無居民海島開發利用適宜性評價及生態保護研究—以坪洲為例

摘 要：無居民海島以其原生態的自然景色受到海洋旅游的青睞，對無居民海島的開發利用活動正在持續推進，評估無居民海島開發利用的可行性和維持生態系統的穩定性是無居民海島開發利用過程中的關鍵議題。本文旨在通過無居民海島的特點，建立無居民海島開發適宜性評價因子指標體系，以無居民海島旅游開發適宜性作為評價模型，并采用ARCGIS空間分析、疊加分析等功能，對無居民海島的開發適宜性進行綜合評價并提出生態保護策略。研究結果表明坪洲島為中度適宜開發類型的無居民海島，但在開發過程中應限制開發強度并注意生態系統的保護，本研究可為坪洲島的開發利用及類似小型無居民海島的開發和生態保護提供借鑒。

關鍵詞：無居民海島；開發適宜性；GIS分析；生態保護

中圖分類號：X826 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9655（2024）06-00-05

0 引言

海島是指四面環海水并在高潮時高于水面的自然形成的陸地區域，包括有居民海島和無居民海島[1]。無居民海島是指在我國管轄海域內不作為常住戶口居住地的島嶼、巖礁和低潮高地等[2]。海島既是國土陸域資源的延申與補充，又是海洋資源的重要組成部分，擁有海陸雙重特點。隨著國家經濟的飛速發展，國民的經濟收入和生活品質都得到了大幅提升，國民對美好生活的追求和精神文化需求日益增長，依托完善的現代綜合交通運輸體系，外出旅游成為越來越多國民的選擇，濱海游、海島游已成為旅游的熱門目的地，尤其是海島出游熱情高漲，成為濱海旅游的中堅力量。相對于有居民海島，無居民海島受人類活動影響較小，因其獨特的自然風光和原生的自然資源，更受旅游者的青睞，旅游開發的潛力巨大。

我國海域幅員遼闊，海域總面積約473萬km2，

接近陸域總面積的一半，而廣闊的海域內分布著大大小小的島嶼。我國擁有面積＞500 m2的海島7300多個，其中無居民海島占海島總數的94%[3]。相比于內陸和大多數有居民海島，無居民海島四面環海、遠離大陸，普遍為小型島嶼，面積較小，形成了其獨特且相對獨立的生態系統。這類小型島嶼生態環境極其脆弱，容易受自然災害和旅游開發的影響，若海島在利用過程中出現無序無度開發、未采取有效的生態保護措施，極易遭受破壞，一旦破壞則難以恢復，因此在無居民海島的開發利用之前，評價海島的開發適宜性，并提出相應的生態環境保護措施尤為重要，避免海島開發利用過程中造成難以估量的損失。

目前，國內研究人員應用GIS技術對有居民海島進行生態敏感性和開發適宜性評價的研究已經非常廣泛[4-6]。近幾年，隨著無居民海島的開發利用越來越受到關注，已經有一些專家學者對無居民海島的旅游開發和生態保護進行研究，如朱正濤等采用AHP和Delphi評估方法對青島市海域全部無居民海島旅游開發適宜性進行分級評價[7]，顧勇等采用GIS空間分析技術和層次分析法評估了福建平潭大嶼島在開發前后的開發適宜性動態變化[8]，葉祖超、陳秋明等從生態保護和經濟開發兩個方面對無居民海島的生態保護和經濟開發進行適宜性評價[9， 10]，張遠敏從生態旅游的視角基于生態保護和旅游開發兩個方面對廈門市無居民海島進行研究[11]。本文將結合無居民海島的特點，基于GIS的空間分析技術和層次分析法，構建無居民海島的開發適宜性評價指標體系，并以無居民海島坪洲為例，對無居民海島的開發適宜性進行綜合評價并提出生態保護策略建議，為無居民海島的旅游開發和生態保護提供科學支撐。

1 研究區概況

坪洲位于廣東省江門市臺山市南部海域，在珠江口西側，是我國第二大群島川山群島的附屬島嶼，處在上川島和下川島兩座主島的中間區域。島嶼陸域面積約81.3 hm2，長2.07 km，寬1.21 km，

最窄處僅50 m，岸線總長約8.5 km，均為自然岸線。由于受海水侵蝕影響，岸線類型豐富，巖質岸線占87.6％，砂質岸線占10.5%，礫質岸線占1.9%。全島地形豐富，西南部地勢寬大平緩，南部為陡峭的巖壁，北部海灣近岸平緩，發育形成灘面平緩的沙灘，東北角為狹長陡坡石角，中間蜂腰部低平，形成埡口地貌，坪洲的制高點位于全島的南側，海拔76.9 m。受臺風與強風影響，島上缺乏高大喬木，植被經過自然、人為干擾和自然演替過程，形成了以次生植被為主的灌草叢、沙生植被和人工林。組成植被的植物均為廣東沿海常見物種。全島植被覆蓋率高達95％以上，植被生長茂盛，為海島提供了良好的生態環境。

