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2024 , Vol. 43 >Issue 1: 236 - 254

DOI: https://doi.org/10.11821/dlyj020220842

研究论文

基于陆海跨系统影响视角的海岸带空间范围划定研究——以宁德市为例

  • 刘健枭 , 1, 2 ,
  • 文超祥 , 1, 3
展开
  • 1.厦门大学建筑与土木工程学院，厦门 550002
  • 2.香港大学建筑学院，香港 999077
  • 3.厦门大学城乡规划设计研究院，厦门 550002
文超祥（1971-），男，湖南浏阳人，教授，博士生导师，研究方向包括国土空间总体规划、空间规划实施管理、海岸带规划等。E-mail:

刘健枭（1992-），男，贵州贵阳人，博士研究生，研究方向为国土空间总体规划、海岸带规划、时空行为规划、地理信息系统等。E-mail:

收稿日期: 2022-08-15

  录用日期: 2023-02-20

  网络出版日期: 2024-01-09

基金资助

国家自然科学基金面上项目(52078445)

国家社科基金重大研究专项(22VHQ009)

收起

Spatial delineation of coastal zone based on the perspective of land-sea cross-system impacts: Ningde city as an example

  • LIU Jianxiao , 1, 2 ,
  • WEN Chaoxiang , 1, 3
Expand
  • 1. School of Architecture and Civil Engineering, Xiamen University, Xiamen 550002, Fujian, China
  • 2. Faculty of Architecture, the University of Hong Kong, Hong Kong 999077, China
  • 3. Institute of Urban and Rural Planning and Design, Xiamen University, Xiamen 550002, Fujian, China

Received date: 2022-08-15

  Accepted date: 2023-02-20

  Online published: 2024-01-09

Fold

摘要

科学合理地确定海岸带空间范围，是开展海岸带空间规划的重要前提，空间范围界定模糊或不合理，将直接影响规划的科学性和管理的有效性。海岸带之所以具有特殊性，其根本原因在于陆域、海域之间存在跨系统影响。由于未能充分考虑跨系统影响的重要作用，以往海岸带空间范围划定方法的科学性和合理性有待商榷，以生态系统为基础的陆海统筹研究进展缓慢。据此，在陆海跨系统影响的视角下，本文首先比较了海岸带不同空间范围界定方法的优缺点及适用要素。然后，通过跨系统影响的类型、过程和范围的分析，提出了行政边界、自然地理标示、空间距离等多种方法相结合的海岸带空间范围界定方法。最后，以福建省宁德市为研究案例进行了海岸带空间范围划定方法的应用展示。方法所界定的空间范围能够基本涵盖海岸带生态系统，反映跨系统影响的真实状况，为建立跨系统影响为核心要素的陆海统筹及海岸带空间规划提供了理论依据与技术指导。

关键词： 陆海统筹; 海岸带; 国土空间规划; 跨系统影响; 宁德市

本文引用格式

刘健枭 , 文超祥 . 基于陆海跨系统影响视角的海岸带空间范围划定研究——以宁德市为例[J]. 地理研究, 2024 , 43(1) : 236 -254 . DOI: 10.11821/dlyj020220842

Abstract

To effectively conduct coastal spatial planning, it is imperative to scientifically and rationally determine the spatial extent of coastal zones. The precision in demarcating these boundaries is not just a procedural formality but a fundamental necessity that directly impacts the scientific rigor and operational effectiveness of coastal spatial planning efforts. The unique character of coastal zones is intrinsically tied to the cross-system interactions between terrestrial and marine ecosystems. Traditional approaches to delineate these zones have often fallen short in scientific validity and practical rationality, primarily due to their limited acknowledgment of these critical cross-system dynamics. Consequently, the advancement of ecosystem-based integrated land-sea research has been notably slow. Recognizing this deficiency, this study embarks on a comparative analysis of various methods employed to define coastal spatial boundaries, weighing their strengths and weaknesses against the backdrop of land-sea cross-system influences. The analysis delves into the types, processes, and scope of these influences, thereby laying the groundwork for a more comprehensive method of demarcation. The proposed methodology integrates diverse approaches, incorporating administrative boundaries, natural geographic landmarks, and spatial distances. This multifaceted approach aims to encapsulate the complexity of coastal zones more accurately, aligning administrative convenience with ecological realities. The city of Ningde in Fujian province serves as an illustrative case study to showcase the application of the proposed method. The spatial boundaries delineated using our proposed method successfully encompass the coastal ecosystems, capturing the nuances of cross-system interactions. This alignment of ecological and administrative boundaries is crucial for effective coastal management and spatial planning. By accurately reflecting the interplay of terrestrial and marine ecosystems, the delineated boundaries provide a more realistic portrayal of coastal dynamics, which is vital for crafting sustainable and effective coastal management strategies. Furthermore, the study's findings contribute significantly to the theory and practice of integrated land and sea planning. By centering on cross-system impacts, the proposed method offers not just a theoretical framework but also practical guidance for coastal spatial planning. This approach is poised to facilitate more informed decision-making, ensuring that management strategies and planning initiatives are grounded in a comprehensive understanding of the complex, intertwined nature of coastal ecosystems.

