厦门海岸类型变迁与经济发展的关联性研究

曹超,朱铠,蔡锋,戚洪帅,苏燕,潘祥进

(1.自然资源部第三海洋研究所 厦门 361005;2.福州大学土木工程学院 福州 350108)

0 引言

近数十年来,全球气候变化引起海平面上升,台风和风暴潮等极端天气增强,加上沿海地区高密度分布的人口开展高强度的海洋开发利用活动,导致自然海岸严重破坏和人工岸线快速增长。至2017年我国有超过60%的自然岸线成为人工岸线,形成由钢筋混凝土构成的“新万里长城”[1]。此外,粗放式用海占用过多的岸线资源,挖沙填海等活动亦使海岸生态功能与景观遭到破坏。由于近岸海洋动力和泥沙运移的动态平衡被打破,看似强大坚固的护岸却违背自然规律,使海岸侵蚀的表现形式由后退向护岸底脚和近岸区下蚀转变,即由显性向隐性转变,海岸发生侵蚀灾害的潜在风险加大,海岸脆弱性提升。海岸类型的转变不仅改变海岸的自然防护能力,而且直接影响并指示当地海洋经济的发展。因此,沿海城市海岸类型的变迁过程是其海洋经济发展历程的“风向标”。

海岸线是指多年大潮平均高潮位时的陆海分界痕迹线,是陆地与海洋的交界线,以该地正常高潮位浸水水面的高程划定,即浸水水面为海域,干出地带为陆域[2]。海岸线分为自然岸线和人工岸线,其中自然岸线为“由海陆相互作用形成的岸线,如沙质岸线、粉砂淤泥质岸线、基岩岸线和生物岸线等”,人工岸线为“由永久性人工建筑物组成的岸线,如防波堤、护坡、码头、道路等挡水(潮)建筑物组成的岸线”[3-4]。此分类和定义对于自然岸线并无争议,但对于人工岸线略有争议,即永久性人工建筑物的定义和划分标准缺乏明确的内涵。例如:防波堤之外的围海养殖对海岸自然过程的影响重大,该建筑物的简易护岸是否属于永久性人工建筑物仍须合理定义。此外,随着海岸带开发利用活动的不断增多,自然岸线和人工岸线2个类型的海岸线划分已不满足不同开发利用活动的分类和审批需求。因此,结合《海洋学术语:海洋地质学》(GB/T 18190—2017)[2]、《我国近海海洋综合调查与评价专项海岸线修测技术规程》[3]和《第三次全国国土调查技术规程》(TD/T 1055—2019)[5]对海岸线的分类标准,本研究以厦门为例,对其海岸类型的划分兼顾海岸的物质组成和功能,形成2种海岸类型变迁的统计数据,更为直观地表达厦门海岸类型变迁与经济发展的密切关联。

1 研究区概况

厦门位于我国东南沿海地区的福建南部和闽南金三角中部,与漳州和泉州相连。地质构造属于新华夏系第二复试隆起带与南岭纬向构造带的复合部位,发育剥蚀、侵蚀低山、丘陵和台地地貌;受第四系以来海平面升降和大陆径流变化的影响,近代风沙崛起,海岸发育多级红土台地和风沙地貌[6]。厦门由厦门岛、鼓浪屿及其众多小岛屿以及同安、集美、海沧和翔安等行政区组成,陆地面积为1 699.39 km2,海域面积超过300 km2;其中,厦门岛面积约为132.5 km2,是福建第四大岛屿,全岛海岸线约为234 km。厦门属于亚热带季风气候,温和多雨,年平均气温在21℃左右,冬无严寒,夏无酷暑;年平均降雨量约为1 200 mm,每年5—8月雨量最多;风力为3~4级,常向主导风为东北风;在太平洋温差气流的作用下,年平均受4~5次台风影响,且集中在7—9月[7-8]。