依據2011年4月12日國家海洋局聯合沿海有關省、自治區海洋廳（局）向社會公布我國第一批開發利用無居民海島名錄，坪洲是廣東省第一批同意開發的60個無居民海島之一，可適度利用，主要用途為旅游娛樂功能。坪洲面積雖小但景觀資源豐富，擁有豐富的山、林、灘、溪、礁石等特色自然景觀。北部沙灘區域長約575 m，寬約

20 m，沙質細膩，海水清澈，沙灘清潔，沙灘依山傍海，視野開闊，周邊環境優美，是旅游開發的優勢資源。環島區域具有豐富的海底地貌，周邊海域水深20 m左右，海域海水水質優良，基本沒有人為活動對海水造成的污染，適宜多種海洋生物生存和棲息。地處珍稀海洋動物中華白海豚的洄游路線，國家二級保護動物海龜在周圍海域有分布，位于候鳥遷徙路線上，眾多中國瀕危鳥類品種由此經過。

2 材料與方法

2.1 評價因子的選取

影響土地開發適宜性的因素一般包括自然因素和社會因素，基于坪洲島所處的地理位置及自身生態環境綜合特征并參考已有關于無居民海島開發適宜性評價指標選取的研究[6-10]，采用主成分分析法，篩選地形地貌、自然環境和資源條件等與無居民海島生態保護和開發利用有直接相關的因素作為評價因子，最終選取高程、坡向、坡度、光照條件、植被類型及土壤地質條件6個要素作為評價因子。對各評價因子進行量化與標準化處理，參考顧勇[8]、葉祖超[9]、黃海舟[13]等的研究成果，將各評價因子劃分為不適宜開發、低適宜開發、中適宜開發、高適宜開發、極適宜開發5個層次，按照各指標因子對生態敏感和開發適宜影響程度的高低，分別按照1、3、5、7、9對評價因子進行分級賦值，見表1。

表1 評價因子分級

評價因子 因子分級指標體系

極適宜 高適宜 中適宜 低適宜 不適宜

高程/m 5～10 10～20，

2.91～5 20～40，

1.12～2.91 40～60，

0.62～1.12 gt;60，

lt;0.62

坡度/° lt;5 5～8 8～15 15～25 gt;25

坡向 南/平地 東南/西南 東/西 東北/西北 北

植被類型 裸地/沙生植被 / 草灌指標 / 闊葉林

地質土壤 花崗巖赤紅壤 / 耕型/粗骨赤紅壤 / 石質/砂質潮灘鹽土

日照/h gt;8 6～8 4～6 3～4 lt;3

2.2 評價因子權重確定

以無居民海島的生態保護與開發利用雙重目標為考慮，依據層次分析法，參考多位學者的研究成果[8-10，13]并對熟悉無居民海島開發和生態保護的專家學者進行咨詢，按照兩兩因子對比相互之間對于開發適宜性的重要程度，建立各評價因子的判斷矩陣，確定各評價因子的權重，形成可以量化的評價標準體系，見表2。

表2 單因子權重

因子 高程 坡度 坡向 植被類型 地質土壤 日照

權重 0.24 0.31 0.04 0.21 0.12 0.08

2.3 數據來源與處理方法

本研究數據來源主要包括中華人民共和國海事局發布的川山群島附近1∶7.5萬海域圖（編號：JYS（2009）85101-1），其數據格式為JPG文件；研究區及海岸線外側200 m范圍內1∶2500地形圖，其格式為DWG文件；研究區及海岸線外側200 m范圍內1∶2500高程模型DEM數據；研究區陸域范圍植被分布圖、土壤分布圖；研究區范圍周邊海洋水文、氣象統計數據。

對與各評價因子相關的基礎地形圖、植被、土壤等分布圖進行矢量化處理，借助GIS的數據格式轉換工具功能對各評價因子進行分層處理，生成單因子的開發適宜性評價圖，見圖1。

圖1 開發適宜性評價因子

3 開發適宜性分析及生態保護措施

3.1 單因子分析

3.1.1 高程因子

坪洲島所處海域屬不正規半日潮混合潮區，漲落平均潮差大致相等，平均高潮位0.62 m、平均大潮潮位1.12 m、50 a一遇高潮位為2.91 m（以上數據均為1985國家高程基準）。坪洲為小型島嶼，整體海拔在0～76.9 m，大部分高程處在1～20 m，