Key words： land-sea integration; coastal zone; spatial planning; cross-system impact; Ningde city

1 引言

2018年11月，中共中央、国务院发布《关于建立更加有效的区域协调发展新机制的意见》，明确提出推进海岸带陆海统筹发展和生态保护治理[1]。然而，空间规划的实践和理论长期忽视跨系统影响，海洋和陆地一直被作为两个独立的系统进行规划，这导致规划师及政策制定者相对缺乏跨系统考虑空间影响的思维模式，海岸带空间规划中的陆海统筹实践进展缓慢。其中一个重要原因是，海岸带空间规划缺乏合理科学且满足管理实际的空间研究范围作为基础，来对相关规划工作进行支撑和协调。由于生态环境复杂，海岸带空间管理范围的划定在国内外一直是一个难题。无论是历经百余年的城乡规划学科，还是有着四十余年发展的海岸带综合管理学科，对此都没有行之有效的应对方法[2]。可以说，海岸带空间范围界定的模糊性和困难性一定程度上阻碍了陆地和海洋的统筹管理[3]。
目前，海岸带的空间范围并没有统一的界定标准，在不同的研究领域中，其范围从几百米跨度到超过200 km不等[4]。然而，空间边界的界定被认为是公共资源管理制度成功的前提条件[5]。缺乏明确的空间操作对象，导致“陆海统筹”等空间规划及生态管理目标很大程度上停留在了理论层面，难以在现实中被付诸实践。在此背景下，建立一种能够反映陆海跨系统影响，且有利于规划实施的海岸带空间范围界定方法，是海岸带空间规划中亟待解决的科学问题。正如文超祥等指出的：“如何在在复杂的海岸带生态系统中，识别具有普遍性、特殊性，且尺度适当的统筹单元，是开展以生态系统为基础的陆海统筹的前提”[6]。可以说，科学界定了陆海界面跨系统影响范围，就基本确定了空间规划中陆海统筹的空间范围，不仅可以作为海洋生态文明建设的锚点，也对政府海洋治理能力的现代化具有积极影响。具体而言：① 有利于实现基于生态系统完整性和系统性的海岸带生态保护和统筹。出于管理便利性的考虑，目前各国海岸带管理边界的设定大多以行政边界作为主要依据。行政边界虽然为有效的行政管理活动提供了必要保障，但由于缺乏对陆海界面交互过程和影响的考虑，基于行政边界的生态管理未能完全反映真实世界中的地理联系及生态过程。② 有利于实现海岸带区域生态协同治理。海岸带空间范围的划定为不同行业部门、不同行政辖区的海岸带协同治理提供了前提条件。在一个共同认可的空间范围内，不同利益主体可以就如何更好地实现海岸带的保护与开发进行有效的沟通协调，从而更科学合理地进行自然资源统筹及灾害应急管理。③ 有利于破除部门数据壁垒，提升生态治理能力及水平。通过大量、来自不同部门的、多类型生态量化数据，海岸带空间范围的划定过程可以促进部门之间的数据资源共享。这不仅能够提升海岸带空间范围划定的科学性，也对其他相似的海岸带议题提供了研究条件，对生态治理能力的提升具有深远影响。

2 相关划定方法评述

目前，根据不同的专业和应用领域，海岸带空间范围的划定方法主要包括行政边界、自然地理标示、空间距离、环境单元以及综合划定等5种方式[7]。由于侧重点不同，依据不同方法进行划定的结果往往存在较大差异。
行政边界和空间距离是两种简便易行且相对普遍的海岸带范围划定方法。其中，依据行政边界划定海岸带范围的优点在于其具有法律上的稳定性，有利于保障海岸带管理决策及行动的执行，例如我国广东省和福建省[8,9]。然而，与遵循地理特征和生态连续性的空间单元相比，行政边界忽视了跨系统之间的相互影响，容易割裂陆海之间连续的自然地理联系，导致边界内的生态过程和现象难以保持一致。依据空间距离进行海岸带范围划定，其基本逻辑在于陆海之间相互影响的程度会随着空间距离的增大而不断衰减，例如近岸和远岸的陆源污染物浓度存在显著差异。虽然空间距离法以“缓冲区”的形式考虑了陆海之间的相互影响，但是该种划定方法极易与山脉、河流等地理特征产生冲突。同时，确定空间距离的参考要素也缺乏生态意义上的严谨考量，不同国家和地区对于相关距离的选择存在较大的差异。例如，Glavovic等认为海岸带向海一侧的范围应该到达临海基线向海延伸200海里处[10]，这远超过我国《青岛市海岸带规划管理规定》中定义的向海延伸10海里的范围[11]。因此，单以空间距离作为海岸带的划定依据不仅难以满足生态系统整体性和系统性的要求，而且在规划实施中存在较大困难。
通过对海岸带地学特征的考量，自然地理标示法弥补了行政边界及空间距离法的固有缺陷。陆地一侧的自然地理标示包括河流、分水岭、山脉、淡-咸水交汇处等；海域一侧的包括等深线、大陆架边缘等。Pernetta等认为海岸带范围指的是从200 m的陆地海拔等高线向海延伸至200 m等深线的区域[12]；联合国《千年生态系统评估项目》将海岸带的空间范围定义为：“海洋与陆地的界面，向海洋延伸至大陆架的中间，在大陆方向包括所有受海洋因素影响的区域”[13]。粗略来看，虽然自然地理标示无法完全保证界定范围内部生态过程的连续性，但其具有一定的地理和生态学意义，可以作为其他界定方法的补充。但是，由于缺乏陆海相互作用影响的相关认识，对于自然地理标志的选择，仍然缺乏合理的依据。例如，海域一侧的边界到底应该延伸至多少等深线处?依据是什么?这些问题目前都难以回答。在所有传统方法中，环境单元法被认为是最具潜力的。环境单元指资源区、集水区等在生态属性上相对独立的地理单元，例如Álvarez-Romero等将流域单元作为了陆海生态规划的重要空间统筹单元[14]；《深圳市海洋环境保护规划（2018—2035年）》中则划定了21个陆海环境管理单元[15]。从科学性而言，采用环境单元的空间范围界定方法是相对合理的[6]，尤其是对于陆地表面的范围界定而言。因为以环境单元为基础划定海岸带的方法一定程度上确保了划定范围内生态属性的同质性，同时，划定区域内生态过程的连续性和独立性也相对较高。然而，由于海洋一侧并不存在明显的环境单元，因此这种方法在海洋应用时存在一定困难。
传统的海岸带空间范围划定方法均存在一定的应用缺陷（表1），而综合划定方式结合了上述方法的优点，根据研究区域的特征，使用多种方法结合的形式对海岸带范围进行确定。此类方法被认为具有兼容既有生态、社会、经济空间的潜力，可以有效减少因划界而增加的管理和实施阻力，同时，还能够保障空间内部相对同质的物理和生态环境基础。然而，碍于对陆海交互作用的理解，多种划分方法之间如何进行合理有效的组合，仍然是该方法应用的一个难点。这也导致我国海岸带空间规划实践中目前还很少有这方面的尝试。
表1 海岸带空间范围的主要划定方法及其特点

