第 71 卷第 1 期 2016 年 1 月 地理学报 ACTA GEOGRAPHICA SINICA Vol.71, No.1 January, 2016 不同海岸地貌背景下的南海周边岸带 35 年建设用地扩张分析 1, 2, 张君珏 3 1,, 苏奋振 3, 周成虎 1 1, 2,, 左秀玲 3 1, 2,, 丁智 3 4, 李浩川 (1. 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室, 北京 100101; 2. 中国科学院大学, 北京 100049;3. 中国南海研究协同创新中心, 南京 210023; 4. 国家信息中心, 北京 100053) 摘要 : 通过提取 1975 年与 2010 年左右南海海岸带建设用地信息, 并对南海海岸带区域进行地貌分区, 分析了不同类型海岸带 35 年建设用地扩张空间格局 结果表明 :1 华南大陆和马来半岛建设用地扩张普遍快, 中南半岛扩张程度中等, 苏门答腊岛 加里曼丹岛和菲律宾群岛除马尼拉湾外普遍扩张程度慢 2 不同海岸地貌因自然资源条件 开发难易程度 腹地大小不同, 其建设用地扩张程度差异显著 三角洲平原岸和河口平原岸因水运条件好, 腹地广, 建设用地扩张普遍显著, 台地岸和沙坝 潟湖平原岸因适宜建中小型港口, 扩张较为显著, 海湾平原岸与山地岸则因平原面积小, 开发潜力有限, 建设用地扩张普遍不大, 平直沙堤平原岸因腹地小, 水运不发达而扩张甚微 3 不同类型海岸带开发模式各异 三角洲平原岸和河口平原岸建设用地空间形态多样化, 山地岸 台地岸 海湾平原岸以团块状或条带状为主, 沙坝 潟湖平原岸以团块状与星状为主, 平直沙堤平原岸多呈条带状 线状或点状分布 关键词 : 南海 ; 海岸带 ; 海岸地貌 ; 建设用地 ; 空间扩张 DOI: 10.11821/dlxb201601008 1 引言 南海周边的中国和东南亚国家, 近年来在其低平的沿海城镇土地扩张十分剧烈, 对海岸带的生态环境造成了巨大的威胁 开展南海地区周边海岸的建设用地扩张研究, 对于南海海岸带生态环境保护 防震减灾 城市化进程规划具有重要意义 [1-4] 近年来, 众多国内外学者针对南海海岸带区域开展了广泛而深入的研究 薛振山 王翠平 姜群鸥等对中国珠江三角洲城市扩张强度 类型进行了分析, 并进行城市用地扩展模拟预测 [5-7] Duong Nong 和 Caitlin Kontgis 分别对越南河内市 1993-2010 年和胡志明市 1990-2012 年建成区扩张情况进行分析, 研究表明河内市建成区面积由 503 km 2 扩张到 631 km 2, 而胡志明市建成区面积增长了 4.8 倍, 增长非常剧烈 [8-9] Manat SRIVANIT 分析了泰国曼谷 1994-2009 年建筑用地扩张情况及其造成的城市热现象, 研究表明 2009 年曼谷建筑面积较之 1994 年增长了接近 2 倍, 城乡间的温差上升了 3.34 C [10] Shi 和 Tehrany 对马来西亚雪兰莪州的研究表明城市扩张增大了农业用地的生态风险, 并与地表温度存 收稿日期 :2015-07-15; 修订日期 :2015-10-19 基金项目 : 国家高技术研究发展计划 (863 计划 ) (2012AA12A406, 2012AA12A408); 国家自然科学基金项目 (41271409) [Foundation: National High Technology Research and Development Program (863 Program), No.2012AA 12A406, No.2012AA12A408; National Natural Science Foundation of China, No.41271409] 作者简介 : 张君珏 (1987-), 女, 湖北鄂州人, 博士, 主要从事海岸带遥感 GIS 应用研究 E-mail: zhangjj@lreis.ac.cn 通讯作者 : 苏振奋 (1972-), 男, 研究员, 博士生导师, 主要从事海岸带海洋空间信息系统及时空数据挖掘研究 E-mail: sufz@lreis.ac.cn 104-117 页
1 期张君珏等 : 不同海岸地貌背景下的南海周边岸带 35 年建设用地扩张分析 105 在高度正相关关系 [11-12] Murakami Jones 和 Rosalyn 等的研究表明马尼拉核心区人口 1980-1990 年增长了 200 万, 并有持续上升趋势, 截至 2002 年东部 17 市建成区覆盖均超过 60% [13-15] 从文献检索结果来看, 目前的研究集中在南海几大三角洲平原 马六甲海峡与马尼拉湾等重点区域, 但缺乏区域性的总体分析与对比研究 南海地区作为热带海洋一个完整独立的地理单元, 其海岸带的建设用地扩张具有地理共性与差异 因此, 从南海大尺度来研究海岸带建设用地扩张, 对于揭示地理规律, 促进南海地区合作非常必要 影响城市扩张的因素很多, 包括地形地貌 资源条件 政策影响等 在人为活动占优势的区域, 地形特征通常成为大尺度人为干扰活动地域分布格局的基本骨架 [16] 探讨不同海岸地貌背景下的海岸带建设用地规律, 揭示地貌因素对于海岸建设用地开发 扩张的影响, 可为不同类型海岸带的开发提供借鉴 本文利用 GIS 和 RS 技术, 提取了 1975 年与 2010 年左右南海海岸带建设用地信息, 并针对海岸带地貌特征, 对南海海岸带区域进行分区, 统计各岸段内建设用地所占百分比, 作为该岸段开发强度, 来分析 1975-2010 年南海海岸带建设用地扩张空间格局, 并探讨其与自然地貌本底条件的关系 2 研究区概况 研究区海岸带北起中国广东省与福建省分界线, 包括华南大陆 中南半岛与马来半岛, 往西包括马六甲海峡, 一支抵达苏门答腊岛西北角, 另一支抵达泰国西岸与马来西亚西岸分界线, 向南包括苏门答腊岛北段和东段, 