中国大陆海岸线与陆海两侧空间利用关联特征
郭 玉(1999— ),女,山东济宁人,硕士生,主要从事海岸线遥感监测方面的研究。E-mail: yguo@yic.ac.cn |
收稿日期: 2023-12-27
修回日期: 2024-02-22
网络出版日期: 2024-05-24
基金资助
国家自然科学基金项目(42176221)
中国科学院烟台海岸带研究所前沿部署项目(YIC-E3518907)
Correlation Characteristics of Mainland Coastlines and Spatial Utilization on Land and Sea Sides in China
Received date: 2023-12-27
Revised date: 2024-02-22
Online published: 2024-05-24
Supported by
National Natural Science Foundation of China(42176221)
Seed project of Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences(YIC-E3518907)
海岸线位于陆地与海洋交汇的关键地带,其利用模式与陆海两侧的空间规划与开发密切相关。本研究主要基于2022年SDGSAT-1卫星影像,兼顾海岸线两侧的陆域和海域空间,从中国海岸带整体、省(市区)海岸带、剖面线3个层面探究中国大陆海岸线与陆海两侧空间利用的关联特征。结果表明: ① 中国大陆海岸线开发利用比例较高,未利用岸线仅占35.11%;在已开发的岸线类型中,养殖围堤岸线占比最大,其次是港口码头岸线; ② 在土地利用方面,建设用地面积最大,其在天津和上海占有较大比重;人工湿地次之,在辽宁和山东占比较高。对于海域利用,渔业用海在山东和福建占比较大;交通运输用海在上海占比最大;能源开发用海在上海、天津和河北占有较大比重; ③ 从开发利用强度来看,海岸线利用程度综合指数、土地利用程度综合指数和海域利用程度综合指数两两之间均存在明显的正相关关系。与向海一侧相比,海岸线利用程度与陆域土地利用活动之间的相关性更强;空间上,3个指数高值和低值所在的地区基本一致,高值区主要分布在天津和河北等北方省份,低值区主要分布在浙江和福建等南方省份; ④ 从海岸线角度观海望陆:未利用岸线向陆一侧林地占比最高、土地利用程度综合指数值最低,而在未利用岸线向海一侧,旅游娱乐用海的占比高于其他岸线类型;港口码头岸线陆海两侧利用程度综合指数均为最高,陆侧以建设用地为主,海侧以能源开发用海和交通运输用海为主;养殖和盐田围堤岸线海侧的生态保护用海占比高于其他岸线类型。研究结果可为科学规划和管理海岸线、优化陆海空间结构等提供科学数据和决策支持。
郭玉 , 侯西勇 . 中国大陆海岸线与陆海两侧空间利用关联特征[J]. 地球信息科学学报, 2024 , 26(6) : 1426 -1438 . DOI: 10.12082/dqxxkx.2024.230770
The coastline is located at land-sea interaction zone, and its utilization pattern is closely related to the spatial planning on both sides of the coastline (i.e., land and sea). This study primarily used the 2022 SDGSAT-1 satellite imagery and considered both the land and sea sides of the coastline to investigate the correlation characteristics of mainland coastlines and the spatial utilization on land and sea sides in China from the three levels: the entire coastal zone, the provincial (municipal) coastal zones, and the profile lines. The results show that: (1) The overall utilization ratio of the mainland coastline was high, with only 35.11% remaining undeveloped. Among the developed coastline types, aquaculture embankment coastlines accounted for the highest proportion, followed by port and dock coastlines; (2) In terms of land use, the largest area was utilized for construction purposes, with a significant proportion in Tianjin and Shanghai, followed by the artificial wetland area, with a high proportion in Liaoning and Shandong provinces. In terms of sea area use, fishery dominated in Shandong and Fujian provinces, marine transportation was most prominent in Shanghai, and the energy development accounted for a large proportion in Shanghai, Tianjin, and Hebei; (3) Regarding utilization intensity, there were clear positive correlations between the Index of Coastline Utilization Degree (ICUD), Index of Land Utilization Degree (ILUD), and Index of Sea Utilization Degree (ISUD). Especially, the correlation between coastline utilization and land use activities was relatively strong. Spatially, the regions with high and low values for the three indices were generally consistent. High-value regions were mainly distributed in northern regions such as Tianjin and Hebei, while low-value regions were predominantly found in southern provinces such as Zhejiang and Fujian; (4) Observing both land and sea sides from the coastline perspective, the landward side of unused coastlines was mostly covered by forests, with a lowest index of land utilization degree, while on the seaward side of unused coastlines, the proportion of tourism and recreational sea usage was relatively high. Port and dock coastlines exhibited the highest comprehensive indices on both land and sea sides. Construction lands dominated the landward side and energy development and transportation dominated the seaward side. The proportion of ecological protection sea usage on the sea side of aquaculture and salt embankment coastlines was relatively high. These findings provide scientific references and decision support for the scientific planning and management of coastlines, as well as the optimization of land-sea spatial structures.
