利用限制性綜合指數法分析寧波市大陸海岸線綜合利用格局

張 云 吳 彤 趙建華 宋德瑞

1國家海洋環境監測中心，遼寧大連，116023

進入21世紀以來，中國海洋資源開發領域及規模不斷擴大，海岸線資源狀況是人類對海洋資源開發利用最直觀的體現，也是受人類活動影響最為顯著的地區［1］，科學合理地配置海岸線空間資源，協調其生態保護與開發利用的矛盾是目前亟待解決的問題［2］。

國外學者從城市發展、岸線演變、海岸線利用等不同角度和尺度研究海岸線資源環境的演變［3?6］。國內相關研究主要集中于地理學領域，有學者從海岸線空間分布和開發利用現狀角度，研究自然因素和人類活動作用下海岸線的演變過程［7?10］?？v觀近幾十年的海岸線資源評價研究，多數學者選取的指標多集中于海洋部分要素，而對陸海雙重作用影響以及生態環境保護等方面的關注較少。本文借鑒生態學理論方法，以2018年寧波市大陸海岸線為研究對象，采用改進后的限制性綜合指數法，綜合海岸帶區域的自然、環境、社會經濟等多種因素，構建“生態理念”的指標體系，對寧波市海岸線綜合利用空間格局和發展模式進行研究。

1 研究方法

1.1 數據來源

寧波市地處長江三角洲南翼，位于中國長江發展軸和沿海發展軸“T”字形交匯處，陸域總面積為9 816 km2，海域總面積為8 232.9 km2，島嶼614個，擁有豐富的海陸資源，海洋資源優勢在長三角地區得天獨厚。本文研究范圍特指寧波市大陸海岸線。

依據人類活動和陸?？臻g規劃的相關理論，綜合分析海岸帶區域的自然、環境、社會經濟和區位等多種因素，選取13個指標構成海岸線綜合利用適宜性影響指標體系，包含表1中的9個適宜性指標和表2中的4個限制性指標。研究數據主要來源于浙江省和寧波市人民政府批復的各類規劃和海域使用資料，海岸線長度、類型和開發強度數據是基于前期研究成果［11］，利用遙感影像預處理和色差Canny算子岸線自動提取技術［12］對2018年高分辨率（2.5 m）遙感影像解析獲得的。

表1 適宜性指標分級賦值及權重Tab.1 Classifying Values and Weights of the Suitability Indexes

表2 限制性指標分級及變量值Tab.2 Classification of Restricted Indexes and Their Variable Values

1.2 限制性綜合指數法

借鑒生態適宜性評價方法的基本思路，綜合考慮每個影響指標對海岸線利用適宜性的貢獻是十分復雜的，既有正面又有負面的影響，有些因素對海岸線利用構成絕對限制或禁止，有些則構成發展潛力。本文采用的方法為改進后的限制性綜合指數法，其原理是將評價指標因子劃分為適宜性和限制性兩類，根據生態紅線劃定原則［13，14］和“短板效應”［15］的思路，在限制性指標矩陣中計算出限制性因子的變量值R，再在綜合評價指數的基礎上乘以限制性因子變量值，獲得海岸線綜合利用適宜性指數SI。

改進后的限制性綜合指數法表達式如下：

式中，Xi為第i項適宜性評價因子的賦值；Wi為第i項適宜性評價因子的權重；R為岸線單元區域的限制性因子變量值。

1.3 指標賦值及權重計算

1）適宜性指標賦值（X）與權重（W）的計算。依據人類活動干擾海岸線資源破壞、生態系統平衡的情況，以及海洋環境本身的承載力與可持續再生能力，遵循生態優先原則，根據各項指標影響海岸線開發利用的適宜程度，將適宜等級由高到低劃分為高適宜區、中適宜區、低適宜區和不適宜區4個，分別賦值為7、5、3、1。

采用層次分析法對9個適宜性指標權重進行計算，將所列指標兩兩比較重要程度后逐層進行判斷和評分，并構造判斷矩陣，通過方根法求得最大特征根對應的特征向量，得到單項指標對總目標的重要性權值，檢驗判斷矩陣一致性比例為0.007 1，結果非常滿意。最終確定的適宜性指標權重見表1。

2）限制性指標變量值（R）的計算。對于限制性指標權重采取“極值”原則［16］，體現區域生態環境保護對人類活動的敏感性，依據限制性指標的管制分區，將限制等級由高到低劃分為4個，即禁止開發、限制開發、優化開發和重點開發，變量值分別為0、1、3、5，如表2所示。根據“極值”和“短板效應”原則，計算海岸線綜合利用適宜性指數SI時，疊加限制性指標等級由最高限制等級確定，體現了生態學的“限制因子定律”［17］。

