廈門海岸類型變遷與經濟發展的關聯性研究

曹超,朱鎧,蔡鋒,戚洪帥,蘇燕,潘祥進

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

0 引言

近數十年來,全球氣候變化引起海平面上升,臺風和風暴潮等極端天氣增強,加上沿海地區高密度分布的人口開展高強度的海洋開發利用活動,導致自然海岸嚴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,挖沙填海等活動亦使海岸生態功能與景觀遭到破壞。由于近岸海洋動力和泥沙運移的動態平衡被打破,看似強大堅固的護岸卻違背自然規律,使海岸侵蝕的表現形式由后退向護岸底腳和近岸區下蝕轉變,即由顯性向隱性轉變,海岸發生侵蝕災害的潛在風險加大,海岸脆弱性提升。海岸類型的轉變不僅改變海岸的自然防護能力,而且直接影響并指示當地海洋經濟的發展。因此,沿海城市海岸類型的變遷過程是其海洋經濟發展歷程的“風向標”。

海岸線是指多年大潮平均高潮位時的陸海分界痕跡線,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,如沙質岸線、粉砂淤泥質岸線、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準缺乏明確的內涵。例如:防波堤之外的圍海養殖對海岸自然過程的影響重大,該建筑物的簡易護岸是否屬于永久性人工建筑物仍須合理定義。此外,隨著海岸帶開發利用活動的不斷增多,自然岸線和人工岸線2個類型的海岸線劃分已不滿足不同開發利用活動的分類和審批需求。因此,結合《海洋學術語:海洋地質學》(GB/T 18190—2017)[2]、《我國近海海洋綜合調查與評價專項海岸線修測技術規程》[3]和《第三次全國國土調查技術規程》(TD/T 1055—2019)[5]對海岸線的分類標準,本研究以廈門為例,對其海岸類型的劃分兼顧海岸的物質組成和功能,形成2種海岸類型變遷的統計數據,更為直觀地表達廈門海岸類型變遷與經濟發展的密切關聯。

1 研究區概況

廈門位于我國東南沿海地區的福建南部和閩南金三角中部,與漳州和泉州相連。地質構造屬于新華夏系第二復試隆起帶與南嶺緯向構造帶的復合部位,發育剝蝕、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,近代風沙崛起,海岸發育多級紅土臺地和風沙地貌[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氣候,溫和多雨,年平均氣溫在21℃左右,冬無嚴寒,夏無酷暑;年平均降雨量約為1 200 mm,每年5—8月雨量最多;風力為3~4級,常向主導風為東北風;在太平洋溫差氣流的作用下,年平均受4~5次臺風影響,且集中在7—9月[7-8]。

廈門海域包括廈門港、外港區、馬鑾灣、同安灣、九龍江河口區和東側水道。其中,廈門港外有大金門、小金門、大擔和二擔等島嶼橫列,內有廈門島和鼓浪嶼等島嶼屏障,是天然的避風良港;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];港區外島嶼星羅棋布,港區內群山四周環抱,港闊水深,終年不凍,是條件優越的海峽性天然良港,在歷史上就是我國東南沿海對外貿易的重要口岸[10]。港口岸線、旅游娛樂岸線和生態恢復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。應用ArcGIS軟件,采用已知控制點數據對7期遙感影像圖進行幾何校正,校準精度優于1個像元的分辨率。以1984年的影像圖為基準影像,配準、拼接和裁剪其他6幅影像,形成本研究的圖形庫。

根據海岸的物質組成和功能劃分海岸類型(表1和表2)[11],結合廈門海岸線特征、Landsat系列衛星識別結果和歷史資料,基于ArcGIS軟件開發的DSAS模塊的端點變化率和線性回歸率等算法,判別、計算并修訂每個期次的海岸線類型和長度,按照1∶5 000比例尺統計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據庫。應用Coreldraw軟件進行修飾,將7個時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 根據物質組成劃分的海岸類型

表2 根據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:泥質岸線是廈門海岸線的主導類型,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%),一直較為穩定,2005年后銳減,至2018年減至39.39 km(占比16.64%);基巖岸線的發展趨勢與泥質岸線相似,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80—90年代穩定在4.66 km,至2000年消失,已開發利用成為砂質岸線;人工岸線長度僅次于泥質岸線,1984—2005年緩慢增長,2010年突增至135.40 km(占比60.34%),此后穩定在140 km左右。

