象岸段等多個岸段年侵蝕速率超過6.0 m/a，砂質(zhì)岸線形成過程漫長，受到破壞恢復(fù)困難，對于海南獨具特色的優(yōu)質(zhì)砂質(zhì)岸線需加強監(jiān)管和保護。

1.2 海南省海岸線開發(fā)利用現(xiàn)狀

海南省海岸線利用現(xiàn)狀主要分為岸線防護工程、交通運輸工程、圍池堤壩工程和圍填海岸線。各類型分布位置如圖1所示。

圖1 海南島海岸線利用現(xiàn)狀分類圖

2 海南省海岸線承載力評估方法

2.1 評估對象及內(nèi)容

評估的對象為海南島13個市、縣及洋浦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的海岸線人工化指數(shù)和海岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)；評估的內(nèi)容為海岸線開發(fā)承載率指數(shù)和海岸線開發(fā)承載力指數(shù)。

2.2 數(shù)據(jù)來源及處理方法

2.2.1 數(shù)據(jù)來源 海岸線數(shù)據(jù)收集主要為海南省海岸線數(shù)據(jù)（2008年公布）、衛(wèi)星高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)、《海南島海洋功能區(qū)劃（2011—2020年）》。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)主要選取覆蓋海南島近岸海域2016年高分辨率影像數(shù)據(jù)共計26景。

2.2.2 數(shù)據(jù)處理 海岸類型通?？梢苑譃榛鶐r礁石海岸、砂（礫）質(zhì)海岸、砂質(zhì)海岸、泥砂質(zhì)海岸、植物海岸和人工海岸。本研究對獲取的遙感影像進行輻射校正、幾何校正、鑲嵌和數(shù)據(jù)融合等預(yù)處理后，利用遙感圖像的光譜特征、空間特征、時間特性等，采用目視解譯與計算機信息提取相結(jié)合的方法，提取海岸線信息，包括水邊界線提取，潮位校正。其中水邊界提取利用陸地和海水在遙感圖像上成像特征的差異，特別是多光譜遙感的近紅外波段陸地和海水在圖像上的差異，用人機交互及邊緣檢測方法提取陸地和海水的水邊界線。潮位校正利用成像時間、潮位信息和潮汐模型進行校正，獲得真正的海岸線。

2.3 海岸線承載力評估方法

原則上按照海南島省級海岸線保護與利用規(guī)劃中確定的岸線類型，計算海岸線開發(fā)承載力指數(shù)。在海南島級海岸線保護與利用規(guī)劃未發(fā)布前，采用海岸線人工化指數(shù)、海岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)、海岸線開發(fā)承載率指數(shù)、海岸線開發(fā)承載力指數(shù)來計算海岸線開發(fā)承載力指數(shù)[15]。

2.3.1 海岸線人工化指數(shù)（PA） 將人工海岸線劃分為圍塘堤壩（圍海養(yǎng)殖、鹽田等）、防護堤壩、工業(yè)與城鎮(zhèn)、港口碼頭四種開發(fā)利用類型，根據(jù)各種海岸線開發(fā)利用類型對海岸資源環(huán)境影響程度的差異，采用加權(quán)求和的方法計算海岸線人工化指數(shù)。計算公式如式（1）。

式中：PA為岸線人工化指數(shù)；l總為海岸線的總長度（包括自然海岸線的長度）；lmb，lmT，lmG，lmH分別為圍塘堤壩海岸線、防護堤壩海岸線、工業(yè)與城鎮(zhèn)海岸線、港口碼頭海岸線的長度，qb，qT，qG，qH分別為4種海岸線開發(fā)利用類型對海岸資源環(huán)境的影響因子，其值采用專家打分法確定，每類岸線均選取人工岸線專家打分的平均值作為該類岸線的影響因子[2]，具體見表1。

表1 人工海岸線開發(fā)利用類型劃分及其海岸資源環(huán)境影響因子

2.3.2 海岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)（PC0） 以海洋功能區(qū)劃和海洋主體功能區(qū)規(guī)劃為基礎(chǔ)，測算海岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)。計算公式如式（2）所示。

式中：PC0為岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)；li為第i類海洋功能區(qū)毗鄰的海岸線長度；wi為遵循海洋主體功能區(qū)規(guī)劃的管控要求，第i類海洋功能區(qū)允許的海岸線開發(fā)強度，wi的值根據(jù)海洋功能區(qū)劃一級海洋基本功能區(qū)開發(fā)利用管控要求，采用專家打分法確定[2]。各海洋功能區(qū)允許的海岸線開發(fā)強度見表2。

表2 各海洋功能區(qū)允許的海岸線開發(fā)強度

2.3.3 海岸線開發(fā)承載率指數(shù)（S1） 根據(jù)海岸線人工化指數(shù)（PA）與海岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)（PC0）之比，得出海岸線開發(fā)承載率指數(shù)（S1）。