到达勿里洞岛南段, 向东包括加里曼丹岛西岸 北岸 巴拉望岛全岛 民都洛岛全岛和吕宋岛西岸与北岸 ( 图 1) 本文研究范围选择大部分海岸城市 ( 除去超大型海岸城市 ) 所覆盖海岸范围, 即自海岸线向陆地延伸 20 km 的区域 研究区以热带 亚热带季风气候和热带雨林气候为主, 地形为山 [17] 地 丘陵 台地 平原交替出现, 图 1 研究区示意图 渔业 石油 天然气资源丰富 研 Fig. 1 Sketch map of the study area 究区港口贸易发达 随着海洋贸易的日益兴盛, 近 35 年间, 丰富的农业 油气 港口资 源促进了南海海岸地区高度的城市化建设 3 数据分析方法 3.1 数据来源与处理研究区数据包括 1975 年 Landsat1-3 MSS 影像 2010 年 Landsat7 TM/ETM+ 多波段遥
106 地理学报 71 卷 感数据及 SRTM 90 m DEM 数据 Landsat 影像来自美国地质勘探局官方网站 (http:// glovis.usgs.gov/);dem 数据来自国际农业研究磋商组织的空间咨询联合组织官方网站 (http://www.cgiar-csi.org/) 研究区共收集 2010 年左右 TM 影像 38 幅,ETM 影像 61 幅, 1975 年 MSS 影像 93 幅,DEM 影像 57 幅 所选影像均质量较好, 海岸带地区云覆盖少, 针对云覆盖多的地区, 采取多幅影像进行解译, 并对解译结果进行拼接 针对部分地区 ( 基本分布于印度尼西亚人烟稀少的地区 ) MSS 影像质量欠佳的问题, 鉴于其建设用地稀少, 采用 1990 年 TM 影像予以替代 由于 2003 年 5 月 31 日 ETM 机载扫描校正器 (SLC) 发生故障, 导致此后获得的 SLC-OFF 影像出现数据丢失, 缺值比例约占 22%, 但因 SLC 扫描器故障未影响影像的辐射特性和几何特性, 其仍然保留了 70%~80% 的有用信息, 故可用于大范围的土地利用监测 目前, 针对 ETM+ 影像去条带的方法包括单景影像差值填充和多景影像差值填充 因 SLC-OFF 影像缺值行是随机的, 故可采用多景 SLC-OFF 影像进行差值填充 本文研究目标为建设用地扩张, 受季节时相影响小, 故采用时间接近 缺行互不重叠的 2 景 SLC- OFF 影像, 利用 ENVI 软件对其进行直方图差值修复 针对 MSS 影像的变形问题, 以 ETM 影像为参照, 利用 Erdas 软件对 MSS 影像进行几何校正 针对 ETM 影像, 利用不透水指数 NDISI 归一化建筑指数 NDBI 和归一化水体指数 MNDWI 构建不透水提取模型 [18], 提取建筑用地, 并以 GOOGLE EARTH 高清影像为辅助进行提取结果修正 针对 MSS 影像, 进行 30 m 30 m 重采样, 采用监督分类的方法提取建筑用地 本文论述开发强度增长时均为绝对增长强度 3.2 海岸线提取海岸线的确定根据不同类型的海岸选择提取依据 海岸类型可分为人工岸线和自然岸线, 自然岸线又可细分为基岩岸线 砂质岸线 淤泥质岸线和红树林岸线 人工岸线和基岩岸线的位置为水陆分界线, 砂质岸线位置为滩脊痕迹线上限, 淤泥质岸线提取向海一侧植被线, 红树林岸线提取向陆一侧植被线 3.3 海岸地貌划分地貌划分标准 :0~20 m 为平原,20~40 m 为低台地,40~80 m 为高台地,80~200 m 为低丘陵,200~500 m 为高丘陵,500 m 以上为山地 海岸分类 : 按海岸地貌分为山地岸 台地岸和平原岸 [19] 依据南海周边海岸带的地貌特征, 将山地岸划分为山地港湾岸 山地岬湾岸和山地断崖岸, 台地岸划分为平直台地岸 台地溺谷湾和台地岬湾岸, 平原岸划分为三角洲平原岸 河口平原岸 海湾平原岸 沙坝 潟湖平原岸和平直沙堤平原岸 4 结果分析 4.1 南海海岸带建设用地扩张强度总体格局南海海岸分为华南大陆 中南半岛 马来半岛 苏门答腊岛 加里曼丹岛和菲律宾群岛六大区域, 根据南海海岸带地貌特征, 将其海岸带细分为 51 个岸段 华南大陆岸段分区参考了赵焕庭先生的 华南海岸和南海诸岛地貌与环境 一书 [20], 其他岸段的地貌分析部分参考了刘昭蜀的 南海地质 一书 [17] 根据提取出的海岸带建设用地进行分岸段统计, 并制作了南海海岸带 1975 年与 2010 年开发强度图 ( 图 2) 结果表明,1975 年南海岸段建设用地开发强度普遍处于较低程度, 开发较充分的岸段位于新加坡 马尼拉湾和昭披耶河三角洲,35 年间, 随着城市化进程的加速, 南海海
1 期张君珏等 : 不同海岸地貌背景下的南海周边岸带 35 年建设用地扩张分析 107 岸带建设用地扩张迅速, 增长最快的岸段为菲律宾群岛的马尼拉湾岸段 马来半岛的柔佛海峡两岸和华南大陆的珠江三角洲岸段, 增长达到 20% 以上 ; 其次为华南大陆的铁炉嶂山地岸段 韩江三角洲岸段和马来半岛的宾坦山脉西岸, 增长达到 10% 以上 ; 马来半岛的吉保山脉西岸 柔佛西岸 丁加奴高地岸段和中南半岛的昭披耶河三角洲岸段 清化 河静平原岸段和红河三角洲岸段增长也在 5% 以上 整体上, 南海海岸带建设用地扩张表现出了西以马六甲海峡东岸为主体和北以华南大陆为主体的两个主要扩张区域 4.2 南海六大区域海岸带建设用地扩张强度 4.2.1 华南大陆岸段华南大陆岸段多山地丘陵, 海岸曲折, 平原分布比较零散, 比较大的平原位于珠江三角洲和韩江三角洲, 其次在漠阳江 鉴江 南渡江等小河口三角洲及小海湾湾头发育了一些小平原 华南大陆岸段按地貌特征分为 9 段 ( 图 3) 1975 年以韩 图 2 1975 年和 2010 年南海海岸带开发强度 Fig. 2 Land development intensity of coastal zone around the South China Sea in 1975 and 2010 Fig. 3 图 3 华南大陆海岸带地貌分区和开发强度增长 Geomorphologic zoning and land development intensity growth of coastal zone in South China Mainland