Tab. 1 The main methods of delineating the spatial scope of the coastal zone and their characteristics

方法 定义 陆域一侧 海域一侧 优点 缺点
行政边界 利用现行的省、市、县行政区划界限 行政区域边界
 行政区域边界
 有利规划实施，具有较好的稳定性 忽视了跨系统影响和生态连续性；生态过程难保持一致
空间距离 以岸线为基准，向陆海两侧扩展一定距离 一定距离 一定距离 易于理解和操作 易与地理特征冲突；确定距离的参考要素缺乏生态考量
自然标示 具有明显地理学特征的物理标示 地形、河流等 等深线、大陆架边缘等 具有一定的地理和生态学意义 对于具体自然标志的选择欠缺合理依据
环境单元 具有相对独立且完整的生态连续性的区域 集水区等 自然要素相似海域 区域内生态属性的同质性较高 海域部分环境单元的界定较为困难
综合方式 根据研究区特点，综合多种方法进行划分 据研究、管理需要设定 据研究、管理需要设定 具有兼容生态、社会、经济空间潜力 多种划分方法之间如何进行合理组合还存在难点

3 基于跨系统影响的海岸带空间范围划定

综上所述，目前国内外在划定海岸带空间范围的过程中并未充分考虑陆海间的相互影响。然而，陆海跨系统作用正是海岸带极具生态复杂性和特殊性的根源，也是海岸带空间规划应当关注的重点。因为诸如海平面上升等海洋对陆地的影响，抑或污染物排放等陆地对海洋的影响，均存在跨越自身系统的空间影响范围。

3.1 方法总体框架

陆海跨系统影响从自然过程的角度，决定了陆地和海洋两个系统的空间连接关系和范围。因此，在海岸带空间规划中，划定海岸带空间范围的关键在于，识别不同类型的陆海跨系统相互作用，并将其空间影响区域进行量化及叠加分析。基于Álvarez-Romero等的研究结论[16]，本文从陆海跨系统影响的视角，搭建了划定海岸带空间范围的方法（图1）。方法包含四个步骤，前三个步骤是从陆海跨系统威胁、陆海生态过程、社会经济互动三个跨系统影响的角度，分别刻画陆域和海域的核心空间关联区域。第四个步骤则是对前三个步骤的划分结果进行整合，经叠加分析形成的范围即是海岸带空间范围，也是陆海统筹应当重点关注的区域。以下内容，本文将分别说明陆域一侧及海域一侧的海岸带空间范围划定的原则及步骤（3.1.1章节和3.1.2章节），然后从三个跨系统影响的角度，对总体研究框架中每个步骤涉及的研究数据、研究方法、生态内涵、研究结果等内容进行阐释（3.2~3.4章节）。
图1 海岸带空间范围的划定方法及步骤

Fig. 1 Methods and steps for delineating the spatial scope of the coastal zone

3.1.1 陆域一侧

对不同海洋对陆地的跨系统影响的空间范围进行叠加（进而形成陆域一侧海岸带空间范围），须遵循以下三个原则：首先，划定所形成的空间范围应当是海洋对陆地的各种跨系统影响在空间上最为聚集和综合的区域；其次，该空间范围应是人口及经济产业分布相对集中的区域；最后，该空间范围边界的确定应以研究区内相对独立的生态或自然地理单元的空间边界作为基础。可通过公式（1）、公式（2）对陆域一侧的海岸带空间范围划定的步骤进行概括：
B l a n d = ∑ F l a n d ( x i ) + ∑ G l a n d ( y j ) + ∑ H l a n d ( z n )
B l a n d * = s . t . S ( B l a n d )
式中： B l a n d为陆域一侧海岸带空间范围； F l a n d x i表示从“陆海跨系统威胁”角度确定的跨系统影响 i所形成的海洋对陆地的空间影响范围， i包括海水入侵、风暴潮等自然灾害，对不同跨系统影响 i进行叠加后的空间影响范围，可作为海岸带空间范围向内陆延伸距离的考量依据； G l a n d ( y j )表示从“陆海生态过程”角度确定的能表征陆域地表环境特点的空间范围 j， j包括特定的海拔区域、降水区域等； H l a n d ( z n )表示从“陆海社会经济互动”角度确定的近海陆域主要人类活动区域 n， n可由遥感数据（土地利用、夜间灯光）及行政管理边界等进行确定； B l a n d *代表经过优化后（存在约束条件）的陆域一侧海岸带空间范围； s . t . S ( B l a n d )代表以陆域环境单元为约束条件对 B l a n d进行空间边界优化调整，其中，陆域环境单元可通过流域单元、同类生境斑块等进行表达。
x i、 y j、 z n的数量和类型需根据研究区内陆海跨系统影响的具体情况，以及所能获取的研究数据进行确定。 x i、 y j、 z n所涉及的空间范围包括两种类型，第一类是现成的空间范围（无需进一步计算），例如通过历史资料或既有研究获得的风暴潮影响范围、降水量空间分布等；第二类是需要通过基础数据进一步处理而形成的空间范围，例如通过DEM数据而生成的海拔高度。其中，第二类空间范围的确定需根据研究区的具体情况进行考量，例如研究区海拔处于多少数值范围内应该被考虑到海岸带范围之中。此外，在 F l a n d x i、 G l a n d ( y j )、 H l a n d ( z n )中对不同跨系统空间影响进行叠加时，应遵循“大空间影响范围涵盖小空间影响范围”“仅考虑临海相对连续的空间影响范围”等原则（4.2章节及4.3章节案例部分将进行阐述）。