將海岸線開發(fā)承載率指數(shù)評價結(jié)果劃分為適宜、臨界和較高3個等級。當(dāng)S1≥1.10時，或區(qū)域自然海岸線保有率低于海洋生態(tài)保護紅線等管控要求時，海岸線開發(fā)強度較高；當(dāng)0.90＜S1＜1.10時，海岸線開發(fā)強度臨界；當(dāng)S1≤0.90時，海岸線開發(fā)強度適宜。

2.3.4 海岸線開發(fā)承載力指數(shù)（S2） 根據(jù)海岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)（PC0）與海岸線人工化指數(shù)（PA）之差，再與海岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)（PC0）之比，得出海岸線開發(fā)承載力指數(shù)（S2）。將海岸線開發(fā)承載力指數(shù)評價結(jié)果劃分為可載、臨界超載和超載3個等級。當(dāng)S2≥0.2時，或區(qū)域自然海岸線保有率低于海洋生態(tài)保護紅線等管控要求時，海岸線開發(fā)強度可載；當(dāng)0≤S2＜0.2時，海岸線開發(fā)強度臨界超載；當(dāng)S2＜0時，海岸線開發(fā)強度超載。

2.3.5 海岸線開發(fā)承載力超載指數(shù)（SC） 海岸線開發(fā)強度處于超載狀態(tài)下，超載指數(shù)（SC）等于海岸線人工化指數(shù)（PA）與海岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)（PC0）之差，再與海岸線開發(fā)利用強度標(biāo)準(zhǔn)（PC0）之比。計算公式如式（5）所示。

3 承載力評估結(jié)果與分析

3.1 海岸線開發(fā)承載率指數(shù)

依據(jù)海岸線開發(fā)承載率（S1）計算和評價方法，海南省鄰近海域海岸線開發(fā)承載率評價結(jié)果見表3。在13個評價單元中，海岸線開發(fā)承載率較高的區(qū)域有2個，分別是臨高縣和洋浦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，海岸線開發(fā)承載率分別為1.25和1.1。其它11個區(qū)域海岸線開發(fā)承載率均小于0.90，屬于海岸線開發(fā)承載率適宜區(qū)域，其中?？谑?、文昌市、昌江黎族自治縣海岸線開發(fā)承載率指數(shù)都大于0.80，接近臨界超載。

表3 海南島海岸線開發(fā)承載率指數(shù)

3.2 海岸線開發(fā)承載力指數(shù)

依據(jù)海岸線開發(fā)承載力指數(shù)（S2）和海岸線開發(fā)承載力超載指數(shù)（SC）計算和評價方法，海南省鄰近海域海岸線開發(fā)承載力指數(shù)和超載指數(shù)評價結(jié)果見表4，以及圖2和圖3所示。

在13個評價單元中，海岸線開發(fā)承載力超載的區(qū)域有2個，分別是臨高縣和洋浦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，海岸線開發(fā)承載力超載指數(shù)達到0.25和0.1。海岸線開發(fā)承載力指數(shù)處于臨界超載的區(qū)域有3個，分別是文昌市、昌江黎族自治區(qū)、?？谑?；其它8個區(qū)域海岸線開發(fā)承載力指數(shù)均大于0.20，屬于海岸線開發(fā)承載力可載區(qū)域。

3.3 成因分析

臨高縣和洋浦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)近岸海域海岸線開發(fā)承載力超載，指數(shù)分別達到0.25和0.1。海口市、文昌市、昌江縣海岸線開發(fā)承載力指數(shù)在臨界區(qū)域，本文嘗試從上述各區(qū)域的海洋功能定位、近岸海域開發(fā)利用情況等角度分析討論造成承載能力臨界或超載的原因。

（1）港口海岸線等人工岸線占比。依據(jù)2012年國務(wù)院批復(fù)的《海南島海洋功能區(qū)劃（2011—2020年）》，本次海南新開發(fā)承載力指數(shù)0.1的洋浦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)海洋功能定位主要以港口航運和工業(yè)與城鎮(zhèn)為主，主要發(fā)展其臨港工業(yè)和港口物流產(chǎn)業(yè)，港口建設(shè)對于原生海岸線的地形地貌、生態(tài)系統(tǒng)造成重大影響，港口建設(shè)占比大是導(dǎo)致洋浦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)海岸線開發(fā)承載能力超載的重要原因。

表4 海南島海岸線開發(fā)承載力及超載指數(shù)

圖2 海南島鄰近海域海岸線承載率等級分布圖

圖3 海南島海岸線承載狀況判定圖

（2）近岸海域開發(fā)利用規(guī)模。海南省各縣市海域開發(fā)利用情況參見圖4，海南省各縣級單元的海域開發(fā)利用類型和規(guī)模均存在明顯的區(qū)域分異特點。洋浦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和?？谑虚_發(fā)利用比例最高，其次是臨高縣。海域開發(fā)利用規(guī)模較大，則占用岸線資源相應(yīng)增加，導(dǎo)致岸線開發(fā)承載能力界或超載。

