川山群岛无居民海岛开发区域选划研究*——基于川山群岛有居民海岛的开发利用方式

曹金芳,张 杰,马 毅,李晓敏,包玉海

(1.内蒙古师范大学 呼和浩特 010022;2.国家海洋局第一海洋研究所 青岛 266061)

川山群岛无居民海岛开发区域选划研究*
——基于川山群岛有居民海岛的开发利用方式

曹金芳1,2,张 杰1,2,马 毅1,2,李晓敏2,包玉海1

(1.内蒙古师范大学 呼和浩特 010022;2.国家海洋局第一海洋研究所 青岛 266061)

以广东省川山群岛为研究区,基于有居民海岛的开发利用方式,进行无居民海岛开发利用区域选划研究。川山群岛包括上川岛、下川岛和漭洲3个有居民海岛,王府洲、围夹岛、黄麖洲、坪洲和乌猪洲等118个无居民海岛。文章选取对土地利用布局影响较大且受人类活动影响较小的高程、坡度和离道路距离作为评价因素对上川岛进行土地适宜性评价,确定适宜开发利用的评价因素组合条件;利用另两个有居民海岛——下川岛和漭洲对评价因素组合条件确定的合理性进行检验;根据确定合理的评价因素的组合条件,采用栅格数据空间叠加分析的方法,对王府洲、围夹岛、黄麖洲、坪洲和乌猪洲5个无居民海岛进行可开发利用的区域选划研究。结果表明:王府洲、围夹岛、黄麖洲、坪洲和乌猪洲5个无居民海岛可开发利用的区域面积分别为0.50km2、0.40km2、0.18km2、0.41km2和1.09km2。其中,坪洲可开发利用的区域面积比例最大,占海岛总面积的48.81%,这主要是由于该岛地形起伏很小,坡度较缓。

川山群岛;有居民海岛;无居民海岛;开发利用;区域选划

海岛是我国领土的重要组成部分,是海陆兼备的国家疆土,成为当今社会开发的焦点。《中华人民共和国海岛保护法》规定:国家实行海岛保护规划制度,海岛保护规划是从事海岛保护、利用活动的依据;全国海岛保护规划应当确定可利用的无居民海岛;无居民海岛的开发利用活动,应该遵守无居民海岛保护和利用规划;开发利用无居民海岛应当提交项目论证报告、开发利用具体方案等[1]。

如何合理地对无居民海岛进行开发利用,成为国内外学者研究的焦点。国际上,马尔代夫的无居民海岛开发模式最为成功,20世纪80年代,依靠国外资金的援助和国外著名设计公司的专门设计,制订了马尔代夫海岛开发计划,该计划充分考虑到生态环境保护的重要性[2]; LeanG提出旅游开发使得海岛森林、土壤及野生生态资源受到破坏[3];JonS.Harding等利用GIS对新西兰南岛进行人类活动影响等级划分,为新西兰海岛规划提供依据[4];S.Gossing指出,桑给巴尔岛的旅游开发加剧了淡水资源的匮乏,导致地下水位下降、地面下沉和地下水污染等现象,严重破坏了海岛原有的生态环境,给当地居民带来了严重的负面影响[5]。国内,衣华鹏等选取长岛县为研究区,根据社会统计资料和实地调查研究,分析了该县海岛资源的特点,并结合海岛地区的区域特征,从自然条件、社会经济、海洋资源、生态和旅游资源等方面进行研究,针对长岛县海岛资源特点及主要存在的问题提出了该县海岛可持续利用的新观点和新措施[6];刘国霞等选取海陵岛为研究区,根据各种文献资料及现场数据,选取土壤类型、高程、坡度、坡向、离岸距离、交通条件6个因素作为评价因素,根据土地利用类型与评价因素等级组合的频繁度,确定不同土地利用类型在各评价因素下的适宜度,利用加权求和法获得海陵岛土地利用类型在全部评价因素下的综合适宜度[7];杨红等根据对上海市无居民海岛的实地调查并结合文献数据,从保护和开发两个方面分别进行指标的选取,选择层次分析法和德尔菲法相结合的方法进行赋值,建立上海市无居民海岛土地资源开发利用评价模型[8]。

目前,关于无居民海岛开发利用方面的研究,大多是定性的评价,没有给出定量的评价方法和过程。本研究以川山群岛为研究区,选取高程、坡度和离道路距离作为评价因素,对上川岛进行适宜性检验,确定适宜开发利用的评价因素的组合条件;利用另两个有居民海岛对评价因素组合条件确定的合理性进行评价;根据确定合理的评价因素的组合条件,进行研究区内无居民海岛开发利用的区域选划研究。