3.1.2 海域一侧

海域一侧的海岸带空间范围划定，是对人类对海洋的跨系统影响的空间范围、以及近岸具有相似海水运动规律的空间区域的综合考虑。海域一侧海岸带空间范围的划定须遵循四个原则：首先，划定的空间范围应是人类对海洋影响最为剧烈的区域，例如海水中污染物浓度较高的海域；其次，该空间范围内的洋流、海浪、水温等海洋自然运动应是相对完整和独立的；再者，划定范围内应包含尽可能多的近岸岛屿，以及连续的海岸带地理单元（如海湾、河口等），从而实现空间资源的合理统筹及高效利用；最后，划定范围的边界线应当不与各类海洋保护区的空间范围相冲突。相似的，从陆海跨系统影响的三个视角，可通过公式（3）、公式（4）对海域一侧的海岸带空间范围划定的步骤进行概括：
B s e a = ∑ F s e a ( x i ) + ∑ G s e a ( y j ) + ∑ H s e a ( z n )
B s e a * = s . t . P ( B s e a )
式中： B s e a为海域一侧海岸带空间范围； F s e a x i表示从“陆海跨系统威胁”角度确定的人类对海洋产生的不利影响 i的空间范围，例如污染物排放等； G s e a ( y j )表示从“陆海生态过程”角度对近岸海水运动 j的空间特征进行的考量， j包括洋流、海浪、水温等； H s e a ( z n )表示从“陆海社会经济互动”角度识别的海域主要人类活动空间 n，包括养殖区域、船运线路等； B s e a *表示经过优化后的海域一侧海岸带空间范围； s . t . P ( B s e a )代表以海域行政边界及海洋保护区范围为约束条件，对 B s e a进行空间边界优化调整，目的是为了保证划定的海岸带范围边界线不与海洋自然保护区相冲突。同样， x i、 y j、 z n具体数量和类型的确定，取决于研究区的实际情况以及研究数据的可获得性； x i、 y j、 z n涉及的空间范围同样包括“现成的范围”和“需计算的范围”两类，后者主要通过空间插值等算法进行计算。

3.2 陆海跨系统威胁

跨系统威胁表示源于一个系统但对其他系统产生的负面影响，这种影响的强烈程度一般随着距离增大而降低，关键影响区域的识别对陆海统筹而言尤为关键。

3.2.1 陆域一侧

陆地承受的跨系统威胁主要源于海洋的极端气候，对人类的生产生活、动植物的栖息生存影响重大。当下，全球各地均面临着气候变化所引发的一系列生态风险，包括海啸、风暴潮等突发型威胁，也包括海平面上升、海水入侵、海岸侵蚀等缓发型威胁。2021年8月，在我国生态环境部例行召开的新闻发布会上，相关负责人表示，气候变化已对我国渤海、黄海部分海域造成了较为明显的影响，海洋气候变化监测与评估将成为接下来工作的重点内容[17]。由此可见，以气象为核心的灾害监测数据及指标，是刻画海洋对陆地跨系统威胁的核心。基于气象站点、卫星遥感等数据，空间插值算法同样可以应用于量化极端气候对陆地的影响程度和空间范围。

3.2.2 海域一侧

海洋承受的跨系统威胁主要源于近岸人类活动，并直接影响海洋物种的生存。在这个过程中，流域是海洋与陆地进行连接和物质交换的媒介，也是陆地生态威胁进入海洋的通道。例如，地表径流会将人类农业活动中产生的磷和氮肥带入流域，这会促进藻类繁殖并引发海水富营养化，最终加剧海洋鱼类死亡[16,18]。作为一个综合的表征指标，近岸水质的状态可以反映出人类活动对海洋的累积影响。因此，以水为重点的环境监测数据，是描绘陆地对海洋跨系统威胁的重要材料。通过空间插值算法，对不同监测站点的水环境数据进行分析，可以量化出水质污染、富营养化、赤潮等陆地威胁所造成的负面生态影响在海洋的空间扩展范围。

3.3 陆海生态过程

陆海生态过程指的是陆地和海洋间的化学、物理及生物过程的互动，主要依靠水文循环（物质输送）和生物循环（动物迁移及觅食行为）完成。对海岸带水文及生物循环的影响要素进行空间量化，有助于确定陆海之间的相互影响范围。

3.3.1 陆域一侧

陆地的水文循环过程是陆海生态连接的重要环节，因为水不仅是陆海之间物质的传输通道，也是生物体的迁徙走廊。影响陆地水文循环的主要自然因素包括地形、流域分布、降雨量。其中，地形和流域分布两个地理特征决定了集水区的空间分布，而降雨依地势汇入集水区后，随着地表径流将流域周边的土地利用影响（如农业化肥、工业污染物等）转移到下游水域，最终排入海洋。这些以水为媒介的物质、能量和生物体进入海洋后，将对近海生境的组成及其生产能力造成影响。基于这样的生态循环过程，利用数字高程模型（DEM）和水文分析算法，对研究区的地形、流域、降水进行综合分析，所得到的集水区空间分布及范围，对于陆域一侧的海岸带空间范围的划定具有重要参考意义。因为集水区是一个相对独立又具有较强综合性的地理单元，既是一个水文单元，又是一个自然生物单元，还是一个社会经济单元，是海岸带空间规划重要的考虑要素[19]。