表1 所用多要素数据列表Tab. 1 List of used multifactor data |
数据名称 | 数据来源 | 数据年份 | 数据精度 |
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中国近海海水养殖数据[17] | 国家地球系统科学数据中心 http://www.geodata.cn | 2020年 | 空间分辨率10 m, 分类精度94% |
全球船舶密度数据[18] | 世界银行数据库 https://datacatalog.worldbank.org | 2015—2021年(总和) | 空间分辨率500 m |
全国A级景点、旅游点POI数据 | 高德地图开放平台 | 2022年 | - |
中国自然保护区 | 中国自然保护区标本资源共享平台 http://bhq.papc.cn/specimen.html | 2021年 | - |
中国核电厂分布 | 中国核能行业协会 | 2022年 | - |
全球海上风机数据[19] | Global offshore wind turbine dataset. figshare. Dataset. https://doi.org/10.6084/m9.figshare.13280252.v5 | 2021年 | 提取精度99% |
全球海上油气开发活动数据[20] | 佩恩公共政策研究所地球观测组 https://eogdata.mines.edu/download_global_flare.html | 2020年 | 空间分辨率15弧 秒(约500 m) |
表2 大陆海岸线分类体系Tab. 2 Classification system of mainland coastline |
海岸线类型 | 说明 |
---|---|
未利用岸线 | 尚未开发、利用或受到明显人类活动影响的岸线,包括基岩岸线、砂砾质岸线、淤泥质岸线和生物岸线等 |
港口码头岸线 | 港池与航运码头形成的岸线 |
建设围堤岸线 | 城镇及农村居民区、工业等建筑物形成的岸线 |
养殖围堤岸线 | 用于养殖的人工修筑堤坝 |
盐田围堤岸线 | 用于盐碱晒制而围垦的堤坝 |
交通围堤岸线 | 用于交通运输的人工修筑堤坝 |
防潮堤岸线 | 分隔陆域和水域的其他海堤护岸工程(非养殖/盐田区,且交通功能不显著) |
表3 土地利用分类体系Tab. 3 Classification system of land use |
土地利用类型 | 说明 |
---|---|
耕地 | 用于种植农作物等农业生产活动的土地 |
林地 | 被天然或人工植被所覆盖的土地,以树木为主要植物类型 |
草地 | 以草本植物为主要植被的土地类型,通常用于牧草生产、牲畜放牧等活动 |
建设用地 | 工矿、商服、住宅、公共设施等各类建设用地 |
陆地水域 | 内陆湖泊、沟渠、坑塘等天然或人工形成的水体 |
滨海湿地 | 盐碱地、河口水域、河口三角洲湿地和潟湖 |
人工湿地 | 养殖区和盐田区 |
未利用地 | 尚未开发、利用或受到人类活动影响的土地 |
表4 海域利用分类分级体系Tab. 4 Classification and grading system of sea area use |
一级类 | 二级类 | 距离范围/km | 分级权重 | 说明 |
---|---|---|---|---|
渔业用海 | 10 | 1.0 | 近海的离岸养殖区,涵盖筏式养殖等水面可见海水养殖。在“中国近海海水养殖数据集”的基础上对照2022年SDGSAT-1和Google Earth影像做更新、修改 | |
交通运输用海 | 10 | 1.0、0.8、0.6 0.4、0.2 | 用于交通运输目的的海域。利用“船舶密度数据”,用自然断点法将其分为5个等级,从高到低分别赋予1.0、0.8、0.6、0.4、0.2的权重 | |