1 研究区域

川山群岛行政隶属于广东省江门市的台山市,分布在珠江口西侧,位于21°34′N～21°47′N, 112°25′E～112°54′E,为粤中海上重要屏障。川山群岛包括上川岛、下川岛和漭洲3个有居民海岛和王府洲、围夹岛、黄麖洲、坪洲和乌猪洲等118个无居民海岛[9](图1)。岛上居民有近4万人,有耕地1300hm2余,居民以农耕为主,兼营渔业[10];众多的无居民海岛基本上分布于直线距离41nmile的海域,集中分布于上川岛和下川岛周边,其中王府洲、围夹岛、黄麖洲、坪洲和乌猪洲5个无居民海岛面积占川山群岛无居民海岛总面积的87.62%。

图1 研究区域位置

2 数据源与数据处理

2.1 数据源

本研究以覆盖川山群岛2008年12月3日成像、空间分辨率为0.9m的遥感影像为主要数据源,辅以DEM、数字地理底图、海图和历史调查资料。以基于遥感影像提取的土地利用、岸线和道路矢量层作为基础数据;以基于DEM生成的高程和坡度数据、离道路距离数据作为评价数据。

2.2 数据处理

根据川山群岛土地利用的特点以及遥感影像的识别能力,采用三级分类体系,将海岛土地利用分为:一级类3个,包括农业用地、建设用地和未利用地;二级类8个,包括耕地、林地、住宅用地、工矿仓储用地、公共建筑及设施、水域及水利设施用地、未利用土地以及其他土地;三级类11个,水田、旱地、有林地、养殖水面、城镇混合住宅、农村居民点、工矿仓储用地、教育文化用地、水库水面、裸土地及未利用海滩。

基于遥感影像,根据上述土地利用分类体系,结合现场踏勘建立的遥感解译标志,对上川岛、下川岛和漭洲进行土地利用信息提取,并对提取的矢量层进行数据栅格化;利用研究区域界限裁切DEM,根据DEM生成高程、坡度数据,利用道路数据生成离道路直线距离作为离道路距离数据。

3 海岛开发利用区域选划

3.1 川山群岛无居民海岛开发利用区域选划技术流程

川山群岛无居民海岛开发利用区域选划技术流程主要包括3个步骤:① 有居民海岛土地利用适宜性评价,确定适宜开发利用的评价因素组合条件;② 评价因素组合条件确定的合理性检验;③ 无居民海岛开发利用区域选划。各步骤之间为递进关系,前一步工作的结果是下一步工作开展的前提和基础。图2为川山群岛无居民海岛开发利用区域选划的技术路线图。

图2 川山群岛无居民海岛开发利用区域选划技术路线

3.2 上川岛土地利用适宜性评价

上川岛位于21°34′～21°46′N,112°42′～112°52′E,分布在广东省江门市台山市东南海域,面积为137.42km2,为江门市第一大海岛,广东省第二大岛,气候温暖宜人,因地理纬度与美国夏威夷大致相同,旅游资源与夏威夷媲美,被誉为 “东方夏威夷”,以其丰富独特的旅游资源吸引着八方游客,岛上冈峦起伏,中间低,北部高,南部较北部稍低,岛上设有上川镇。岛上交通条件便利,南部有广东省五大渔港之一的沙堤渔港,上川岛有很多迷人的海滩,除奇特山景石林外,还有引人入胜的原始次生森林。

根据上川岛2008年土地利用信息提取结果:有林地面积最大,为124.06km2,占全岛面积的89.91%,在整个上川岛上均有分布;其次为水田,面积为8.22km2,占5.96%,主要分布在上川岛中部的住宅用地周边;再次为养殖水面,面积为2.06km2,占1.49%,也分布在住宅用地周边;城镇混合住宅和农村居民点面积分别为0.95km2和0.88km2,主要为上川镇和大江村、沙堤村等;其他各类型所占比重比较小。

3.2.1 评价因素的选取与分级

本研究选取了对土地利用布局影响较大及受人为干扰较小的高程、坡度和离道路距离3个因素作为评价因素,对上川岛的土地利用进行适宜性评价。

评价因素选取后,首先要对这些评价因素进行分级,因为不同级别评价因素对同一土地利用类型或不同土地利用类型的影响是不同的。评价因素的分级应与土地质量分级保持一致,要符合研究区域的实际情况和土地利用类型的分布特征。通过文献阅读和多次试验结果,确定各评价因素的分级标准。参评因子分级表见表1。

