第1章海岸线资源综合评价的理论与技术
1.1海岸线开发与保护的研究背景
海岸线是海陆交互作用的特殊地带，拥有丰富的资源，为人类社会的可持续发展提供了强大的物质基础。它是沿海城市水产养殖、农业生产、港口建设的重要基地，也是开发海洋、发展海洋产业的宝贵财富。随着我国社会经济的不断发展，城镇扩张和产业发展对海域资源索取加重，海岸线的地表景观及其利用形式经历了剧烈快速的变化，海岸线资源环境也发生了显著变化（Duan et al.，2021;张云等，2019）。
国内学者围绕海岸线的开发与保护问题开展了丰富的研究，主要集中在海岸线空间位置提取技术（冯永玖和韩震，2012;王李娟等，2010;吴良斌，2013;张永军等，2010）、海岸线时空演变特征（宫立新等，2008;徐进勇等，2013;朱国强等，2015）、海岸线利用现状及存在的问题（程鹏，2018;刘永超等，2016）、围填海工程的生态补偿（马田田等，2015;索安宁等，2012;徐彩瑶等，2018）、海域使用权管理制度现状及存在的问题（李亚宁等，2014;王曙光等，2008;周艳荣等，2011）等方面。近年来，随着海岸线资源节约和生态保护意识的增强，针对已有工作对海岸线资源生态功能价值和海岸线开发的生态环境影响等研究不够深入的局限，学术界对海岸线资源生态功能、环境功能及休憩旅游功能也有所关注，并初步探讨了高分遥感、地理信息系统、数学模型等在海岸线资源调查中的应用（陈洪全，2010;褚琳等，2015;慎佳泓等，2006）。目前，国内外专门、系统且全面的关于海岸线资源价值评估的研究并不多见，海岸线资源价值综合评价理论及方法尚欠缺且不成熟。因此，总结借鉴当前已有的自然资源价值评价理论，建立并发展海岸线资源价值综合评价理论与方法，从而实现海岸线资源科学管理，显得尤为必要。
1.2海岸线开发与保护的研究进展
1.2.1海岸线时空变化及其驱动力
1.海岸线时空变化
海岸线变化特征包括岸线长度消长、形态演化、位置变迁、利用类型转移、岸线所围陆海空间更替等；另外，通过各种指数定量计算海岸线形态稳定性、开发强度、分形特征等的研究也越来越多。总结当前研究，主要分为定性和定量两种分析方法。定性分析主要是通过地图叠加以认知岸线的位置、形态变化，主观性较强，精度较低；定量分析则是通过具体的数值统计量，如面积、岸线变化速率等来定量描述岸线的时空变化特征。例如，徐进勇等（2013）从岸线开发强度和分形维数两方面分析了中国北方三省一市的岸线时空变化特征；张云等（2015）提出岸线稳定性概念，通过计算岸线向海推进或向陆后退的水平距离构建岸线稳定性指数模型，分析了1990年以来中国大陆岸线的稳定性特征；高义等（2011）以DEM为基础，并参照卫星影像，提取了不同比例尺下中国大陆海岸线，从海岸地质构造特征和海岸类型角度出发，对我国大陆海岸线整体、沉降隆起岸段和不同类型海岸尺度效应进行了分析，并探讨了引起尺度效应差异的地理环境因素。
2.海岸线变化的驱动力
海岸线变化的驱动因素主要包括全球气候变化和人类活动两种。其中，全球气候变化是海岸线发生变化的重要因素，包括海平面上升速度加快（Ashton et al.，2008）、海洋温度升高（Manson and Solomon，2007）、季风洋流模式变化（Scavia et al.，2002）、降水改变及随后的河流沉积物运移变化（Dominguez et al.，2006）、近岸波浪系统及风暴潮变化（Blue and Kench，2017）等。人类活动对海岸线位置、形态及类型均有显著的影响，这些影响的速率要远大于自然因素，且造成的后果往往是不可逆的。围海养殖、围垦湿地、港口码头建设和丁坝突堤建设等人工围填海是海岸线极速变化的主要原因。