圖4 各評價單元海域開發(fā)利用比例圖

（3）開發(fā)利用結(jié)構(gòu)。13個評價單元中，文昌市、昌江縣、臨高縣開放式用海方式占比最重，都超過該區(qū)域整體用海開發(fā)利用的50%，儋州市、海口市和洋浦經(jīng)濟開發(fā)區(qū)則是填海造地占比最重，超過該區(qū)域整體用海開發(fā)利用的50%，說明這幾處區(qū)域的開發(fā)力度頗大。海域使用類型對岸線資源的耗用程度和排他程度不同，不合理的海域開發(fā)利用結(jié)構(gòu)影響各區(qū)域的海岸線開發(fā)承載能力。

（4）海洋生態(tài)保護要求。臨高縣海洋功能定位主要以海洋保護和保留為主，主要保護其豐富的紅樹林生態(tài)系統(tǒng)、白蝶貝種質(zhì)資源及珊瑚礁資源，上述功能定位允許的海岸線開發(fā)強度標(biāo)準(zhǔn)PC0數(shù)值較小，是臨高縣承載能力指數(shù)頗高的主要原因。

4 結(jié) 論

本文以海南島省級海岸線保護與利用規(guī)劃中確定的岸線類型，計算海岸線開發(fā)承載力指數(shù)，根據(jù)《資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警技術(shù)方法（試行）》中海岸線開發(fā)強度的算法和步驟進行評估，在理論和方法上也還不成熟，難以為管理決策提供科學(xué)支持。下一步還需要立足海南省實際情況，結(jié)合社會經(jīng)濟發(fā)展和海洋資源行政管理的實際需求，重點研究資源環(huán)境要素在承載能力中的“短板效應(yīng)”、“長板效應(yīng)”、“加和效應(yīng)”、“乘積效應(yīng)”等多種效應(yīng)機制及其疊加及演化規(guī)律[2]，在此基礎(chǔ)上將承載能力的分析評價數(shù)學(xué)模型化。針對海南省近半縣級單元海岸線開發(fā)承載力臨界甚至超載的現(xiàn)狀，以及人工岸線增長顯著、砂質(zhì)岸線侵蝕明顯的變化特點，建議應(yīng)結(jié)合地理、科學(xué)、經(jīng)濟政治等因素，配套彼此協(xié)調(diào)的管理制度和規(guī)劃，以可持續(xù)方式正確處理海岸線開發(fā)與保護問題。

強化依法治海。結(jié)合海南省自身豐富的海洋資源稟賦，建設(shè)具有統(tǒng)一高層架構(gòu)的生態(tài)管海理念和法律法規(guī)體系，逐級向下推行完善，填補各縣級行政單元法律法規(guī)空白；在項目審批中強化生態(tài)用海審查，明確產(chǎn)業(yè)或項目占用岸線必要性的具體內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)，通過建立建設(shè)用海規(guī)?？刂浦笜?biāo)體系，實施自然岸線保有率目標(biāo)控制；采取專項督察和常態(tài)化督察相結(jié)合的方式，對自然岸線管控目標(biāo)、海洋生態(tài)紅線制度等落實情況進行督察，及時依法制止、查處各類損害海洋生態(tài)環(huán)境和自然岸線的違法違規(guī)行為。

推進生態(tài)管海。在現(xiàn)有海洋生態(tài)保護格局下，配合海南省已有海洋環(huán)境觀測與監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，重點布局海洋生態(tài)觀測與監(jiān)測系統(tǒng)，連續(xù)和實時掌握岸線開發(fā)保護情況，為海岸線開發(fā)與保護提供科學(xué)性與預(yù)見性的決策支撐，有效提升海岸帶生態(tài)環(huán)境對海南省自由貿(mào)易港經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的支撐能力。

優(yōu)化海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。依據(jù)《海南省主體功能區(qū)規(guī)劃》和資源環(huán)境綜合承載能力，統(tǒng)籌重點產(chǎn)業(yè)空間布局，合理控制重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模，圍繞重點產(chǎn)業(yè)開展技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)改造，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級；堅持以環(huán)境保護促進重點產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以環(huán)境保護優(yōu)化經(jīng)濟發(fā)展，提升區(qū)域資源環(huán)境對重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐能力，逐步扭轉(zhuǎn)重點產(chǎn)業(yè)粗放式、外延式和分散式的發(fā)展方式；在達到經(jīng)濟效益最優(yōu)的目標(biāo)下，積極發(fā)展、提供海洋綠色產(chǎn)品和服務(wù)，促進經(jīng)濟社會與海洋生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。