表1 参评因子分级

3.2.2 评价单元的确定

进行海岛适宜性评价首先要确定评价单元,评价单元是进行土地利用适宜性评价的基本单位,同一评价单元内,土地的基本属性具有一致性,不同的评价单元之间,土地的属性既有区别又有可比性。土地适宜性的评价结果最终是通过各评价单元的区别反映出来的。本研究利用2008年上川岛土地利用类型的258个图斑与对应单一评价因素分级数据叠加后的栅格单元作为单因素评价单元。由于本研究所用的数据源中,空间分辨率最小的为5m,所以确定栅格化的像元大小为5m×5m。

3.2.3 适宜性评价

利用2008年栅格化后的上川岛土地利用数据分别与高程分级数据、坡度分级数据以及离道路距离分级数据进行空间叠加,利用适宜度计算公式[11]得到上川岛土地利用现状在该评价因素下的适宜度,在此基础上算得适宜度标准差。每一个评价因素下的适宜度值及适宜度标准差见表2至表4。

计算公式为:

表2 土地利用类型在不同高程分级下的适宜度

表3 土地利用类型在不同坡度分级下的适宜度

表4 土地利用类型在不同离道路距离分级下的适宜度

3.2.4 适宜开发利用的评价因素组合条件确定

开发利用主要指对建设用地的开发。根据前面所确定的土地利用分类体系和不同评价因素下的适宜度结果,获得适宜开发利用的各评价因素的组合条件,为无居民海岛开发利用区域选划做准备。适宜开发利用的评价因素组合条件是:高程等级为一级,坡度等级为一级、二级、三级,离道路距离等级为一级。

3.3 适宜开发利用的评价因素组合条件合理性检验

除上川岛外,下川岛和漭洲为川山群岛的另两个有居民海岛,利用这两个海岛,对适宜开发利用的评价因素组合条件的合理性进行检验。下川岛与上川岛毗邻相望,属亚热带气候,长期受海洋季风影响,阳光充足,气候温和,四季如春,岛上椰树成荫,风光迷人,有沙质优良的天然海滩、温婉秀丽的海湾、引人入胜的古迹、茂密的原始森林,还有灿烂的山花、斑斓的蝴蝶、清脆的鸟鸣以及天然深水良港;漭洲主岛面积仅有1.5km2,全岛常住居民有400多人,交通不便,岛上居民到大陆或镇上办事必须经渡船接送,岛上全是山地,没有平原,最高峰班石贵山海拔299m,岛上常年吹东风或者北风,因而西岸风平浪静,是一个良好的避风港[10]。

根据下川岛2008年土地利用信息提取结果:有林地面积最大,为70.26km2,占全岛的84.86%,在全岛均有分布;其次为水田,面积为7.01km2,占8.46%,分布在下川镇及各村庄周边;再次为养殖水面,面积为1.98km2,占2.93%,主要分布在下川镇和白沙村周边;其他各类型所占比重相对较小。

根据漭洲2008年土地利用信息提取结果:有林地面积最大,为6.26km2,占全岛的97.38%;其他类型所占比例都较小。

基于上川岛确定的适宜开发利用的高程、坡度和离道路距离条件,利用ArcGIS软件的空间叠加分析功能,获得下川岛和漭洲的叠加结果,将其与下川岛和漭洲的遥感解译结果进行比对,通过统计结果计算得到:下川岛93.19%的建设用地落在适宜区域内,漭洲92.81%建设用地落在适宜区域内。此外,下川岛有93.69%的耕地落在适宜区域内,漭洲有90.77%的耕地落在适宜区域内,这些耕地都分布在农村居民点和城镇建设用地的周围。根据资料记载,下川岛上人口主要由农业人口组成,农业人口较多与其经济实力和结构有直接关系,由于海岛自身的特殊性,因此下川岛是一个半渔半农的海岛镇;漭洲,岛上有少许居民,多数从事渔业,靠村子周边耕地进行耕作,岛上村民粮食可自给有余[10],由此看来本研究确定的适宜开发利用的评价因素组合条件合理,可用于进行周边无居民海岛的开发利用布局。