108 地理学报 71 卷 江三角洲岸段开发强度最高,2010 年以珠江三角洲岸段开发强度最高, 韩江三角洲岸段次之 华南大陆岸段建设用地增长普遍较快, 增长最快的地方为珠三角岸段 铁炉嶂山地岸段和韩江三角洲岸段, 达到 10% 以上, 其次为阳江 吴川 桂东南和汕头 汕尾岸段 其中, 珠江三角洲和韩江三角洲岸段因地处大三角洲, 铁炉嶂山地岸段背靠珠江大三角洲, 水系发达, 以广阔的广东地区为腹地, 航运四通八达, 港口贸易需求大, 且自 20 世纪 70 年代改革开放以来, 国家政策利好, 经济发展迅速, 带动城市发展, 建设用地扩张迅速 阳江 吴川岸段和汕头 汕尾岸段多小三角洲平原 沙坝 潟湖平原, 多建中小型港口, 腹地大小有限, 建设用地扩张较快 桂东南岸段地处北部湾, 面向东南亚敞开, 发展潜力大, 目前已建成防城港 钦州 北海三大港口, 但由于其开发年代较晚, 北部为南岭所阻隔, 腹地不及珠三角广阔, 且交通设施建设缓慢, 建设用地扩张较快, 但不及珠江 韩江三角洲等岸段 (1) 以山地为主的岸段华南大陆以山地为主的岸段主要分布在铁炉嶂岸段, 从汕尾长沙港到大鹏湾沙头角 铁炉嶂岸段为山地港湾岸, 半岛与海湾相间, 海拔普遍较高 1975 年, 该岸带开发强度很低, 但因其背靠珠江三角洲, 且湾大水深, 发展潜力大,35 年间建设用地扩张迅速, 开发态势西强东弱, 集中在靠近珠江三角洲的大鹏半岛以北台地平原, 为珠三角东侧深圳港向东侧内陆的蔓延式展开 (2) 以台地为主的岸段华南大陆以台地为主的岸段包括雷州半岛岸带 桂东南岸段和海南岛岸段 1 雷州半岛岸带 : 从鉴江河口到广东 广西交界 该岸带地形以台地为主, 沿岸分布着小块的平原 1975 年开发强度不到 1%, 主要分布于东北角湛江港湾,2010 年开发强度增长到 3.5%, 以湛江港建设面积最大, 在西侧外延扩张成片, 次之为南渡河 九洲江小三角洲平原, 开发模式以一块状中心加随机散布星状小斑块为主, 在其他沿海小平原 小港湾 岬角处散布均匀, 多呈星状模式 2 桂东南岸段 : 从广东 广西交界到防城江河口 地形以 20~40 m 低台地为主, 多台地溺谷湾, 深入内陆, 岸线曲折破碎, 中部河口发育小平原 1975 年开发强度很低, 但该岸带地处北部湾, 面向东南亚, 区位条件好, 且湾多水深, 适于建港,35 年间发展迅速,2011 年开发强度上升到 4.8%, 建设用地主要位于防城港 钦州 北海地区 3 海南岛岸段 : 海南岛岸段 20 m 以下平原 20~40 m 低台地及 40 m 以上台地 丘陵各占 1/3, 南部海拔较高, 为山地港湾岸段, 平原主要分布在西南侧和东北侧 1975 年开发强度为 1%, 主要位于海口 东方 乐东 琼海等区域,2010 年开发强度为 3%, 开发格局与 1975 年类似, 呈蔓延式扩张, 重点加强了对海口市以及三亚市的开发, 海口位于海南第一大河南渡江河口, 平原较广, 为海南商贸中心 重要港口, 三亚为旅游胜地 (3) 以平原为主的岸段 1 三角洲平原岸段 : 韩江三角洲岸段和珠江三角洲岸段 这两处岸段为华南大陆最发达的地区 韩江三角洲自广东省与福建省边界到汕头海门湾, 地形以三角洲平原和河口平原为主, 间或有低丘分布, 核心开发区位于榕江河口的汕头港, 片状分布, 其他平原地区呈网状斑块铺开 珠江大三角洲岸段东起大鹏湾沙头角, 西至潭江河口, 为大三角洲港湾岸,1975 年开发强度较低, 为 1.1%, 散布在澳门 香港 东莞 广州番禺地区,2010 年开发强度上升到 22%, 跃居全区第一 东侧比西侧开发强度高, 主要分布于山前冲积平原 港湾及河流交叉口, 片状铺开, 或零星散布于三角洲平原上 2 海湾平原和沙坝 潟湖平原岸段 : 汕头 汕尾岸段和阳江 吴川岸段 这两处岸段地形较平坦, 水系短小且多, 海岸类型以岬湾相间和沙坝 潟湖体系为主, 岸线曲
1 期张君珏等 : 不同海岸地貌背景下的南海周边岸带 35 年建设用地扩张分析 109 折, 建设用地开发主要位于近岸的河口 河曲 潟湖口 岬角处, 呈团块状分布, 其他平原处零星分布, 开发强度在华南大陆属中等水平, 整体规模和集中程度不及三角洲平原岸段, 开发强度增长约 4% 左右 3 山地岬湾和海湾平原岸 : 台山 阳江岸段 该岸带地形较破碎, 丘陵与平原相间, 海岸以河口湾淤泥质平原海岸和山地岬湾岸为主 1975 年开发强度为 1%, 开发区域集中在阳江市漠阳江三角洲,2010 年开发格局类似, 依然以阳江市为中心, 向东北山麓延伸, 在其他河口湾湾头也有小部分开发, 零星散布, 规模较小, 开发强度为 3.6% 4.2.2 中南半岛中南半岛海岸分布着长山山脉 豆蔻山脉 比劳山脉三条大型山脉, 被红河三角洲 湄公河三角洲 昭披耶河三角洲三大三角洲平原隔开, 山脉 平原分布相对集中, 山前还有一些小平原 中南半岛岸段按地貌特征分为 11 段 ( 图 4), 为保证地貌单元完整性, 在进行岸段划分时, 中南半岛红河北部高地岸段包括了华南大陆的一部分 1975 年以昭披耶河三角洲 红河三角洲和清化 河静平原岸带开发强度最高,35 年格局大体不变, 整体扩张水平中等, 以这三块岸带建设用地扩张最为显著, 均在 5% 以上 ; 其次为曼谷湾东侧豆蔻山脉北丘岸段, 增长约 3%, 各岸段之间差异增大 其中, 昭披耶河三角洲 红河三角洲和清化 河静平原岸段地势平坦, 平原广阔, 土地肥沃, 水热条件好, 农业发达, 同时, 岸段内水系发达, 港口贸易发达, 整体经济条件好, 建设用地扩张快 因昭披耶河河道曲折, 水深不足, 曼谷港承载能力有限, 故近年来, 