3.3.2 海域一侧

研究表明，海水特征及其周期性变化将对水文和生物循环产生影响。例如，海水温度是影响鱼类生长和发育的重要非生物因素之一[20]。一些生殖洄游性鱼类会因为温度的影响，而难以达到性成熟的状态，进而逐渐衍生出远离洄游过程中低温区域的现象[21]。还有一些鱼类会因为温度的影响，选择在季节变换中进行洄游[22]。类似的，洋流对鱼类的迁徙和繁殖行为也具有决定性作用[23]，同时洋流还会影响陆源污染物在海洋中的流动方向和扩散范围。基于此，利用海洋监测数据对温度、洋流、海浪、盐度等海水状态特性进行表征和量化，将帮助规划师进一步理解近岸海域内部的潜在物理和生物过程，进而进行合理的空间配置。

3.4 陆海经济社会活动

人也是陆地和海洋之间的重要纽带，并影响着跨系统威胁的产生和扩散。人类的聚集及所产生的社会经济活动，会对陆地和海洋造成最直接且快速的影响。

3.4.1 陆域一侧

陆地的社会经济活动种类繁多，对海洋的具体影响方式也复杂多样。不合理的土地利用方式、大规模滨海工程建设、城市化的扩张、工业化产生的污染等，均会对陆海之间的自然生态过程产生重大影响。可以说，人类越聚集的区域，社会经济活动的密度越高，对海洋产生潜在不利影响的可能性也就越大。遵循这一逻辑，对海岸带人类聚居的密度和空间边界进行量化，将有助于判断陆海之间相互作用的程度和影响范围, 例如可以帮助判断台风等灾害所影响的陆地空间范围、涉及人口数量、经济损失等。对此，可以依靠核密度估计等算法，通过分析手机信令、夜间遥感影像、社交媒体等数据，对海岸带的人类聚集情况进行描绘。

3.4.2 海域一侧

人类在海洋的活动以经济活动为主，包括养殖、捕捞、船运等，这些活动会对海洋的生境及生物多样性产生影响。例如，研究人员发现，自二战以来，捕捞活动已造成爱尔兰凯尔特海域主要被捕物种（main exploited species）数量的急剧下降，同时底栖物种的生物量损失（biomass reduction）可能也达到80%以上[24]。船运过程中所产生的噪声也被证明与海洋生物体的负面影响有关，船运噪声会干扰海洋生物的导航、交配、捕食、栖息地选择、通讯等行为[25]。对海洋人类活动的调查能够反映人类对海洋环境及物种的影响，从而辅助生态保护区划定等政策的制定。可以使用的量化数据包括遥感影像、船运航线轨迹、海洋功能区划等。

4 方法应用：宁德市海岸带空间范围划定

4.1 研究区概况

宁德市拥有287万人口，是福建省下辖地级市，位于福建省东北沿海地区，东望台湾，西临南平，南连福州，北接浙江温州。全市陆地总面积约1.34万km2，海域面积4.46万 km2，浅海滩涂面积9.34万 hm2，可供作业的海域面积是境内陆地面积的3.3倍。宁德市海洋资源丰富，海岸线长度1046 km，海岛岸线101 km，有“天然鱼仓”之称，海域有水产资源600多种。受海洋性季风气候影响显著，宁德市沿海和山区温差悬殊，气候类型多样，气候灾害多发。

4.2 陆域一侧的范围划定

基于以上研究方法及数据的可获得性，本文利用9个陆海跨系统影响要素，对宁德市陆域一侧的海岸带空间范围进行了划定。9个跨系统要素分别是海平面上升、风暴潮、海水入侵、海岸侵蚀、地形地势、集水区单元、年降水量、人口聚集区域、乡镇行政边界。表2呈现了这9个要素的相关信息。图2（见第244页）则展现了9个跨系统影响要素的量化分析结果。
表2 宁德市陆域一侧海岸带空间范围划定的影响要素

Tab. 2 Influencing elements in the delineation of the spatial scope of coastal zone on the land side of Ningde city

类别 要素 关键参数设置 数据及资料来源
陆海跨系统威胁
 海平面上升 以上升1m进行计算 Climate Central（https://www.climatecentral.org/）
风暴潮
 核心区：纳入近岸100~250mm以及50~100mm的大暴雨及暴雨区。
次核心区：纳入近岸50~100mm、25~50mm、10~25mm的暴雨、大雨及中雨覆盖区域。		 林珺[26]
海水入侵 福建的海水入侵范围一般小于4km 自然资源部[27]
海岸侵蚀
 霞浦县0.71m/年；蕉城区0.51m/年；福鼎0.53m/年；福安0.25m/年；以100年进行计算 朱正涛[28]
陆海生态过程
 地形地势 纳入海拔低于50m近岸区域[29,30] ALOS-12m（分辨率12.5m）（https://www.resdc. cn/data.aspx?DATAID=337）
集水区单元 GIS水文分析
年均降水量 纳入年降水量小于1835mm的近海区域 Zhang S等[31]
陆海经济社会活动 乡镇行政边界 — 中国科学院资源环境数据中心（https://www.resdc.cn/）
人口聚集区域 纳入夜间灯光数据DN值大于80的近岸区域 中国科学院“火石”（Flint），2017年夜间灯光数据（分辨率500m）（https://pixelknife.github.io/product/product_flint.html）
图2 宁德市陆地一侧跨系统影响要素的空间量化分析结果

注：图中海岸线依据文献[32]的研究成果绘制。

Fig. 2 Spatial analysis of cross-system impact elements on the land side of Ningde city

