【研究意义】海岸带是海洋与陆地过渡带，是响应全球变化最迅速、生态环境最敏感脆弱的地带，也是地质灾害的多发地带^[1]，其演变反映了自然、经济和社会综合作用的强度^[2]。海岸线是海陆分界线，由地质因素、河流海洋沉积物淤积、气象条件、海洋条件以及人类社会经济活动耦合作用形成。海岸冲淤、海平面上升等自然变化和人工堤坝、围垦、采砂等社会因素的变化都会导致海岸线的变迁^[3-4]。海岸线的变化会直接改变潮间带滩涂资源量及海岸带环境，从而改变海岸带多种资源与生态过程，影响沿海人民的生存和发展^[5-7]。北海市海洋资源丰富，海岸线长，滩涂宽广，沿岸分布有红树林、海草、珊瑚礁三大典型海洋生态系统及河口三角洲湿地，其中有多个国家级、省级保护区。可见，北海市海岸线对沿岸土地规划、社会经济发展、旅游开发、海域功能区划、海洋资源保护利用、重要海洋生态系统的保护、海洋灾害防治具有重要的作用。因此，快速、准确地监测海岸线变化，为政府、公众提供动态、科学的信息，对海岸、滩涂保护利用和生态安全等都具有十分重要的意义^{[3, 8]}。【前人研究进展】在向海经济高速发展的大环境政策推动下，传统的测量手段已无法实时跟踪海岸线和土地利用的快速变化。卫星遥感技术已经广泛用于海洋各方面的监测，比如海流信息^[9-11]，海域水质评价^[12-13]，海域海表盐度^[14]，海洋灾害检测^[15-17]以及海岸带环境监测^[18-19]等。运用遥感技术研究海岸线变迁具有宏观、快速、实时、动态和适用领域广等特点，对于地物细微的变化，特别是海岸线的动态监测具有独特的优势。我区遥感研究工作者已多次利用航片资料、实测资料和遥感资料等对广西海岸线进行综合调查。广西壮族自治区遥感中心^[20-21]分别于2001年、2004年完成1955—1998年广西海洋海岸带遥感综合调查与1955—2004年广西环北部湾生态环境地质调查遥感解译。黄鹄等^[22]利用航片、SPOT和TM影像资料分析1955—1998年广西海岸线时空变化特征。刘鑫^[2]根据Landsat卫星遥感数据研究铁山港地区海岸线近20年来(1987—2006年)的变化特征。【本研究切入点】以上文献基本上是针对整个广西区的海岸线研究，有关详细的北海市海岸线变迁研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】本研究试图通过对1955—2004年遥感影像的解译，结合地形图等资料，研究北海市近50年以来海岸线变迁及其环境效应。

本研究遥感信息源选取跨度大且资料收集较完整的时相：1955年的1:37 500~1:50 000黑白航片(北海市以东和以西范围)、1977年的1:10 000黑白航片(廉州湾范围)、1985年10月3日的1:10 000真彩色航片(主要为北海市范围)，1986—1988年、1998年Landsat TM数据，1998年法国SPOT的HRV数据，2002年Landsat ETM数据和2004年Landsat TM数据。TM的反射波段分辨率为30 m，HRV的反射波段分辨率为10 m，ETM的反射波段分辨率为30 m。同时收集1977年调绘、1980年出版的1︰50 000地形图，进行1977年部分岸段研究^[23]。

采用目视解译和计算机自动提取相结合的方法提取海岸线。

(1) 1955年、1977年、1985年航片采用目视解译在薄膜图勾划出海岸线，形成解译草图，再将解译草图利用MAPGIS软件进行输入、误差校正、修改编辑等形成正式的解译成果图件。航片解译成果图在录入过程中，走线误差控制在0.2 mm以内，点位录入误差控制在1 mm以内。录入后，采用计算机自动生成的相应比例尺、相应图幅的标准方厘网进行校正，然后无缝拼接成整幅1:50 000图进行编辑成图。

(2) 1988年、1998年1:50 000 TM遥感影像进行原始数据灰度拉伸增强→TM543波段假彩色合成→多景数据镶嵌→镶嵌图的精校正，影像几何校正点位中误差小于0.68个象元。

(3) 1998年1:25 000 HRV与TM数据复合影像进行TM原始数据灰度拉伸增强→TM543波段假彩色合成→多景数据镶嵌→与SPOT卫星HRV镶嵌图配准→TM合成图HIS分解→SPOT卫星HRV镶嵌图取代Ⅰ分量→HIS转换回RGB形成复合图，影像几何校正点位中误差小于0.70个象元。

(4) 2004年1:50 000 ETM与TM数据复合影像选择TM13478等波段数据进行线性拉伸等预处理后→TM8经过插值处理后与TM7、3进行假彩色合成→形成假彩色影像图，影像几何校正点位中误差小于0.77象元。

(5) 利用ENVI Ver 3.0遥感图像处理软件把解译形成的图件，经过校正后进行叠加、拼接、编辑等。在计算机编辑完成后，经过两次出图检查，保证最终成果图的质量^[23]。