港口向曼谷湾东侧海湾转移, 促进了曼谷湾东侧豆蔻山脉北丘岸段的发展, 加之该岸段岬湾相间, 背山面海, 沙滩优质, 近年来旅游发展迅速, 带动了城市发展, 其建设用地扩张较快 (1) 以山地为主的岸段中南半岛以山地为主的岸段包括豆蔻山脉岸段和长山山脉东南沿海岸段 1 长山山脉东南沿海岸段 : 从广义省与平定省分界线到头顿半岛 该岸段背靠长山山脉, 地形切割剧烈, 谷地深窄, 海岸曲折, 多沙坝 潟湖与岬湾, 整体开发强度不高,1975 年开发强度为 1.8%,2010 年为 3.4%, 建设用地多位于潟湖口 岬角 ( 归仁 芽庄 头顿等 ) 和小河口冲积平原 2 豆蔻山脉岸段 : 从柬埔寨白马市到泰国达叻湾 豆蔻山脉岸段主要为山地断崖岸和丘陵台地港湾岸, 背靠豆蔻山脉, 普遍海拔较高, 平原少而破碎, 且覆盖大片森林, Fig. 4 图 4 中南半岛海岸带地貌分区和开发强度增长 Geomorphologic zoning and land development intensity growth of coastal zone in Indochina Peninsula
110 地理学报 71 卷 为中南半岛地区最不发达的岸段 建设用地几乎无扩张, 主要位于磅逊湾的西哈努克城 (2) 以台地为主的岸段中南半岛以丘陵台地为主的岸段包括红河北部高地岸段和比劳山脉南段 1 红河北部高地 : 从中国防城江河口到越南下龙湾西侧 该岸段海岸以丘陵台地港湾为主, 地形较为破碎, 平原狭小, 沿岸多红树林, 制约了该岸段的开发 1975 年开发强度较低, 仅为 1%,2010 年上升为 2.7%, 除在广宁 下龙湾大规模开发进而聚集成片外, 加强了中越边境北仑河口两侧东兴市与芒街市的开发 2 比劳山脉南段 : 该岸段海拔高, 平原狭小, 沿海分布, 总体海岸平直, 间有小湾, 开发强度低, 建设用地几乎无扩张, 零星分布在小海湾 岬角 河曲处 (3) 以平原为主的岸段 1 三角洲平原岸段 : 红河三角洲 湄公河三角洲和昭披耶河三角洲 红河三角洲和昭披耶河三角洲在 1975-2010 年为中南半岛经济最发达且建设用地增长最迅速的岸段, 开发强度分别从 3.4% 和 5.5% 上涨到 9.9% 和 12%, 湄公河三角洲则为建设用地扩张最为缓慢的岸段之一 红河三角洲自下龙湾西侧到宁平省与清化省分界线, 昭披耶河三角洲自春武里湾到 Bang Tabun 海湾, 两者分别为越南和泰国大规模农业生产中心, 开发模式有相似之处, 核心开发区均位于河曲, 远离海岸, 前者以海防市为中心, 向南北两侧枝蔓状延伸, 形成多个小斑块或长条, 分布密集且均匀, 后者以曼谷为中心, 向东西两侧他真河和邦巴功河河口辐射, 形成几条放射状辐射轴, 并向曼谷湾东侧转移 湄公河三角洲地形与红河三角洲类似, 为湾外三角洲, 是南海地区面积最大的三角洲 湄公河三角洲海岸存在大片红树林和沼泽, 高程低, 易泛洪, 土壤含盐量高, 不利于开发, 开发强度远低于红河三角洲,1975 年为 0.4%,2010 年为 1% 开发模式以沿河渠而建的线状模式为主, 少聚落, 开发较好的地区主要位于其东北侧的鹅贡和巴知 2 河口平原岸段 : 清化 河静平原岸段 比劳山脉北段 清化 河静平原岸段为山前河口冲积平原岸, 平原面积较大,1975 年开发强度为 2.7%,2010 年为 9.5%, 排名中南半岛第三, 开发模式与红河三角洲类似 但因其腹地不及红河三角洲广阔, 港口规模不及海防, 主要分布在清化和荣市 比劳山脉北段岸段为山前冲海积平原岸, 开发强度增长约 1%, 建设用地基本沿河流 海岸线或山麓而建, 主要位于碧武里和华欣 3 河口平原和沙坝 潟湖平原岸段 : 广平 广义平原岸段 该岸段为河口平原岸, 平原狭长, 面积不及清化 河静平原, 海岸平直, 沿岸多沙坝 潟湖, 建设用地多位于距海岸 5~15 km 的范围,1975 年开发强度为 2.4%,2010 年为 4.5% 主要建设用地中心位于河口 河曲和海湾 ( 洞海 顺化市 岘港等 ), 其他建设用地基本沿河流走向而建, 狭长绵延 4 海湾平原和沙坝 潟湖平原岸段 : 豆蔻山脉北丘 从达叻湾到春武里湾 该岸段为尖竹汶山脉与豆蔻山脉余脉包围, 海岸以岬湾相间和沙坝 潟湖体系为主, 建设用地主要分布在湾头小平原 1975 年开发强度为 1.9%, 主要分布在春武里湾, 因面向曼谷湾, 区位优势较好,35 年间开发强度增长迅速,2010 年为 5%, 主要加大了在北部林查班 帕塔亚 罗勇岸段的开发 4.2.3 马来半岛马来半岛多山, 自北向南分布着普吉山山脉 銮山山脉 宾坦山脉 吉保山脉和塔汉山脉, 海岸带以平原为主, 分布小部分台地 马来半岛海岸按地貌特征分为 13 段 ( 图 5), 其中, 西岸和南岸普遍开发强度高, 东岸以北大年府 吉兰丹三角洲 丁加奴高地岸段开发强度较高, 西岸开发强度高于东岸, 且扩张速度也高于东岸 ; 扩张最快的地方位于柔佛海峡的新加坡和柔佛南岸, 增长超过 20%, 次高地区位于马六甲海
1 期张君珏等 : 不同海岸地貌背景下的南海周边岸带 35 年建设用地扩张分析 111 峡东侧的宾坦山脉 吉保山脉岸段, 增长接近 10% 其中, 马来半岛西岸和南岸因据守马六甲海峡, 为连通印度洋和太平洋要塞, 航运贸易发达, 尤以新加坡扼守马六甲海峡入海口, 为东南亚船运的必经之路, 自 20 世纪 60 年代中期新加坡独立之后, 积极吸引外资, 发展集装箱转口贸易, 经济发展迅速, 对建设用地需求大, 其扩张也快, 并促进了北侧柔佛州新山的发展 位于宾坦山脉岸段的槟城港与吉保山脉的巴生港同为世界著名转口港, 近年来发展势头也很迅速, 建设用地扩张快 (1) 以台地为主的岸段马来半岛以台地为主的岸段包括丁加奴高地东侧沿海岸段 柔佛东部岸段 柔佛南部岸段和新加坡岸段 1 丁加奴高地东侧沿海岸段 : 从瓜拉丁加奴到关丹 该岸段背靠塔汉山脉 (Tahan), 