厦门海域包括厦门港、外港区、马銮湾、同安湾、九龙江河口区和东侧水道。其中,厦门港外有大金门、小金门、大担和二担等岛屿横列,内有厦门岛和鼓浪屿等岛屿屏障,是天然的避风良港;海岸线蜿蜒曲折,全长234 km,其中12 m以上深水岸线约为43 km,适宜建港的深水岸线约为27 km[9];港区外岛屿星罗棋布,港区内群山四周环抱,港阔水深,终年不冻,是条件优越的海峡性天然良港,在历史上就是我国东南沿海对外贸易的重要口岸[10]。港口岸线、旅游娱乐岸线和生态恢复岸线是厦门的主要海岸线类型。

2 厦门海岸类型变迁过程

2.1 遥感信息提取

应用Bigmap软件下载1984年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年和2018年共7期的厦门海岸高清遥感影像,影像分别采用Landsat 5、Landsat 7和Landsat 8传感器,分辨率分别为30 m、10 m和5 m。应用ArcGIS软件,采用已知控制点数据对7期遥感影像图进行几何校正,校准精度优于1个像元的分辨率。以1984年的影像图为基准影像,配准、拼接和裁剪其他6幅影像,形成本研究的图形库。

根据海岸的物质组成和功能划分海岸类型(表1和表2)[11],结合厦门海岸线特征、Landsat系列卫星识别结果和历史资料,基于ArcGIS软件开发的DSAS模块的端点变化率和线性回归率等算法,判别、计算并修订每个期次的海岸线类型和长度,按照1∶5 000比例尺统计不同类型和不同期次的海岸线长度,形成适用于本研究的厦门海岸类型变迁数据库。应用Coreldraw软件进行修饰,将7个时期不同的海岸类型用彩色块表示,得到厦门海岸类型分布图。

表1 根据物质组成划分的海岸类型

表2 根据功能划分的海岸类型

2.2 厦门海岸类型变迁

1984—2018年厦门不同类型海岸线长度及其占比如表3和表4所示。

表3 1984—2018年厦门海岸线长度及其占比(按物质组成分类)

表4 1984—2018年厦门海岸线长度及其占比(兼顾功能和物质组成分类)

30余年来,厦门海岸线(含主要海岛岸线)长度变化不大,但不同类型海岸线的变化差异巨大,某些类型海岸线的增减幅度超过50%,某些海岸线类型甚至已消失。

由表3可以看出:泥质岸线是厦门海岸线的主导类型,岸线长度从1984年的129.90 km(占比63.66%)到2005年的122.90 km(占比54.60%),一直较为稳定,2005年后锐减,至2018年减至39.39 km(占比16.64%);基岩岸线的发展趋势与泥质岸线相似,岸线长度从1984年的35.45 km(占比17.37%)减至2018年的19.09 km(占比8.06%);砂质岸线和生物岸线呈增加趋势,2018年岸线长度分别为28.58 km(占比12.07%)和9.91 km(占比4.19%);红土台地岸线长度在20世纪80—90年代稳定在4.66 km,至2000年消失,已开发利用成为砂质岸线;人工岸线长度仅次于泥质岸线,1984—2005年缓慢增长,2010年突增至135.40 km(占比60.34%),此后稳定在140 km左右。

根据表4,将泥质岸线和人工岸线归类于渔业岸线、盐田岸线、工业岸线、造地工程岸线、交通运输岸线和海岸防护岸线等类型,同时砂质岸线逐渐减少并转变为旅游娱乐岸线和砂质修复岸线。渔业岸线、盐田岸线和海岸防护岸线有所减少,其中盐田岸线和海岸防护岸线(简易护堤)至2010年消失;交通运输岸线、旅游娱乐岸线和砂质修复岸线有所增长并较为稳定;造地工程岸线1984—2005年占比为9.35%~15.14%,2010年突增至32.26%并趋于稳定。除已消失的盐田岸线和海岸防护岸线外,2018年不同类型海岸线长度及其占比由高到低依次为造地工程岸线、渔业岸线、旅游娱乐岸线、工业岸线、交通运输岸线、基岩岸线、砂质修复岸线、生物岸线、砂质岸线。

综上所述,厦门海岸类型变迁经历3个阶段。①1984—2000年,海岸开发利用处于起步阶段,海岸利用类型为以盐业和渔业为主的粗放型和集约化的低产值类型;②2000—2010年,海岸开发利用处于高速发展阶段,海岸利用类型为以大规模填海造地、交通运输和旅游娱乐为主的开发型高产值类型;③2010年至今,随着海岸防护岸线逐步被改造成砂质修复岸线,海岸开发利用处于合理开发与保护并行且以保护为重的恢复阶段,海岸利用类型为生态恢复和软质护岸等近自然类型。