3.4 典型无居民海岛开发利用区域选划

前节的评价因素组合条件的合理性检验结果表明,根据上川岛确定的适宜开发利用的评价因素组合条件合理,可以将其用于川山群岛无居民海岛开发利用区域选划研究。

选取川山群岛中面积较大的5个无居民海岛—黄麖洲、坪洲、王府洲、乌猪洲和围夹岛进行研究,这5个无居民海岛占整个川山群岛无居民海岛总面积的87.62%。这些海岛多数未开发利用,因此岛上大多没有道路修建,在研究中考虑到道路对土地开发利用的重要性,首先对海岛的道路进行选划。在总结有居民海岛和已开发的无居民海岛道路情况后发现,海岛道路一般为环岛道路,同时道路一般修建在坡度较缓、高程较低的区域,道路要与码头、港口相连接。基于此,对所研究的5个无居民海岛分别进行道路选划。黄麖洲,道路选划在东西两侧易于修建港口码头的港湾,同时可以方便与上、下川岛进行连接;坪洲,地形起伏较小,道路选划主要考虑到其易于修建码头、港口区域,从港湾区修建环岛公路;王府洲,是南澳港的东南屏障,充分利用此屏障与下川岛进行联系,同时由于海岛东南侧海域有千锦石明礁和洲大礁,属于航行险区,此处不宜修建码头和港口;乌猪洲,海岛上面有码头和公路,选划道路时要与码头相连接,尽量利用原有道路;围夹岛,在道路选划时充分利用岛北侧的围夹水道及海岛上原有的一条公路进行道路布局。各无居民海岛道路选划布局如图3所示。

图3 无居民海岛道路选划布局

根据道路选划结果,生成5个无居民海岛的离道路直线距离数据,再根据所确定的各评价因素分级标准对5个无居民海岛的高程数据、坡度数据以及离道路距离数据进行分级处理,然后将分级后的高程分级数据、坡度分级数据和离道路距离分级数据进行空间叠加,利用本研究确定的适宜开发利用的评价因素组合条件,分析得出5个无居民海岛上适合开发利用的区域。5个无居民海岛适宜开发利用区域面积统计见表5,适宜开发利用区域分布见图4。

表5 无居民海岛适宜开发利用区域面积统计

图4 无居民海岛适宜开发利用区域分布

由表5和图4可以看出,5个无居民海岛中,适宜开发利用面积最大的为乌猪洲,面积为1.09km2,占整个乌猪洲面积的19.96%,主要分布在岛上原有的码头周围、岛西侧、南侧及东侧海湾,这些区域高程较低、坡度较缓;其次为王府洲,面积为0.50km2,占整个王府洲面积的27.17%,主要分布在王府洲的中南部区域以及南澳港东南区域;再次为坪洲,面积为0.41km2,主要分布于该海岛的中部,可开发利用面积占整岛的48.81%,是5个无居民海岛中可开发利用面积比例最大的,这主要因为坪洲因地形平整而得名,整个海岛上地形起伏很小,很大一部分区域适合开发利用;围夹岛适宜开发利用面积紧随其后,面积为0.40km2,占整个海岛面积的22.73%,主要分布于海岛的南部及北部区域;面积最小的为黄麖洲,只有0.18km2,占整个海岛总面积的15.65%,由于该岛地形起伏较大,坡度较陡,因此适宜开发利用区域仅分布于该岛西部海湾、西南及东部一些地区。

4 结论与讨论

4.1 结论

自 《中华人民共和国海岛保护法》颁布实施以来,无居民海岛开发利用研究一直是学者研究的焦点和热点。本研究以川山群岛为研究区域,以栅格数据空间叠加分析的方法得到上川岛适宜开发利用评价因素的组合条件,利用下川岛和漭洲两个有居民海岛对确定的组合条件进行合理性检验,检验合理后对川山群岛中5个无居民海岛进行开发利用区域选划,结论如下。

(1)针对海岛土地资源的脆弱性及地理区位的特殊性,制订了基于有居民海岛开发利用方式的无居民海岛开发利用流程,包括有居民海岛土地利用适宜性评价,确定适宜开发利用的评价因素组合条件、评价因素组合条件确定的合理性检验、无居民海岛开发利用区域选划3个步骤。

(2)通过上川岛土地利用适宜性评价确定的适宜开发利用评价因素组合条件为:高程≤100m、坡度＜15°和离道路距离≤300m;通过下川岛和漭洲检验得到:下川岛93.19%的建设用地落在适宜区域内,漭洲92.81%建设用地落在适宜区域内,说明本研究所确定的适宜开发利用的评价因素组合条件合理,可用于进行周边无居民海岛的开发利用布局。

(3)利用上述检验合理的评价因素组合条件进行王府洲、围夹岛、黄麖洲、坪洲和乌猪洲5个无居民海岛开发利用区域选划,2008年5个无居民海岛适宜开发利用区域面积分别为0.50km2、0.40km2、0.18km2、0.41km2和1.09km2,占各自海岛总面积的百分比分别为27.17%、22.73%、15.65%、48.81%和19.96%。

4.2 讨论

在选取评价因素时只考虑了自然因素及受人类活动影响较小的离道路距离作为评价因素,评价因素选取较少,因此计划在下一步工作中多选取一些评价因素。

本研究在进行上川岛适宜性评价时对评价因素做分级处理,虽然经过多次试验,选择了最优的分级结果,但是分级界限的变化会影响评价的结果,因此在今后的工作中,需要进一步研究更好更稳定的分级方法。

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