地形与越南东南沿海岸段相似, 多丘陵台地岬湾岸, 切割剧烈, 平原狭小 1975 年开发强度为 1.6%,2010 年上升为 6.6%, 增长迅速,35 年间开发格局变化不大, 重点加强了河口湾的开发 ( 龙运 北加 关丹等 ) 2 柔佛东部岸段 : 该岸段为台地地带, 沿岸覆盖大片森林, 开发强度低,35 年间开发强度增长不大, 建设用地为小斑块, 零散分布 3 柔佛南部岸段 : 该岸段为台地溺谷岸, 面向柔佛海峡, 为马来半岛除新加坡外最发达的地区,1975 年开发强度为 3.2%, 主要分布于中部沿海地带,2010 年增长到 25.7%, 增长剧烈, 从原开发区沿西 北 东三条轴线扩张 4 新加坡岸段 : 该岸段在 1975-2010 年为南海周边开发最剧烈的岸段,1975 年开发强度为 21%,2010 年为 45% 南岸比北岸开发强度高,1975 年建设用地以东南岸最为集中, 在 35 年间重点在西南岸 东北岸和北岸进行扩张 (2) 以平原为主的岸段 1 三角洲平原岸段 : 他彼河平原岸段 (Tapi river) 吉兰丹 丁加奴岸段 他彼河平原岸段为三角洲平原岸, 开发强度不高,35 年间增长了 1%, 建设用地集中在首府素叻他尼 吉兰丹 丁加奴岸段自泰国那拉提瓦到马来西亚瓜拉丁加奴, 分布着吉兰丹三角洲及其南部河流形成的三角洲小平原, 在 1975 年为马来半岛东岸最发达的岸段, 开发强度为 2.8%,2010 年增长为 5.9%, 开发中心位于各河流的河口 2 河口平原岸段 : 宋卡 那拉提瓦岸段 马六甲 柔佛西部岸段 吉保山脉 ( 中央 Fig. 5 图 5 马来半岛海岸带地貌分区和开发强度增长 Geomorphologic zoning and land development intensity growth of coastal zone in Malay Peninsula
112 地理学报 71 卷 山脉 ) 沿海岸段 宾坦山脉沿海岸段 宋卡 那拉提瓦岸段为山前河口冲积平原岸, 开发强度增长较快,1975 年开发强度为 0.9%,2010 年为 3.6%, 以北大年港为中心, 均匀散布于小平原上, 多为条带状延伸 马六甲 柔佛西部岸段为淤泥质河口平原岸, 农业发达,1975 年开发强度为 1.2%,2010 年上升到 6.7%, 以马六甲市扩张最为剧烈 吉保山脉沿海岸段自马六甲市北到曼戎, 位于宾坦山脉与吉保山脉之间的谷地, 以淤泥质平原岸为主, 分布大片红树林, 山麓有大片锡矿,1975 年开发强度为 1.6%,2010 年为 10%, 以吉隆坡外港巴生港扩张最为剧烈, 山麓锡矿开采地芙蓉扩张也较快 宾坦山脉沿海岸带地形以山前冲积平原为主, 建设用地主要分布于河口 山麓,1975 年开发强度为 2%,2010 年为 13%, 以中部双溪大年 槟城和居林三地扩张最为显著 3 平原沙堤岸段 : 普吉山沿海岸带 銮山沿海岸段 彭亨东部岸段 这 3 个岸段开发强度均较低,35 年间增长在 1% 左右 普吉山沿海岸带背靠普吉山脉, 以海湾平原和平直沙堤平原为主, 建设用地主要分布在北侧海湾以西, 多呈线状延伸 銮山沿海岸段以平直沙堤平原和潟湖平原为主, 建设用地主要位于洛坤市与潟湖湖口宋卡港 彭亨东部岸段自关丹到彭亨与柔佛分界线, 以三角洲平原和平直沙堤平原为主, 大部分被森林覆盖, 为马来半岛最不发达的地区, 开发地区主要位于彭亨河三角洲 4.2.4 苏门答腊岛苏门答腊岛地形西高东低, 东岸为巨大的冲积平原, 自北向南面积逐渐增大, 按其平原面积大小将其东海岸分为三块, 北部岸段自苏门答腊岛西北角到司马威, 东北岸段自司马威到丹戎巴来, 中南岸段自丹戎巴来到勿里洞岛以西 ( 图 6) 苏门答腊岛虽地处马六甲海峡, 但马六甲海峡深水航道靠近马来半岛, 苏门答腊岛位于马六甲海峡的海岸高程低, 分布大片沼泽森林, 淤积严重, 不适宜建港, 且可开垦土地少, 建设用地扩张强度低 东北岸段建设用地扩张最快, 开发强度增长约 3%, 中南岸段变化甚微 (1) 以山地为主的岸段苏门答腊岛以山地为主的岸段为其北部岸段, 自 Krung raja 海湾到司马威, 平原狭小, 开发难度大,1975 年开发强度不到 0.1%,2010 年为 0.8%, 建设用地扩张慢, 零星分布于沿海小平原, 主要为实格里 美仑和司马威三地 (2) 以平原为主的岸段 1 苏门答腊东北岸段 : 该岸段以河口平原为主, 因土壤形成历史较久, 而在远岸带形成了部分比较干燥的低台地, 适宜种植业的发展, 经济的发展促进了人口的聚集, 带动了建设用地的扩张 1975 年开发强度为 0.9%,2010 年为 4%, 扩张剧烈的地区位于棉兰地区, 从棉兰向海一直延伸到外港勿拉湾 2 苏门答腊中南岸段 : 该岸段以淤泥质河口平原岸为主, 多沼泽丛林和红树林, 不易开发,1975 年开发强度不到 0.1%,2010 年仅为 0.2%, 开发较充分的地方位于杜迈港, 靠近印尼最大储油区米纳斯油田 4.2.5 加里曼丹岛加里曼丹岛地势东北高, 西南低, 平原广布, 但覆盖大片热带雨林, 三角洲河口泥沙淤泥严重, 船只通行不便, 且远离东南亚航线, 海岸整体开发程度不及华南大陆 中南半岛和马来群岛 海岸分为 7 段 ( 图 7), 北岸比西岸开发强度高,1975-2010 年开发强度最高且扩张最快的地方为北砂拉越 文莱岸段和克罗克山脉沙巴州岸段 其中, 北砂拉越 文莱岸带因靠近南海油气盆地, 自 20 世纪 70 年代油气开采热潮以来, 油气开采极大促进了其沿岸经济的发展, 带动了建设用地的扩张, 开发强度增长约 4% 克罗克山脉沙巴州岸带则因历史种植业的发展以及近岸旅游业的发展, 其建设用地扩张在加里曼丹岛维持了一个相对较快的增长速率 西岸与西北岸普遍因森林沼泽多而不宜开垦, 建设用地扩张慢 其他岸段开发强度增长均在 1% 以下