4.2.1 划定过程

（1）陆海跨系统威胁。图2a1~图2a4（见第244页）为宁德市承受的来自海洋方面的4个威胁。首先，当海平面上升1 m时，宁德主要的入海口区域将受到影响，大量低海拔河口区将被海水淹没（图2a1，见第244页）。其次，据《中国海洋灾害公报》统计[27]，福建海域受到的海水入侵程度在全国来看相对较轻，但受影响区域也仍然接近4km（图2a2，见第244页）。再者，台风“卢碧”所引发的短瞬时降雨给福鼎市、霞浦县等沿海区域造成了较大破坏（图2a3，见第244页），近岸相对连续的100~250 mm以及50~100 mm的大暴雨及暴雨区，成为了受台风影响的核心区域；50~100 mm、25~50 mm、10~25 mm的暴雨、大雨及中雨覆盖区域成为了受台风影响的次核心区域。最后，海岸侵蚀的空间影响范围相对较小（图2a4，见第244页），霞浦县、蕉城区、福鼎市、福安市的岸线侵蚀速率分别为每年0.71 m、0.51 m、0.53 m、0.25 m[28]。如图3a（见第245页）所示，台风“卢碧”的影响区域涵盖了以上其他类型的跨系统威胁，将作为从“陆海跨系统威胁”视角考量陆域海岸带范围的主导空间要素。
图3 宁德市陆域一侧的海岸带空间范围边界

注：图中海岸线依据文献[32]的研究成果绘制。图3a中风暴潮的影响范围覆盖了海平面上升等其他跨系统 的影响范围；图3b中临海降水量影响范围涵盖了多数海拔50m以下区域；图3c中临海降水量影响范围涵盖了临海 陆域的主要人类活动区域。

Fig. 3 The spatial scope boundary of the coastal zone on the land side of Ningde city

（2）陆海生态过程。图2b1~图2b3（见第244页）为宁德市陆海水循环的重要影响要素。其中，宁德市的流域单元空间分布（图2b2，见第244页）是基于地形地势（图2b1）分析得到的，它将作为陆域一侧海岸带范围边界的校正和优化依据。此外，根据相关研究[29,30]，本文将宁德市近岸区域海拔低于50m的区域纳入到了陆域海岸带空间范围的考量之中。近岸年均降水量（图2b3）小于1835 mm的陆地区域（相对缺水）也将被纳入海岸带范围，如图3b（见第245页）所示，该区域能够基本涵盖宁德市海拔低于50 m的区域。因此，宁德市近岸年均降水量小于1835 mm的陆地区域，将作为从“陆海生态过程”视角考量陆域海岸带范围的主导空间要素。
（3）陆海经济社会活动。图2c反映的是宁德市陆域经济社会活动的聚集区域，由夜间灯光地图和乡镇边界图叠加而成。其中，灯光强度越高即代表人类的聚集越明显，对海洋的影响也越大。在ArcGIS中，筛选出夜间灯光数据DN值大于80的区域，在此基础上，叠加乡镇边界，即可筛选出近岸具有较强社会经济活动的人类活动区域。如图3c（见第245页）所示，这些具有较强人类活动的海岸带乡镇，基本能被上述年均降水量小于1835 mm的陆地区域所覆盖，因此，“陆海经济社会活动”视角的海岸带范围主导空间要素，同样可通过降雨量小于1835 mm的区域进行替代。
（4）空间边界优化。综上，宁德市陆域海岸带空间范围的主导要素即来自两个方面：降水量小于1835 mm的区域以及受台风影响核心和次核心区域。在此基础上，通过流域单元对以上两个空间范围的叠加结果进行边界优化，即得到了宁德市陆域的海岸带空间范围（图3d，见第245页）。其中，使用流域单元对边界进行优化，是因为同一流域单元内的地理环境特征和地学特性具有一致性及相近性，能够更好地反映生态过程的连续性，以此进行边界优化后的海岸带范围内部的跨系统影响也相对完整和独立。

4.2.2 划定结果

综合上述跨系统要素的空间影响，最终形成宁德市陆域一侧的海岸带空间范围边界，包括重点范围和次重点范围（图3d，见第245页）。两个范围均是基于流域单元的空间边界，并综合考量不同跨系统要素进行确定的。其中，重点范围的面积约为777.66 km2，边界距离海岸线平均约20 km。海岸风暴潮、海水入侵、海平面上升等自然灾害的直接空间影响范围，以及海岸带人口空间分布情况是划定重点范围的主要考量要素。经夜间灯光数据推算，重点范围内居住着宁德市超过70%以上的人口。这意味着，在此区域内大量的陆域社会经济活动受到来自海洋的跨系统交互作用的直接影响，在海岸带陆海统筹工作中应当予以重点关注。在此基础上，次重点范围主要基于风暴潮、降水等气象要素划定，覆盖面积约为590.5 km2，边界距岸线平均约为40 km。该区域虽然受到的跨系统影响程度不及重点范围强烈，但区域内地势相对平坦，受季风等海洋要素的影响仍然较大。

4.3 海域一侧的范围划定

基于同样的思路，文章利用8个跨系统影响要素，对宁德市海域一侧的海岸带空间范围进行了划定。8个影响要素分别是船运轨迹密度、海水水质、海水温度、海浪、洋流、海水富营养化情况、海上养殖、海洋功能区划（表3）。
表3 宁德市海域一侧海岸带空间范围划定的影响要素

Tab. 3 Influencing elements of the delineation of the spatial scope of the coastal zone on the sea side of Ningde city