旅游娱乐用海 | 10 | 1.0、0.6、0.3 | 旅游基础设施用海、海滨度假、浴场用海等。结合全国A级景点、旅游点POI数据,提取旅游景点所在岸段,向海一侧以500 m为间隔作3个缓冲区,由陆向海分别赋予1.0、0.6、0.3的权重 | |
生态保护用海 | 10 | 1.0 | 中国沿海的自然保护区,包括鸟类栖息地、珊瑚礁区等 | |
能源开发用海 | 核电用海 | 10 | 1.0、0.8、0.6 0.4、0.2 | 已建和运营核能发电设施的用海活动。结合“中国核电厂分布示意图”,根据核电厂排水设施空间形态特征,目视解译得到温排水核心区,向海一侧以500 m为间隔作4个缓冲区,核心区和4个缓冲区分别赋予1.0、0.8、0.6、0.4、0.2的权重 |
风电用海 | 50 | 1.0 | 主要用于布设和运营风力发电设施活动的海域,由“全球海上风机数据集”获得 | |
油气开采 用海 | 50 | 1.0、0.8、0.6 0.4、0.2 | 海上油气开发活动用海。基于“全球海上油气开发活动数据(矢量点)”,进行核密度分析,用自然断点法将其划分为5个等级,从高到低分别赋予1.0、0.8、0.6、0.4、0.2的权重 | |
未利用海 | 10 | 1.0 | 未见明显开发利用的海域 |
表5 海岸线、土地利用和海域利用类型分级指数Tab. 5 Grading index for coastline, land use and sea area use types |
分级指数 | 海岸线类型 | 土地利用类型 | 海域利用类型 |
---|---|---|---|
1 | 未利用岸线 | 未利用地 | 生态保护用海 |
2 | 防潮堤岸线 | 林地、草地、滨海湿地 | 未利用海 |
3 | 养殖/盐田围堤岸线 | 耕地、陆地水域 | 旅游娱乐用海 |
4 | 交通围堤岸线 | 人工湿地 | 渔业用海 |
5 | 建设围堤岸线、港口码头岸线 | 建设用地 | 能源开发用海、交通运输用海 |
表6 中国大陆海岸线开发利用类型长度及占比Tab. 6 Length and proportion of utilization types along the mainland coastline of China |
海岸线类型 | 长度/km | 占比/% |
---|---|---|
未利用岸线 | 6 423.77 | 35.11 |
港口码头岸线 | 2 093.49 | 11.44 |
建设围堤岸线 | 1 707.50 | 9.33 |
养殖围堤岸线 | 4 705.90 | 25.72 |
盐田围堤岸线 | 206.74 | 1.13 |
交通围堤岸线 | 1 700.20 | 9.29 |
防潮堤岸线 | 1 458.24 | 7.97 |
表7 中国大陆海岸线向陆1 km范围土地利用类型面积及占比Tab. 7 Area and proportion of land use type within 1km inland from the mainland coastline of China |
土地利用类型 | 面积/km2 | 占比/% |
---|---|---|
耕地 | 1 768.17 | 12.46 |
林地 | 2 186.36 | 15.41 |
草地 | 1 186.31 | 8.36 |
建设用地 | 4 357.06 | 30.71 |
陆地水域 | 291.45 | 2.05 |
滨海湿地 | 545.72 | 3.85 |
人工湿地 | 3 754.76 | 26.46 |
未利用地 | 98.99 | 0.70 |
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