1 期张君珏等 : 不同海岸地貌背景下的南海周边岸带 35 年建设用地扩张分析 113 (1) 以山地为主的岸段 加里曼丹岛以山地为主的岸段主要分布在东北角克罗克山 脉 (Banjaran Crocker) 沿海岸段, 平原狭小, 多山地岬湾, 开发强度增长较快,1975 年 开发强度为 1.3%,2010 年为 3.9%, 建设用地集中在亚庇 (2) 以台地为主的岸段 加里曼丹岛以台地为主的岸段主要分布在北砂拉越 文莱 岸段, 多丘陵台地, 间有小平原, 岸线平直, 靠近曾母油气盆地和文莱 沙巴油气盆 地, 在 1975-2010 年为加里曼丹岛南海岸带最发达的岸段,1975 年开发强度为 2.3%, 2010 年为 6.5%, 扩张剧烈, 主要依赖于石油天然气的开采推动了沿海港口的发展, 扩张 剧烈的地区位于民都鲁港 米里港和斯里巴加湾湾口西北, 尤以斯里巴加湾为甚, 现已 沿山间谷地连接成片 (3) 以平原为主的岸段 1 三角洲平原岸段 : 卡普阿斯河三角洲岸段 (Kapuas River) 砂拉越河 拉让江三 角洲岸段 (Rejang River) 地形以复合三角洲平原为主, 河口多沼泽, 不利于开发, 开 发区域均距海岸较远, 主要位于河流交叉口的坤甸港和古晋港, 近岸基本无开发 2 河口平原岸段 : 加里曼丹西 南岸段 加里曼丹西北岸段 地形平 坦, 覆盖大片森林, 为加里曼丹岛开 发最不充分的岸段, 西北段有少部分 耕地, 开发强度较西南地略高 3 海湾平原岸段 : 斯里巴加湾 洼地岸段 以淤泥质海岸和红树林海 岸为主, 开发强度低, 沿河分布 4.2.6 菲律宾群岛 菲律宾群岛海岸 多山地丘陵, 平原稀少, 主要分布在吕宋岛的马尼拉湾 林加延湾和卡加延河, 海岸按地貌特征分为 8 段 ( 图 8), 建设用地扩张强度普遍不高, 扩张最快的地方为吕宋岛马尼拉湾, 增长超过 20%, 其次为吕宋岛林加延湾 图 6 苏门答腊岛海岸地貌及分区 和南部山地港湾岸段, 约为 2%, 巴 Fig. 6 Geomorphologic and zoning map of coastal zone in Sumatra 图 7 加里曼丹岛海岸带地貌分区和开发强度增长 Fig. 7 Geomorphologic zoning and land development intensity growth of coastal zone in Kalimantan
114 地理学报 71 卷 图 8 菲律宾群岛海岸带地貌分区和开发强度增长 Fig. 8 Geomorphologic zoning and land development intensity growth of coastal zone in Philippines 拉望岛和民都洛岛建设用地几乎无扩张 其中, 马尼拉湾因水深条件好, 海湾两侧半岛较好的屏蔽作用, 宜于建优良大港口, 加之其位于吕宋岛中央平原, 开发难度低, 建设用地扩张迅速 此外, 林加延湾岸段因海湾平原面积大, 河流多, 吕宋岛南部山地因湾大水深, 港口发展都维持了一个相对较快的用地扩张速率 (1) 以山地为主的岸段菲律宾群岛以山地为主的岸段包括巴拉望岛岸段 民都洛岛岸段 吕宋岛南部山地岸段 吕宋岛西部山地岸段和吕宋岛西北山地岸段 这几个岸段均为山地港湾岸段, 平原狭小, 河流多, 建设用地基本位于海湾湾头或者河口小平原处, 以吕宋岛南部山地岸段湾大水深, 条件好, 建设用地扩张快,1975 年开发强度为 0.4%,2010 年为 2.7%, 其他岸段均扩张在 1% 以下 (2) 以平原为主的岸段 1 海湾平原岸段 : 吕宋岛马尼拉湾岸段 吕宋岛林加延湾岸段 马尼拉海湾 1975 年开发强度为 7%,2010 年为 34%, 主要扩张模式有 2 种, 一是在东侧沿原中心马尼拉市呈扇状向周边扩展, 二是在北侧沿河道和交通干线枝蔓状扩展 林加延湾平原与马尼拉湾平原相连, 开发格局不变, 基本上是位于河曲的原有几个小开发中心的进一步扩张 2 河口平原岸段 : 吕宋岛北部平原岸段 该岸段开发不充分, 建设用地基本位于卡加延河河口及河流两岸,1975 年开发强度仅为 0.2%,2010 年为 1% 4.3 不同类型海岸带建设用地扩张强度及开发模式比较 4.3.1 不同类型海岸带建设用地扩张强度差异根据南海 51 个岸段 1975-2010 年开发强度扩张程度按照海岸类型进行排序 ( 图 9) 结果表明: 山地岸 台地岸 三角洲平原岸 河口平原岸 海湾平原岸均存在扩张非常剧烈 (> 10%) 的区域 图 9 南海周边不同类型海岸带建设用地扩张强度山地岸包括铁炉嶂山地港湾岸, 台地岸 Fig. 9 Construction land expansion intensity in coastal zone 包括新加坡海岸和柔佛南岸, 三角洲平 according to different geomorphology types
1 期张君珏等 : 不同海岸地貌背景下的南海周边岸带 35 年建设用地扩张分析 115 原岸包括珠江三角洲平原和韩江三角洲平原, 河口平原岸包括宾坦山脉西岸, 海湾平原包括马尼拉海湾平原 这说明, 在地理区位特别优良 ( 航运 资源 地理位置 ) 的情况下, 地形的影响不占主导因素, 一定程度上可以被克服 从各类型海岸建设用地扩张强度的总体分布来看, 以三角洲平原岸和河口平原岸建设用地扩张普遍显著, 这是因其良好的水热条件及平坦的地形条件决定的, 这类岸段往往成为了区域农业中心及大型贸易港口中心, 如珠江三角洲 红河三角洲等, 小部分三角洲平原岸和河口平原岸因沼泽 红树林多, 不利于开发而扩张微弱, 如卡普阿斯河三角洲 次以台地岸和沙坝 潟湖平原岸扩张较为显著, 这是因台地溺谷 台地岬湾和沙坝 潟湖具有较好的遮蔽作用, 这类海岸易于建设中小型港口, 如湛江港 金兰湾 海湾平原与山地岸除个别岸段 ( 铁炉嶂岸段与马尼拉湾岸带均具有湾大水深 适宜建港 腹地广的特点 ) 外, 普遍因背靠丘陵, 平原狭小而发展潜力有限, 扩张不太大 