全世界一半以上的人口生活在沿海约60km的范围内，人口在250万人以上的城市有2/3位于潮汐河口附近（骆永明，2016），人地矛盾日益突出，大规模的围填海活动是解决这一问题的有效途径之一。然而，围填海活动严重改变了海岸线位置、形态及类型，在原位环境被彻底代替的同时，生态环境受损恶化，社会发展遭受威胁。例如，中国是近年来围填海活动十分活跃的国家，Hou等的研究指出，自20世纪40年代初以来，超过68%的中国大陆岸线表现为向海扩张，陆地面积净增加近1.42万km2，自然岸线保有率从20世纪40年代的81.70%下降至2014年的32.92%，人工围填海是主要的原因；马田田等（2015）定量化评估了中国围填海活动对滨海湿地的影响，指出大规模围填海活动导致滨海湿地持续减损、湿地生物栖息地的丧失和滨海湿地生态系统功能的退化，严重削弱了滨海地区可持续发展的资源基础。
1.2.2海岸线变化的自然与社会效应
1.近海岸自然资源对岸线变化的响应
受高强度围填海及入海泥沙骤减等影响，滨海湿地损失退化尤为严重，主要表现为生物岸线和湿地岸线减少明显（He et al.，2014;Qiu，2012;Sun et al.，2015）。自然岸线资源减少、自然岸线保有率逐年下降和砂质岸线侵蚀加剧是岸线资源受损的主要体现（Lie et al.，2008;Stanley and Warne，1998;Yang et al.，1998）。近海生物资源减少、岸线后退与固化背景下，近海水质降低和底泥环境被污染，水生、底栖生物生存空间及生存条件发生巨变，导致生物栖息地损失，底栖环境恶化，鱼类产卵场、索饵场、越冬场和洄游通道受损（Kowalski et al.，2009;李晓炜等，2018;袁兴中和陆健健，2001）。
2.近海岸自然环境对岸线变化的响应
海岸线变化往往伴随近海岸水动力及沉积环境改变（Jia et al.，2018;Kang，1999;陈金瑞和陈学恩，2012）。近海岸水质与底泥环境恶化：围填海工程降低了近海水交换能力和污染自净能力，同时陆源污染物入海量增加，导致近岸水质降低与底泥环境污染并持续恶化。近海岸自然景观环境受损：粗放的海岸带开发与利用在改变海岸线位置、形态的同时，往往会导致高生态级别景观转为低生态级别景观，以及景观破碎度的增加和优势度的下降，还会伴随出现景观生境质量指数减小、生境质量下降、景观多样性改变、滨海景观连通性降低等若干问题（褚琳等，2015;刘永超等，2016）。
3.近海岸生态系统对岸线变化的响应
生态系统服务功能衰退、服务价值降低：红树林、珊瑚礁、滨海湿地等具有固碳、净化空气、固岸护堤、削减波浪、防风减灾、旅游等生态服务功能（Ferrario et al.，2014;Yang et al.，2018），随着生物岸线的侵蚀与人工化，这些生态服务功能均受损严重，生态服务价值不断降低（Sun et al.，2017;Wang et al.，2010;索安宁等，2012）。
生物多样性与群落结构改变：由于人类与气候因素的影响，近岸水动力环境、底泥沉积物特性、潮滩高程、近海水质等条件的改变均对近岸生物多样性和生物群落结构造成很大的负面影响（慎佳泓等，2006;徐彩瑶等，2018;张斌等，2011）。例如，受湿地围垦的影响，植物群落会发生由滩涂植被群落到陆生灌草群落再到由乔木组成的复杂植被群落的演变历程，动植物优势种发生演替，生物多样性也会不断变化，如果围垦后土地发展为不透水的建设用地，原位的自然生境演替将被彻底阻断，原有生态系统则会随之消失。
4.近海岸社会经济对海岸线变化的响应
海岸线在自然和人为两大因素的共同驱动下，一方面表现为自然岸线的侵蚀与受损，另一方面则表现出人工岸线的迅速扩张，这均会对近海岸社会经济产生显著影响。海岸线变化导致或伴随出现的环境污染恶化，生态系统破碎与衰退，使海岸带生态安全问题日益突出，居民生活质量下降（Han et al.，2006;崔胜辉等，2004）。岸线侵蚀、土地资源流失、土地质量下降、生物资源减少导致土地承载力降低，海洋渔业、盐田产业、滨海旅游等收益下降，社会劳动力集中剩余，沿海城镇化建设与发展受阻（刘杜娟，2004）。风暴潮、赤潮、大型藻类暴发、海水入侵与土壤盐渍化等海岸带灾害会使海岸线的位置与形态在短时间内发生强烈的变化，并严重威胁居民生命与财产安全，间接或直接造成巨大的社会经济损失（Hu et al.，2014）。