类别 要素 关键参数设置 数据及资料来源
陆海跨系
统威胁		 近岸水质状态 纳入近海受污染的水质区域：三类、四类、劣四类 基于2020年秋季宁德和福州市104个海洋环境监测点位数据绘制；数据来源福建省生态厅（https://sthjt.fujian.gov.cn/）（站点分布见图4c1~图4c2）
富营养化状态 以营养指数法计算[33]；纳入富营养化严重、重度、中度、轻度的近海区域
陆海生态
过程		 水温 纳入海水温度<18℃的近海区域 截取2022/01/17 14:00时海水温度数据
（https://www.wunderground.com/）
洋流 纳入洋流速度<1.4 km/h的近海区域 截取2022/01/18 13:00时洋流状态数据
（https://www.windy.com/）
海浪 纳入海浪高度<1.5 m的近海区域 截取2022/01/20 10:00时海浪状态数据
（https://www.windy.com/）
陆海经济
社会活动		 养殖区域 以近海养殖功能区对划定边界进行优化 宁德市人民政府[34]
海洋使用用途 以海洋功能区划对划定边界进行优化 中华人民共和国国务院[35]
船运轨迹密度 近海船运密度>62000条/（0.3km2·年） 单位面积内每年经过的船只（2022年1月基于Marine Traffic进行的数据截取，
https://www.marinetraffic.com）

4.3.1 划定过程

（1）陆海生态过程。图4a1~图4a3（见第247页）分别为宁德市海域的洋流、海浪及海水温度的空间量化分析。可以看出，它们在空间上具有较为明显的由近及远的扩散层次结构，即处于相同扩散圈层内的属性具有较大相似性。例如，靠近海岸线一定范围的区域内，洋流速度、水温、海浪高度等均是相似的。据此，分别将海水温度<18℃、洋流速度<1.4 km/h、海浪高度<1.5 m的近海区域纳入到海岸带空间范围的考量。从以上三个空间的叠加效果来看（图5b，见第248页），海水温度和洋流共同决定了近岸海水运动相对同质的区域，该区域将作为从“陆海生态过程”角度划定海域海岸带范围的重要空间影响要素。
图4 宁德市海洋一侧跨系统影响要素的空间量化分析结果

注：图中海岸线依据文献[32]的研究成果绘制。

Fig. 4 Spatial analysis of cross-system impact elements on the sea side of Ningde city

图5 宁德市海域一侧的海岸带空间范围边界

注：图中海岸线依据文献[32]的研究成果绘制。

Fig. 5 The boundary of the spatial scope of the coastal zone on the sea side of Ningde city

（2）陆海经济社会活动。图4b1~图4b3反映的是宁德市海洋空间被人类利用的情况。从船运活动来看（图5c，见第248页），宁德市近岸海域存在连续成片的船运活动区域，据此将近海船运密度较高的区域（>62000航线/（0.3 km2·年）作为划定海域海岸带范围的依据之一。此外，在海洋功能区划及海水养殖规划中，现状用海的空间边界也为海岸带空间范围的确定提供了依据，它也将同时作为优化海岸带范围划定结果的重要素材。
（3）陆海跨系统威胁。图4c1~图4c2是宁德市近岸水域的水质和富营养化情况，是基于Kriging插值法，运用宁德和福州两市共计104个海洋环境质量监测点位数据绘制。可以看出，宁德市靠近海岸线的海水水质情况相对较差，尤其是沙埕港和白马港两个入海口。而距离陆地越远，海水的水质情况就越好。据此，分别将水质较差（劣四类、四类、三类）和富营养化相对严重（严重、重度、中度、轻度）的海域范围作为划定海岸带范围的依据之一。从图5a（见第248页）能够发现，以上两个空间范围中，后者可以基本涵盖前者，因此富营养化相对严重的区域可以作为从“陆海跨系统威胁”视角划定海域海岸带范围的主要空间影响要素。
（4）空间边界优化。综上，宁德市海域海岸带范围划定的主要影响要素来自三个方面：一是水温和海浪共同决定的海水运动同质区域、二是近海船运密度较高的区域、三是富营养化相对严重的区域，三个区域总体上能够被海水运动同质区域所涵盖（图5d，见第248页）。在此基础上，以海域行政边界、海洋保护区对海水运动同质区的边界进行优化后，即可得到宁德市海域的海岸带空间范围（图5d，见第248页）。其中，边界优化目的在于两点，一是为了不割裂相对完整和独立的海洋保护区；二是为了能够纳入相对连续的海岸地理单元（罗源湾）。

4.3.2 划定结果

在上述跨系统影响要素的共同作用下，宁德市海域一侧的海岸带空间范围边界得以形成，同样包括重点范围和次重点范围（图5d）。两个范围的划定考量要素及意义略有不同。其中，重点范围面积约为1520.18 km2，划定依据侧重于跨系统的影响因素。总体而言，重点范围内的海水水质是受陆地影响最为严重的，同时，区域内的养殖、船运等人类活动也是最剧烈的。除此之外，区域内的洋流、水温、海浪等自然属性也相对一致，生物活动趋同。而且，区域内覆盖了宁德市近岸海域的大部分岛屿，可以从旅游（岛）、工业（岛）等多个角度进行陆海统筹。为了保证海岸地理单元的连续性，重点范围还纳入了行政管辖范围之外的罗源湾。另一方面，次重点范围面积约1472.31 km2，划定更多考量的是行政意义，例如宁德市的海域行政管辖边界。为了保证海洋保护区的完整性，次重点范围南侧的边界线也在行政边界的基础上进行了适当的优化。

4.4 海岸带空间范围的形成

将上述划分得到的陆域和海域的海岸带空间范围进行叠合，即可形成宁德市海岸带空间范围（图6）。重点范围面积约2297.84 km2，该区域是宁德市陆海跨系统作用最显著的区域，在海岸带空间规划工作中应当予以重点关注。次重点范围仍受到跨系统影响，在陆海的空间资源配置中同样应予以重视。
图6 宁德市海岸带空间范围