平直沙堤平原岸则因直接腹地小, 陆上水资源匮乏且海运不发达而扩张不明显 4.3.2 不同类型海岸带开发模式差异不同类型海岸带具有不同的开发模式, 包括空间形态与空间分布的差异 空间形态可分为团块状 条带状 星状 线状 点状 根据不同类型海岸带建设用地空间分布及扩张特点, 汇总了不同类型海岸带开发模式 ( 表 1) 海岸类型 山地岸 台地岸 三角洲平原 河口平原 海湾平原 Tab. 1 沙坝 潟湖平原 平直沙堤平原 表 1 不同类型海岸带开发模式 Land development pattern in coastal zone according to different geomorphology types 团块状或条带状 团块状或条带状 空间形态 空间形态多样化, 核心区呈团块状, 其它呈放射条带状 / 网状小斑块, 分布密集而均匀 ; 还有沿堤岸而建, 纵横阡陌式的线状分布 与三角洲平原类似 团块状或条带状 团块状 ; 星状 条带状分布 ; 线状分布 ; 点状分布 空间分布 山麓下的港湾或山间谷地 台地溺谷或岬湾 广布, 核心区位于河口或河曲 河口 / 河曲或沿河流 海岸线而建 湾头或湾口 潟湖口 沿交通干线或沿海岸线 典型岸段 铁炉嶂岸段 ; 红河北部高地岸段 丁加奴高地东侧沿海岸段 ; 柔佛南岸岸段 昭披耶河三角洲岸段 ; 红河三角洲岸段 ; 湄公河三角洲岸段 清化 河静平原岸段 豆蔻山脉北丘岸段 汕头 汕尾岸段 普吉山沿海岸带 5 结论 (1) 35 年来, 南海海岸带建设用地扩张显著, 整体表现出了西以马六甲海峡东岸为主体和北以华南大陆为主体的两个主要扩张区域 从区域层面来讲, 华南大陆和马来半岛建设用地扩张普遍显著, 以珠江三角洲和柔佛海峡岸段为甚 中南半岛扩张程度中等, 以昭披耶河三角洲 红河三角洲和清化 河静平原岸带扩张较快 苏门答腊岛 加里曼丹岛和菲律宾群岛除马尼拉海湾扩张剧烈外, 普遍扩张程度低 (2) 海岸地貌对建设用地的扩张有显著影响 海岸地貌决定了区域的高程地势, 影响了开发难易程度和区域资源条件, 包括建港条件 景观条件等 平原岸因地势平坦, 宜于开垦, 交通便利而适宜于经济发展, 建设用地扩张快, 以位于大河口的三角洲平原岸和河口平原岸为典型类型, 适宜发展大农业与港口, 沙坝 潟湖平原岸适宜发展中小型港口, 建设用地扩张快 ; 而海湾平原因平原面积小, 发展潜力有限, 建设用地扩张普
116 地理学报 71 卷 遍不大, 水运不发达的平直沙堤平原岸因经济需求缺乏, 建设用地扩张甚微 台地岸因台地溺谷的遮蔽作用, 宜于发展中小型港口, 但限于其地势影响, 建设用地扩张不及三角洲平原岸和河口平原岸 山地岸坡度大, 开发难度大, 建设用地普遍扩张不大 (3) 海岸地貌塑造了海岸带开发空间形态与分布, 不同类型海岸带开发模式各异 三角洲平原岸和河口平原岸因地形平坦, 建设用地分布广, 受河流塑造影响大, 表现出空间形态多样化的特征, 团块状 条状 星状 线状和点状并存 山地岸 台地岸和海湾平原岸受制于地形影响, 多沿山麓 海湾呈现团块状或条带状分布 沙坝 潟湖平原岸受制于建港条件影响, 多于潟湖口团块状与星状分布 平直沙堤平原岸则受限于交通条件影响, 以沿交通干线条带状 / 线状 / 点状分布为主 参考文献 (References) [ 1 ] Seto K C, Fragkias M, Güneralp B. A meta-analysis of global urban land expansion. PLoS One, 2011, 6(8): e23777. [ 2 ] Grimm N B, Faeth S H, Golubiewski N E. Global change and the ecology of cities. Science, 2008, 319(5864): 756-760. [ 3 ] Güneralp B, Seto K C. Futures of global urban expansion: Uncertainties and implications for biodiversity conservation. Environmental Research Letters, 2013, 8(1): 14-25. [ 4 ] Güneralp B, Güneralp İ, Liu Y. Changing global patterns of urban exposure to flood and drought hazards. Global Environmental Change, 2015, 31: 217-225. [ 5 ] Xue Zhenshan, Su Fenzhen, Yang Xiaomei, et al. Dynamic change of land use in coastal zone of the Pearl River Estuary with landform analysis. Tropical Geography, 2012, 32(4): 409-415. [ 薛振山, 苏奋振, 杨晓梅, 等. 珠江口海岸带地貌 特征对土地利用动态变化影响. 热带地理, 2012, 32(4): 409-415.] [ 6 ] Wang Cuiping, Wang Haowei, Li Chunming, et al. Analysis of the spatial expansion characteristics of major urban agglomerations in China using DMSP/OLS images. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(3): 942-954. [ 王翠平, 王豪伟, 李 春明, 等. 基于 DMSP/OLS 影像的我国主要城市群空间扩张特征分析. 