利用限制性综合指数法分析宁波市大陆海岸线综合利用格局
2022-06-05赵建华宋德瑞
张 云 吴 彤 赵建华 宋德瑞
1国家海洋环境监测中心，辽宁大连，116023
进入21世纪以来，中国海洋资源开发领域及规模不断扩大，海岸线资源状况是人类对海洋资源开发利用最直观的体现，也是受人类活动影响最为显著的地区［1］，科学合理地配置海岸线空间资源，协调其生态保护与开发利用的矛盾是目前亟待解决的问题［2］。
国外学者从城市发展、岸线演变、海岸线利用等不同角度和尺度研究海岸线资源环境的演变［3⁃6］。国内相关研究主要集中于地理学领域，有学者从海岸线空间分布和开发利用现状角度，研究自然因素和人类活动作用下海岸线的演变过程［7⁃10］。纵观近几十年的海岸线资源评价研究，多数学者选取的指标多集中于海洋部分要素，而对陆海双重作用影响以及生态环境保护等方面的关注较少。本文借鉴生态学理论方法，以2018年宁波市大陆海岸线为研究对象，采用改进后的限制性综合指数法，综合海岸带区域的自然、环境、社会经济等多种因素，构建“生态理念”的指标体系，对宁波市海岸线综合利用空间格局和发展模式进行研究。
1 研究方法
1.1 数据来源
宁波市地处长江三角洲南翼，位于中国长江发展轴和沿海发展轴“T”字形交汇处，陆域总面积为9 816 km2，海域总面积为8 232.9 km2，岛屿614个，拥有丰富的海陆资源，海洋资源优势在长三角地区得天独厚。本文研究范围特指宁波市大陆海岸线。
依据人类活动和陆海空间规划的相关理论，综合分析海岸带区域的自然、环境、社会经济和区位等多种因素，选取13个指标构成海岸线综合利用适宜性影响指标体系，包含表1中的9个适宜性指标和表2中的4个限制性指标。研究数据主要来源于浙江省和宁波市人民政府批复的各类规划和海域使用资料，海岸线长度、类型和开发强度数据是基于前期研究成果［11］，利用遥感影像预处理和色差Canny算子岸线自动提取技术［12］对2018年高分辨率（2.5 m）遥感影像解析获得的。
表1 适宜性指标分级赋值及权重Tab.1 Classifying Values and Weights of the Suitability Indexes
表2 限制性指标分级及变量值Tab.2 Classification of Restricted Indexes and Their Variable Values
1.2 限制性综合指数法
借鉴生态适宜性评价方法的基本思路，综合考虑每个影响指标对海岸线利用适宜性的贡献是十分复杂的，既有正面又有负面的影响，有些因素对海岸线利用构成绝对限制或禁止，有些则构成发展潜力。本文采用的方法为改进后的限制性综合指数法，其原理是将评价指标因子划分为适宜性和限制性两类，根据生态红线划定原则［13，14］和“短板效应”［15］的思路，在限制性指标矩阵中计算出限制性因子的变量值R，再在综合评价指数的基础上乘以限制性因子变量值，获得海岸线综合利用适宜性指数SI。
改进后的限制性综合指数法表达式如下：
式中，Xi为第i项适宜性评价因子的赋值；Wi为第i项适宜性评价因子的权重；R为岸线单元区域的限制性因子变量值。
1.3 指标赋值及权重计算
1）适宜性指标赋值（X）与权重（W）的计算。依据人类活动干扰海岸线资源破坏、生态系统平衡的情况，以及海洋环境本身的承载力与可持续再生能力，遵循生态优先原则，根据各项指标影响海岸线开发利用的适宜程度，将适宜等级由高到低划分为高适宜区、中适宜区、低适宜区和不适宜区4个，分别赋值为7、5、3、1。
采用层次分析法对9个适宜性指标权重进行计算，将所列指标两两比较重要程度后逐层进行判断和评分，并构造判断矩阵，通过方根法求得最大特征根对应的特征向量，得到单项指标对总目标的重要性权值，检验判断矩阵一致性比例为0.007 1，结果非常满意。最终确定的适宜性指标权重见表1。
2）限制性指标变量值（R）的计算。对于限制性指标权重采取“极值”原则［16］，体现区域生态环境保护对人类活动的敏感性，依据限制性指标的管制分区，将限制等级由高到低划分为4个，即禁止开发、限制开发、优化开发和重点开发，变量值分别为0、1、3、5，如表2所示。根据“极值”和“短板效应”原则，计算海岸线综合利用适宜性指数SI时，叠加限制性指标等级由最高限制等级确定，体现了生态学的“限制因子定律”［17］。