陸域地形整體南高北低。坪洲高程較高區域，整體生態敏感性越高，地形較低區域容易受潮位影響，均不適宜開發，島西側及北側相對較為適宜建設開發。

3.1.2 坡度因子

坡度主要是描述流域的地勢陡峭狀況，坡度越大，水土流失、地質災害發生的幾率越高，生態承受能力越差。坡度在25°以上區域，不宜開發建設及開墾，極易引起水土流失。坪洲島大部分區域坡度超過15°，占全島47.75%，低于8°的區域僅占全島的19.18%。坪洲島東側面向外海區域地勢較陡，坡度大，西側面向下川島區域較為平緩。西側島嶼相對較為平緩，西北低東南高，大部分區域坡度＜15°，僅在西南側岸線處坡度較大。

3.1.3 坡向因子

坡向是小氣候的重要組成部分，坪洲由于海島面積小、山體走勢為西北東南方向，且整體坡度大，島上多為西、北朝向，分別占全島陸域面積的27.11%和32.72%。坪洲所處海域強風向為

NE向，常風向為NNE向，島上大部分區域直面常、強風向，開發建設時應考慮避風措施。

3.1.4 日照因子

坪洲光照充足，依據《江門市統計年鑒（2013—2022）》年平均日照時間1813 h，相比江門其他區域日照時間較長。受西向、北向坡向偏多影響，日照條件相對同緯度其他區域較為不利。東南半島南部、西北半島西側整體光照充足，但由于坡度較大，整體不適宜開發，且不適宜植被生長，可考慮一部分新能源利用；半陽區主要集中在地勢平坦的腹地，這部分區域可考慮一定的開發建設，同時該區域光照條件良好，適宜大部分植物的生長，應合理利用地形，提高該區域生態價值。東南半島北部區域光照條件較差，該部分區域應以生態保護為主，開發過程中應考慮光照的影響，植物應選取耐蔭耐寒類的物種。

3.1.5 植被因子

坪洲島植被覆蓋率超過95%，島上主要分布著天然植被的次生植被為主，植被類型包括灌草叢、沙生植被以及人工林，灌草叢占全島植被類型的80.8%，沙生植被僅占1.9%。坪洲島整體東南側坡度較大，受雨水和季風影響，東南面侵蝕嚴重，加之土壤肥力較弱、以灌草叢植被為主；西北部坡度較緩，受風雨侵蝕較輕，光照短，蒸發少，徑流時間長，植被多為闊葉林。海島生態系統獨立、脆弱，易破壞難恢復，因此應注重植被保護，在人工景觀植物選擇上應注意選取本土、耐鹽物種。

3.1.6 地質土壤因子

坪洲島絕大部分為赤紅壤土，占全島84.8%，土體較薄，生物積累少，肥力較低，赤紅壤土含有較多無定型鐵鋁氧化交結物，通氣及持水孔隙率均較高，有利于土壤水氣調節，但易產生侵蝕滑坡，因此開發建設時應注意水土保持。石質土占比13%，生物富集作用較低，水蝕風蝕較為嚴重，利用價值較低。少量潮灘鹽土，占比2.1%，呈堿性、分散狀態，物理性質較差，有機質含量較低，大部分位于項目適宜開發建設區海岸線區域。

3.2 開發適宜性綜合評價

綜合考慮地形、坡向、坡度、日照、植被及地質土壤等因素，依據各評價因子分級與綜合權重，通過ARCGIS柵格化處理工具，對評價因子進行重分類處理，借助空間分析工具對各評價因子的開發適宜性進行綜合評價，得到坪洲島開發適宜性綜合分析圖，見圖2。

經過分析，坪洲的開發適宜性結果多集中在中度適宜開發區內，占比為38.84%，其次為高適宜區，占比為23.5%，極適宜開發區和低適宜開發區相當，分別占比15.15%和18.98%，極不適宜區僅占3.54%。整體適宜開發建設區域面積尚可，主要分布在西島南側及東到中部區域。

表3 開發適宜性綜合評價結果

開發性等級 面積/hm2 占比/%

極適宜 12.32 15.15

高度適宜 19.11 23.5

中度適宜 31.58 38.84

低度適宜 15.43 18.98

不適宜 2.88 3.54

圖2 開發適宜性分析圖

3.3 生態保護措施

坪洲島遠離內陸，地理位置特殊，相對封閉，受人類活動干擾較低，生態系統獨特且脆弱。在開發過程中應采用低影響、微干擾的開發模式，降低開發過程對坪洲島生態環境的影響，保障坪洲島的生態系統穩定性，以防止過度和不當開發造成對坪洲不可挽回的損失。