2 結果分析

2.1 海岸線綜合利用分類

依據海岸線綜合利用適宜性指數模型及適宜性指標和限制性指標計算方法，獲得的綜合評價指數數值范圍為0~25.202，采用聚類法將其分為生態岸線、生活岸線和生產岸線3類，并由3類岸線空間分布區域特征及對應指標和權重，得到海岸線綜合利用類型劃分標準。根據SI將海岸線綜合利用類型劃分為以下3種：①0≤SI≤2.865 6時為生態岸線；②2.865 68.271 6時為生產岸線。

1）生態岸線以生態保護功能為主導，禁止開發利用活動的岸線區域，主要分布于自然岸線、河口岸線、生物岸線、海洋保護區、濱海旅游區、保留區、自然保護區核心區、清潔海域等范圍內。

2）生活岸線是指基本保障人們的生存、生活、休閑娛樂、教育等開發利用的海岸帶所占用的海岸線。以生態新城、城鎮基礎設施、垃圾處理、旅游休閑娛樂、漁業用海、交通與漁業港口、科研教育等用海功能區為主導的岸線區域，主要分布于城鎮用海、農業圍墾、漁業用海、鹽業用海、交通運輸用海、旅游休閑娛樂區、濱海旅游區、科研教學用海、傾倒區用海等范圍內。

3）生產岸線是以工業生產和配套設施建設功能為主的岸線區域，主要分布于人工岸線、建設區域用海、工業用海、礦產與能源區、港口航運區等范圍內。

2.2 海岸線綜合利用評價結果分析

結合上述海岸線綜合利用類型劃分標準，通過改進后的限制性綜合指數模型，計算得到2018年寧波市大陸海岸線綜合利用評價結果。由表3可以計算出，寧波市生態、生活和生產3種海岸線綜合利用類型長度的占比分別為14.10%、47.44%和38.46%；象山縣范圍內的生態岸線和生產岸線所占比例最大，分別為65.37%和39.40%；寧?？h范圍內的生活岸線所占比例最大，為34.90%。

表3 寧波市海岸線綜合利用各類型岸線的長度/kmTab.3 Length of All Types of Coastline for Comprehensive Utilization in Ningbo/km

2.3 海岸線綜合利用空間集聚特征分析

寧波市海岸線綜合利用空間集聚整體呈現“中部生態與生活，外部生產”的特征，生態與生活岸線主要分布于杭州灣、象山港和三門灣三大灣區域，生產岸線集聚于寧波市東部海岸帶，詳細空間分布情況如下：

1）生態岸線分布于杭州灣、象山港和三門灣三大灣區域內，與生態保護紅線和海洋生態紅線區域吻合，岸線主要集聚于象山縣內，其長度占生態岸線總長度的65.37%，而余姚市、鎮海區和北侖區3個行政區內無生態岸線。

2）生活岸線分布于象山港和三門灣兩大灣區域內，集聚于象山縣和寧?？h，其長度占生活岸線總長度的66.99%，由其空間分布特征來看，多分布在濱海新城或以旅游休閑娛樂功能為主導的縣區。

3）生產岸線分布于寧波市東部海岸帶，集聚在象山縣、北侖區和慈溪市，其長度占生產岸線總長度的87.45%，多分布于產業集中區和港口區域，而余姚市、鄞州區和奉化區3個行政區內無生產岸線。

3 結束語

本文借鑒生態適宜性評價方法的基本思路，改進綜合指數法，融入限制性指標變量，形成了限制性綜合指數法模型，并對寧波市海岸線進行了綜合利用格局研究，主要結論如下：

1）從整體數量比例來看，寧波市范圍內生態、生活和生產3種海岸線綜合利用類型長度的占比分別為14.10%、47.44%、38.46%。

2）從行政區范圍內3種類型岸線所占比例來看，象山縣范圍內的生態岸線和生產岸線所占比例最大，分別為65.37%、39.40%；寧?？h范圍內的生活岸線所占比例最大，為34.90%。

3）從空間集聚特征來看，整體空間分布呈現出“中部生態與生活，外部生產，內藍外紅”的特征，生態與生活岸線集中分布于杭州灣、象山港和三門灣三大灣區域，生產岸線主要分布在寧波市東部海岸帶。

限制性綜合指數法模型綜合考慮了海岸帶區域的自然、環境、社會經濟等多種因素，消除了變量間的正負影響，但變量間質與量的差異還存在一定的主觀性，在后續的研究工作中將進一步優化，以拓展其適用范圍。