生态学报, 2012, 32(3): 942-954.] [ 7 ] Jiang Qun'ou, Deng Xiangzheng, Ke Xinli, et al. Prediction and simulation of urban area expansion in Pearl River Delta Region under the RCPs climate scenarios. Chinese Journal of Applied Ecology, 2014, 25(12): 3627-3636. [ 姜群鸥, 邓祥 征, 柯新利, 等. RCPs 气候情景下珠江三角洲地区城市用地扩展的预测与模拟. 应用生态学报, 2014, 25(12): 3627-3636.] [ 8 ] Nong D, Lepczyk C, Miura T, et al. Quantify spatiotemporal patterns of urban growth in Hanoi using time series spatial metrics and urbanization gradient approach. EAST-WEST Center Working Papers, 2014. [ 9 ] Kontgis C, Schneider A, Fox J, et al. Monitoring peri-urbanization in the greater Ho Chi Minh City metropolitan area. Applied Geography, 2014, 53: 377-388. [10] Srivanit M, Hokao K, Phonekeo V. Assessing the impact of urbanization on urban thermal environment: A case study of Bangkok Metropolitan. International Journal of Applied Science and Technology, 2012, 2(7): 243-54. [11] Shi X, Zhang Y. Study on regional agro- ecological risk and pressure supported by city expansion model and SERA Model//Computer and Computing Technologies in Agriculture IV. Berlin and Heidelberg: Springer, 2011: 641-649. [12] Tehrany M S. Remote sensing data reveals eco- environmental changes in urban areas of Klang Valley, Malaysia: Contribution from object based analysis. Journal of the Indian Society of Remote Sensing, 2013, 41(4): 981-991. [13] Murakami A, Zain A M, Takeuchi K, et al. Trends in urbanization and patterns of land use in the Asian mega cities Jakarta, Bangkok, and Metro Manila. Landscape and Urban Planning, 2005, 70(3): 251-259. [14] Jones G W. Southeast Asian urbanization and the growth of mega-urban regions. Journal of Population Research, 2002, 19(2): 119-136. [15] Pereira R A, Lopez E D. Characterizing the spatial pattern changes of urban heat islands in Metro Manila using remote sensing techniques. Philippine Engineering Journal, 2004, 25(1): 15-34. [16] Mao Jiangxing, Li Zhigang, Yan Xiaopei, et al. Research on the spatial- temporal changes of land use in relation to topography factors in Shenzhen City. Geography and Geo-Information Science, 2008, 24(2): 71-76. [ 毛蒋兴, 李志刚, 闫小培, 等. 深圳土地利用时空变化与地形因子的关系研究. 地理与地理信息科学, 2008, 24(2): 71-76.] [17] Liu Zhaoshu, Fan Shiqing, Zhao Huanting. Geology of the South China Sea. Beijing: Science Press, 2002. [ 刘昭蜀, 范 时清, 赵焕庭. 南海地质. 北京 : 科学出版社, 2002.] [18] Zhang Junjue, Su Fenzhen, Zuo Xiuling, et al. Research on the spatial differentiation of coastal land development
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