根據表4,將泥質岸線和人工岸線歸類于漁業岸線、鹽田岸線、工業岸線、造地工程岸線、交通運輸岸線和海岸防護岸線等類型,同時砂質岸線逐漸減少并轉變為旅游娛樂岸線和砂質修復岸線。漁業岸線、鹽田岸線和海岸防護岸線有所減少,其中鹽田岸線和海岸防護岸線(簡易護堤)至2010年消失;交通運輸岸線、旅游娛樂岸線和砂質修復岸線有所增長并較為穩定;造地工程岸線1984—2005年占比為9.35%~15.14%,2010年突增至32.26%并趨于穩定。除已消失的鹽田岸線和海岸防護岸線外,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、漁業岸線、旅游娛樂岸線、工業岸線、交通運輸岸線、基巖岸線、砂質修復岸線、生物岸線、砂質岸線。

綜上所述,廈門海岸類型變遷經歷3個階段。①1984—2000年,海岸開發利用處于起步階段,海岸利用類型為以鹽業和漁業為主的粗放型和集約化的低產值類型;②2000—2010年,海岸開發利用處于高速發展階段,海岸利用類型為以大規模填海造地、交通運輸和旅游娛樂為主的開發型高產值類型;③2010年至今,隨著海岸防護岸線逐步被改造成砂質修復岸線,海岸開發利用處于合理開發與保護并行且以保護為重的恢復階段,海岸利用類型為生態恢復和軟質護岸等近自然類型。

3 海岸類型變遷與經濟發展的關聯性

自成立經濟特區以來,廈門充分利用海洋資源和地理優勢,海洋經濟從無到有、從小到大且發展速度從慢到快。尤其是海岸開發利用經歷萌芽階段(1981—1986年)、快速起步階段(1986—2000年)、高速發展階段(2000—2010年)和穩定增值階段(2010年以后),實現量變到質變的飛躍。海洋產業在規模迅速擴大的同時效益不斷提升,創新能力和產業結構也逐步加強和優化。海洋經濟逐漸成為促進廈門經濟和社會發展的重要力量,并成為新的經濟增長點[12]。

根據《2019年廈門市國民經濟和社會發展統計公報》[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;地區生產總值為5 995.04億元,同比增長7.9%(按可比價格計算),三次產業結構為0.4∶41.6∶58.0。海洋經濟總產值和增加值分別為3 163.88億元和649.03億元,分別同比增長11.4%和10.74%;海洋三次產業結構為0.5∶18.5∶81.0,呈現以海洋第三產業為主體、海洋第二產業協同發展的態勢,海洋經濟結構進一步優化。

旅游業是廈門的支柱產業。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10處[14],全年共接待國內外游客4 522.94萬人次,旅游總收入達到653.44億元。廈門是中國十大熱點旅游城市,超過80%的旅游項目為濱海旅游,原先的泥灘、沙灘和基巖海岸逐步發展為以旅游業為主體功能的砂質修復海灘、休憩親水公園、帆船基地和復合型多功能娛樂場。海岸功能轉變和價值提升與海洋經濟同步發展。

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

從30余年來廈門海岸類型變遷和經濟發展的數據分析可以看出,廈門海岸類型變遷與經濟發展密切相關,人類日益增長的物質文明和生態文明需求對城市海岸類型變遷的響應特征十分顯著。從粗放型第一產業,到發展型第二產業,再到保護型第三產業,經濟發展從理念與要求并存到理念超越要求,最終實現理念與要求和諧共存和相融互進的經濟發展模式。

4 建議

經濟發展勢必以犧牲資源環境為代價。為實現經濟可持續發展,廈門應制定并實施海岸開發利用和保護措施。①深化海岸資源環境基礎理論研究和實地調查,科學劃定嚴格保護岸線、限制開發岸線和優化利用岸線,為強化制度約束以及實現海岸資源可持續開發利用提供保障[15];②充分發揮海洋主管部門的統籌協調作用,完善管理機制,形成陸海統籌和防御海岸侵蝕的工作格局和一系列決策部署,深入貫徹落實中央關于堅持嚴格管控圍填海、生態優先和節約集約的原則,切實遏制違背自然規律的“向海索地”行為;③全面掌控海岸動態變化,定期開展海岸專項執法檢查和督查,推進海岸整治修復,維護海岸開發利用秩序,確保將各項制度措施落到實處;④加大宣傳力度,營造保護海岸的良好社會氛圍,切實提高依法依規節約開發利用海岸和防范海岸侵蝕災害的社會意識。