為了維持島上生物生存環境，保障島上自然生態系統的穩定性，在無居民海島開發前期，除進行開發適宜性分析外，還應建立無居民海島開發及生態保護控制性指標體系，為海島合理開發與生態保護提供科學的量化指標依據。同時對坪洲生態系統進行綜合評估，并進行生態環境承載力分析，最終確定無居民海島在生態系統不受破壞的前提下所能容納的最大負荷。

坪洲島植被覆蓋率較高，植被以次生植被為主，生物多樣性較低，易受外來植被入侵，在開發過程中應采取適地適樹原則，根據坪洲島土壤、地形及坡向條件選擇適宜海島生境的植物；最大限度保護原有植被、優化海島物種、構建層次多樣的生態景觀體系。未來可引入本地樹種來增加島嶼植被的多樣性，構建島內立體群落系統，提升坪洲島生物多樣性。

4 結論與建議

本研究是以無居民海島坪洲作為研究對象，結合無居民海島區位及生態環境的特殊性，綜合考慮高程、坡度、坡向、日照、植被類型和地質土壤等因子，采用AHP和專家評判法構建了無居民海島的開發適宜性評價體系，并建立評價因子判斷矩陣，通過各評價因子對生態及開發過程的相互關系確定各評價因子的綜合權重。通過GIS的疊加分析、空間分析等功能，獲得了無居民海島開發適宜性綜合評價結果，通過評價結果判斷坪洲島的開發類型為適宜開發，但對開發強度應進行限制。評價結果表明坪洲島極度適宜開發、高度適宜開發和中度適宜開發區分別占坪洲島陸域總評價面積的15.15%、23.50%和38.84%，而低適宜開發區和不適宜開發區只占18.98%和3.54%。通過分析，坪洲極度適宜開發區、高度適宜開發區和部分中度適宜開發區可進行適當建設，但在開發過程中應注意生態系統的恢復，避免造成生態系統退化，其它區域應盡量維持并提升生態系統的穩定性。

無居民海島在開發前受人類活動干擾小，在開發過程中對生態系統造成的傷害程度是不可預估的，因此開發適宜性是評判海島是否適宜開發的基礎工作，除應遵循開發適宜性的評價結果，在開發過程中，需要盡可能保留無居民海島的生態特色，采用低影響、微干擾的小而精的開發模式。同時無居民海島的開發還需綜合考慮生態環境承載力和基礎設施的供應能力，并滿足國家相關法律法規及政策要求。

由于無居民海島面積大小不一，所處的區位和海洋環境不同，生態系統復雜多樣，其開發適宜性影響因子和權重會因無居民海島的獨特性各不相同，在研究具體無居民海島的開發適宜性時，應結合海島特點，因地制宜地建立合適的評價指標體系和評價模型。

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Suitability Evaluation and Ecological Protection Research of Exploitation and Utilization of Uninhabited Islands- A Case Study of Pingzhou

LIU Lu-yang1， LIU Yu1， WANGJun1， LIU Yang2

（1. AECOM （Tianjin） Engineering Consultants Co. Ltd， Tianjin 300382，China）

Abstract： Uninhabited islands are favored by marine tourism for their original natural scenery. The development and utilization activities of uninhabited islands are continuing to advance. Evaluating the feasibility of development and utilization of uninhabited islands and maintaining the stability of the ecosystem are important for the development and utilization of uninhabited islands. This article aimed to establish an evaluation factor index system for the suitability of uninhabited islands through the characteristics of uninhabited islands. It used the suitability of uninhabited islands for tourism development as an evaluation model and used ArcGIS spatial analysis， overlay analysis and other functions to evaluate the suitability of uninhabited islands. A comprehensive evaluation of development suitability was conducted， and ecological protection strategies were proposed. The research results showed that Pingzhou Island is an uninhabited island that is moderately suitable for development. However， during the development process， the development intensity should be limited. The protection of the ecosystem should be paid an attention. This study could provide guidance for the development and utilization as well as development and ecological protection of Pingzhou Island and similar small uninhabited islands.

Key words： uninhabited islands; development suitability; GIS analysis; ecological protection

收稿日期：2024-06-27

作者簡介：劉路陽（1987- ），男，江蘇邳州人，碩士研究生，高級工程師，主要研究方向：生態環境保護、生態修復、生態規劃、陸海統籌保護與利用。