注：图中海岸线依据文献[32]的研究成果绘制。

Fig. 6 Spatial scope of the coastal zone of Ningde city

5 研究总结

5.1 讨论

5.1.1 论文案例展示的代表性

在宁德市进行的海岸带空间范围划定结果具有一定代表性。尽管由于数据可获得性的限制，在本文中一些表征“陆海生态过程”的“水温”“洋流”“海浪”等海洋自然状态的数据均取值于某一个时间点，其运动状态所决定的空间范围或许代表性不足。然而，如图5d所示，宁德市海域一侧的海岸带空间重点范围边界线，很大程度上是基于“海水富营养化状态”这一跨系统要素而确定的。而“海水富营养化状态”则是使用了一个季度的数据进行量化的，因此应当具备一定代表性。但是宁德市的划定结果可能存在一定偶然性，这意味着本文提出的研究方法在其他区域进行应用时，应当注意研究数据的时间跨度这一潜在问题，这也是本研究的不足之处（将在5.1.3章节中进一步探讨）。另一方面，文章提出方法所划定的海岸带空间范围边界，可能会与行政边界存在一定的差异。例如，在宁德市海域一侧，如果单纯使用行政边界作为海岸带的空间范围，那么该范围将割裂两个相对完整的海洋功能区。同时，作为相对连续的地理整体，罗源湾也将无法被纳入海岸带空间规划的整体考虑之中（图5d）。因此，行政边界在划定海岸带空间范围时，并没有被完全采纳。但是，这种潜在冲突并不是不可调和的，它可以作为一种信息甚至依据，为上级行政区在海岸带空间规划工作中的决策和统筹提供支持。

5.1.2 海岸带范围划定方法的普适性

自然资源部于2021年印发通知，启动省级海岸带综合保护与利用规划的编制工作，通知中指出“要因地制宜确定海岸带规划范围”[36]。论文提出的海岸带范围划定方法具有较强的普适性，是一种因地、因海制宜的规划实践方法。尽管在海岸带空间范围形成的过程中，空间叠加的要素和步骤不尽相同，但遵循的研究逻辑和总体原则基本一致。论文提出的研究路径和方法可以在其他区域应用，当然，在具体的应用过程中需要考虑不同区域的具体情况。例如说，不同区域和城市所受到的具体的陆海跨系统影响是因地而异的，所面临的问题类型及其迫切程度（权重考虑）也有所不同。因此，在不同的研究区，首先需要对区域内的跨系统影响要素的重要性进行甄别，才能对多种要素的空间影响范围在空间叠加时的权重进行差异化考量[37]。这意味着，在不同程度和类型的跨系统影响下，不同城市所划定得到的海岸带空间范围必然存在差异。以海平面上升这一跨系统要素为例，当海平面上升1.2 m时，对天津、上海等城市的影响范围便远大于宁德市（图7）。因此，在进行跨系统要素空间叠加进而形成海岸带空间范围的过程中，海平面上升在宁德市的迫切性及权重考虑则较低，对最终形成的宁德市海岸带空间范围的影响也相对有限。而在天津或上海，这一跨系统要素则可能会对海岸带空间范围的划定带来较为明显的影响。
图7 相同空间尺度下海平面上升对不同城市的影响程度对比

注：该图基于自然资源部地图技术审查中心标准地图（审图号：GS(2023)2764号）绘制，地图边界无修改；海平 面上升1.2m数据基于Climate Central (https://www.climatecentral.org/)平台绘制。

Fig. 7 Comparison of the extent of sea level rise impacts on different cities at the same spatial scale

5.1.3 海岸带范围划定方法的不足

如前所述，本文提出了一种具有普适性的、且相对完整的海岸带空间范围划定的研究框架，并通过福建宁德市的实证案例进行了研究方法的应用展示。但是，论文研究不可避免受到研究数据局限性的影响。具体而言，在海岸带综合管理及陆海统筹研究领域，缺乏足够的跨系统生态交互数据一直是推进陆海统筹管理的最大阻碍和挑战[38⇓-40]。在这样的背景下，由于本文搭建的研究框架需要多种类型的跨系统影响的量化数据，但不同数据的可获得性及覆盖时间长度却难以保证，因此本文使用的一些研究数据取值于某一时间点，且不同数据的时段也未能完全重合，这导致研究结果存在一定的不确定性。在数据有限的情况下，使用论文方法划定海岸带空间范围后，可根据研究区的一些特殊情况进行校核，并对不合理之处进行局部修正。总而言之，数据的选择和使用是重要的研究基础，在论文提出的基本研究框架下，未来该领域的相关研究可以在数据资源更加充足的条件下得以继续深化，进一步推进海岸带空间范围划定研究的进展。

5.2 结语

陆海跨系统影响是形成海岸带特殊性的根本原因，也决定着陆海统筹的空间范围、关键内容以及规划方法。在跨系统影响的视角下，本文首先比较了海岸带空间范围不同界定方法的优缺点以及适用要素。然后，通过跨系统影响的要素、过程和范围的分析，提出了行政边界、自然地理标示、空间距离等方法相结合的海岸带空间范围的界定方法，并以福建省宁德市为研究案例进行了方法的应用展示。方法所界定的范围能够基本涵盖海岸带生态系统，反映跨系统影响的真实状况，为建立跨系统影响为核心要素的海岸带空间规划提供了理论依据。

致谢

感谢匿名评审专家在论文评审中所付出的时间和精力，评审专家对本文研究方法的修改意见，使本文获益匪浅。该文第一作者于厦门大学就读期间参与相关课题研究，感谢课题组其他成员做出的贡献。

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