1.2.3海岸带综合管理
1965年旧金山湾保护与发展委员会成立，海岸带综合管理出现并开始发展（范学忠等，2010）。1992年，在联合国环境与发展会议通过的《21世纪议程》中正式提出了海岸带综合管理（integrated coastal zone management，ICZM）的概念与框架，沿海国家开始对海岸带地区及其管辖的海域进行资源与环境的综合管理（Gibson，2003）。1993年，世界海岸带会议（WCC）在荷兰召开，ICZM的理论机制与政策措施被详细论述，要求在2000年之前制定并实施ICZM战略规划（Ducrotoy and Pullen，1999）。世界上主要沿海国家中，美国、韩国、英国及新西兰等均有专门的海岸带管理法，中国的ICZM实践始于1994年，以厦门成立海岸带综合管理示范区为标志，此后出台了多项法律及专项管理办法，以不断完善海岸带的综合管理。
在全球气候变化与沿海社会经济迅速发展背景下，海岸线位置、形态与结构均发生了剧烈的变化，导致或伴随出现了各种陆海社会、经济、生态环境与管理等方面的问题，这就要求海岸带综合管理思想与方法也要不断发展完善，以适应海岸带复杂的陆海社会与自然环境。以中国为例，在海岸线剧烈变化等背景下，2016年国家海洋局印发《关于全面建立实施海洋生态红线制度的意见》，提出了海洋生态红线区面积、大陆自然岸线保有率、海岛自然岸线保有率、海水质量4项管控指标，以及严控开发利用活动、加强生态保护与修复、强化陆海污染联防联治3类管控措施。为保障《关于全面建立实施海洋生态红线制度的意见》的落实，2017年国家海洋局发布《海岸线保护与利用管理办法》，2018年国务院印发《关于加强滨海湿地保护严格管控围填海的通知》（国发〔2018〕24号），强化了海岸线保护和整治修复的措施与要求，加大了海岸线节约利用的约束力度，进一步完善了围填海总量管控，加快处理围填海历史遗留问题，“蓝色海湾”“南红北柳”“生态岛礁”等重大生态修复工程逐步开展（张玉新和侯西勇，2020）。
1.3海岸线资源的概念内涵
从地理学角度讲，海岸线是海洋与陆地的分界线（海陆分界线），更确切的定义是海水到达陆地的极限位置的连线，是多年大潮平均高潮位所形成的岸边线（张谦益，1998;郑弘毅，1991）。因随潮水涨落而变动，实际的海岸线应该是高低潮间无数条海陆分界线的集合，它在空间上是一条带，而不是一条地理位置固定的线。
从现有行政管理角度讲，海岸线的范围为临水控制线与外缘控制线之间的区域。临水控制线是指为稳定河势、保障航道安全和维护海洋健康生态的基本要求，在海洋沿岸临水一侧划定的管理控制线。外缘控制线一般是指海洋堤防工程背水侧管理范围的外边线。港口码头岸线是码头建筑物靠船一侧的竖向平面与水平面的交线，即停靠船舶的沿岸长度。它是决定码头平面位置和高程的重要基线。
可以发现，不同部门对海岸线的定义存在不同的理解，海岸线的内涵与范围亦难以统一。从定义上看，自然边界线与自然岸线完全一致，都是平均大潮高潮线时水陆分界的痕迹线，但人工边界线与人工岸线的区别较大，主要是两者的划定目的不同，人工岸线的确定主要用于海洋部门日常的工作管理，在岸线确定时需要考虑很多相关因素（是否有国土部门核发的土地证），且传统意义上的海岸线具有明确的“线”的概念，一般是沿海岸外围线，即水面与陆地接触的分界线。实际生产和科研中广泛使用的海岸线概念，远不仅限于一条可能被随时彻底改变的海陆域自然分界线，而是一个包含着充分发挥自然岸线利用价值所必需的一定的水、陆域范围的条形或带状区域，因此海岸线是一个空间概念。而且，随着滨岸带开发活动的增多，
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