3 海岸类型变迁与经济发展的关联性

自成立经济特区以来,厦门充分利用海洋资源和地理优势,海洋经济从无到有、从小到大且发展速度从慢到快。尤其是海岸开发利用经历萌芽阶段(1981—1986年)、快速起步阶段(1986—2000年)、高速发展阶段(2000—2010年)和稳定增值阶段(2010年以后),实现量变到质变的飞跃。海洋产业在规模迅速扩大的同时效益不断提升,创新能力和产业结构也逐步加强和优化。海洋经济逐渐成为促进厦门经济和社会发展的重要力量,并成为新的经济增长点[12]。

根据《2019年厦门市国民经济和社会发展统计公报》[13],截至2019年年底,全市户籍人口为261.10万人,常住人口为429万人;地区生产总值为5 995.04亿元,同比增长7.9%(按可比价格计算),三次产业结构为0.4∶41.6∶58.0。海洋经济总产值和增加值分别为3 163.88亿元和649.03亿元,分别同比增长11.4%和10.74%;海洋三次产业结构为0.5∶18.5∶81.0,呈现以海洋第三产业为主体、海洋第二产业协同发展的态势,海洋经济结构进一步优化。

旅游业是厦门的支柱产业。2018年厦门拥有星级旅游饭店72家、旅行社113家以及4A级和5A级旅游景区10处[14],全年共接待国内外游客4 522.94万人次,旅游总收入达到653.44亿元。厦门是中国十大热点旅游城市,超过80%的旅游项目为滨海旅游,原先的泥滩、沙滩和基岩海岸逐步发展为以旅游业为主体功能的砂质修复海滩、休憩亲水公园、帆船基地和复合型多功能娱乐场。海岸功能转变和价值提升与海洋经济同步发展。

厦门港是我国沿海主要港口之一,同时是我国综合运输体系重要枢纽、集装箱运输干线港、东南沿海区域性枢纽港口和对台航运主要口岸,拥有国际国内航线。改革开放以来,厦门环岛海岸已建成东渡、海沧和翔安等多个港区,至2018年形成码头岸线34.5 km,陆域面积为2 565万m2;建设和升级各类生产性泊位137个,其中包括深水泊位48个,通过能力超过1亿t。厦门港主航道开始扩建,建成后其通航水平将跃居我国前三位。港口建设、改造和升级使海岸线类型由纯粹港口的工业岸线逐步转变为扩大土地面积的造地工程岸线和交通运输岸线,产业升级是此类海岸线增长的主要驱动力。

从30余年来厦门海岸类型变迁和经济发展的数据分析可以看出,厦门海岸类型变迁与经济发展密切相关,人类日益增长的物质文明和生态文明需求对城市海岸类型变迁的响应特征十分显著。从粗放型第一产业,到发展型第二产业,再到保护型第三产业,经济发展从理念与要求并存到理念超越要求,最终实现理念与要求和谐共存和相融互进的经济发展模式。

4 建议

经济发展势必以牺牲资源环境为代价。为实现经济可持续发展,厦门应制定并实施海岸开发利用和保护措施。①深化海岸资源环境基础理论研究和实地调查,科学划定严格保护岸线、限制开发岸线和优化利用岸线,为强化制度约束以及实现海岸资源可持续开发利用提供保障[15];②充分发挥海洋主管部门的统筹协调作用,完善管理机制,形成陆海统筹和防御海岸侵蚀的工作格局和一系列决策部署,深入贯彻落实中央关于坚持严格管控围填海、生态优先和节约集约的原则,切实遏制违背自然规律的“向海索地”行为;③全面掌控海岸动态变化,定期开展海岸专项执法检查和督查,推进海岸整治修复,维护海岸开发利用秩序,确保将各项制度措施落到实处;④加大宣传力度,营造保护海岸的良好社会氛围,切实提高依法依规节约开发利用海岸和防范海岸侵蚀灾害的社会意识。