2 结果分析
2.1 海岸线综合利用分类
依据海岸线综合利用适宜性指数模型及适宜性指标和限制性指标计算方法，获得的综合评价指数数值范围为0~25.202，采用聚类法将其分为生态岸线、生活岸线和生产岸线3类，并由3类岸线空间分布区域特征及对应指标和权重，得到海岸线综合利用类型划分标准。根据SI将海岸线综合利用类型划分为以下3种：①0≤SI≤2.865 6时为生态岸线；②2.865 6
1）生态岸线以生态保护功能为主导，禁止开发利用活动的岸线区域，主要分布于自然岸线、河口岸线、生物岸线、海洋保护区、滨海旅游区、保留区、自然保护区核心区、清洁海域等范围内。
2）生活岸线是指基本保障人们的生存、生活、休闲娱乐、教育等开发利用的海岸带所占用的海岸线。以生态新城、城镇基础设施、垃圾处理、旅游休闲娱乐、渔业用海、交通与渔业港口、科研教育等用海功能区为主导的岸线区域，主要分布于城镇用海、农业围垦、渔业用海、盐业用海、交通运输用海、旅游休闲娱乐区、滨海旅游区、科研教学用海、倾倒区用海等范围内。
3）生产岸线是以工业生产和配套设施建设功能为主的岸线区域，主要分布于人工岸线、建设区域用海、工业用海、矿产与能源区、港口航运区等范围内。
2.2 海岸线综合利用评价结果分析
结合上述海岸线综合利用类型划分标准，通过改进后的限制性综合指数模型，计算得到2018年宁波市大陆海岸线综合利用评价结果。由表3可以计算出，宁波市生态、生活和生产3种海岸线综合利用类型长度的占比分别为14.10%、47.44%和38.46%；象山县范围内的生态岸线和生产岸线所占比例最大，分别为65.37%和39.40%；宁海县范围内的生活岸线所占比例最大，为34.90%。
表3 宁波市海岸线综合利用各类型岸线的长度/kmTab.3 Length of All Types of Coastline for Comprehensive Utilization in Ningbo/km
2.3 海岸线综合利用空间集聚特征分析
宁波市海岸线综合利用空间集聚整体呈现“中部生态与生活，外部生产”的特征，生态与生活岸线主要分布于杭州湾、象山港和三门湾三大湾区域，生产岸线集聚于宁波市东部海岸带，详细空间分布情况如下：
1）生态岸线分布于杭州湾、象山港和三门湾三大湾区域内，与生态保护红线和海洋生态红线区域吻合，岸线主要集聚于象山县内，其长度占生态岸线总长度的65.37%，而余姚市、镇海区和北仑区3个行政区内无生态岸线。
2）生活岸线分布于象山港和三门湾两大湾区域内，集聚于象山县和宁海县，其长度占生活岸线总长度的66.99%，由其空间分布特征来看，多分布在滨海新城或以旅游休闲娱乐功能为主导的县区。
3）生产岸线分布于宁波市东部海岸带，集聚在象山县、北仑区和慈溪市，其长度占生产岸线总长度的87.45%，多分布于产业集中区和港口区域，而余姚市、鄞州区和奉化区3个行政区内无生产岸线。
3 结束语
本文借鉴生态适宜性评价方法的基本思路，改进综合指数法，融入限制性指标变量，形成了限制性综合指数法模型，并对宁波市海岸线进行了综合利用格局研究，主要结论如下：
1）从整体数量比例来看，宁波市范围内生态、生活和生产3种海岸线综合利用类型长度的占比分别为14.10%、47.44%、38.46%。
2）从行政区范围内3种类型岸线所占比例来看，象山县范围内的生态岸线和生产岸线所占比例最大，分别为65.37%、39.40%；宁海县范围内的生活岸线所占比例最大，为34.90%。
3）从空间集聚特征来看，整体空间分布呈现出“中部生态与生活，外部生产，内蓝外红”的特征，生态与生活岸线集中分布于杭州湾、象山港和三门湾三大湾区域，生产岸线主要分布在宁波市东部海岸带。
限制性综合指数法模型综合考虑了海岸带区域的自然、环境、社会经济等多种因素，消除了变量间的正负影响，但变量间质与量的差异还存在一定的主观性，在后续的研究工作中将进一步优化，以拓展其适用范围。