北海市沿海入海主要河流的潮流界位置分别如下：①南流江潮流界定在党江闸门堤坝处；②大风江潮流界定在河口上的良关平村处；③其它规模较小的河流根据潮汐作用、海岸沉积物特征、海水中生长的动植物以及河流突然变窄处等进行确定。根据1988年、1998年、2002年、2004年TM数据或ETM数据以及2004年CBERS数据成像时间和实地观测潮位观测记录资料，其成像时潮位处于高潮期刚刚开始退潮时的潮位，结合野外踏勘的沙滩岸线高潮位实地特征，1988年、1998年、2002年、2004年解译出来的海岸线基本相当于数据遥感成像当日的高潮线^[20-22]。

5时相遥感影像提取的岸线叠加后，可以看出近50年来北海市海岸线变化较大(图 1)，海岸线长度除1977—1988年略有增加外，整体上呈递减趋势，1998年至2004年变化减缓(表 1)。海岸线变化总体上是趋于平直，长度减少，影响因素包括围海造地、围塘、堤坝连岛等人为因素和自然侵蚀、淤积作用等，其中围海工程引起的变化较大，海岸的自然侵蚀、淤积作用不明显。南流江三角洲河口区沿岸海岸线变化最大，其次分别是大冠沙盐场至营盘港沿岸、铁山港北部沿岸、北暮盐场沿岸等。各区岸线的变化规律反映出不同阶段的海岸利用强度及政府管控的差异性。

图 1 (Fig. 1)

图 1 北海市近50年来的海岸线变迁 Fig.1 Shoreline changes in Beihai City in the last 50 years

表 1(Table 1)

表 1 各时相海岸线长度变化 Table 1 Change of shoreline length in different time phases 时相区间 Zone of time phases (Years) 长度变化 Change value of shoreline length (km) 年平均长度变化 Average annual change value (km) 1955—1977 -107.228 2 -4.877 1977—1988 11.197 6 1.018 1988—1998 -71.626 2 -7.162 6 1998—2004 -19.380 6 -3.230 1 1955—2004 -187.037 3 -3.817 1
	表 1 各时相海岸线长度变化 Table 1 Change of shoreline length in different time phases

此岸段属于大风江口的湾口段，该段潮水大量进出^[20]，长年咸淡水交换良好，避风条件好；沙质河床，洪水期略有冲淤变化；沿河两岸较稳定，岸边围塘受水文气象变化影响较小。此外，水体在常规天气条件下，悬浮体浓度较低，高浓度悬浮体主要分布大风江口湾口附近，泥沙主要往SW向运移^[24]。由于此岸段的水文地质有利于围海造田和海水养殖，从1977年时相开始出现围垦影像：1977年卸江西侧围垦，海岸截弯取直，海岸线比1955年减少0.25 km；1988年官井南东侧围垦，海岸线比1977年增加2.53 km；1998年卸江村北一带沿岸建设，海岸线比1988年减少0.45 km；2004年卸江北西侧沿岸建设，海岸线比1998年减少1.73 km(图 2)。

图 2 (Fig. 2)

图 2 官井至卸江沿岸海岸线变迁 Fig.2 Shoreline changes between Guanjing and Xiejiang

此岸段属于南流江河口三角洲的三角洲平原段，水陆交替，咸淡水交汇，底质多为沙质滩涂、沙泥质滩涂、水草滩涂。从1977年影像可见南流江口河道改道变迁、围滩造地、岸线截曲取直等，海岸线比1955年减少39.13 km；西场镇圩船埠围垦，海岸线减少9.60 km；四股田村北东侧围垦，海岸线减少5.62 km。1988年车路尾、九份田西侧、四股田北东侧围塘，海岸线比1977年分别减少5.04 km、7.18 km、5.03 km。1998年新田村围塘建设，海岸线比1988年减少3.28 km；四股田村南东侧沿岸围塘，海岸线增加1.19 km。2004年乾江乡车路尾沿岸围塘建设，海岸线比1998年减少17.06 km。可见，此岸段是5个时相中海岸线变迁最大的(图 3)。

图 3 (Fig. 3)

图 3 南流江三角洲河口区沿岸海岸线变迁 Fig.3 Shoreline changes in the estuaries of Nanliujiang River Delta

此岸段为沙质海岸浅滩滩涂，分布面积较大，海岸泥沙来源少，处于冲淤平衡状态，属稳定型海岸。1977年影像显示白虎头北侧围垦，海岸线比1955年减少0.94 km；1988年电白寮、南澫围塘，海岸线比1977年分别增加2.01 km、0.90 km；1998年影像显示的围塘建设包括下龙潭村南侧、古城岭南、电白寮至白虎头一带以及大墩海至电白寮一带，海岸线比1988年分别增加0.50 km、1.60 km、0.54 km、3.81 km，而南澫村围垦海岸线减少1.53 km(图 4)。

图 4 (Fig. 4)

图 4 南澫至白虎头沿岸海岸线变迁 Fig.4 Shoreline changes between Nanwan and Baihutou

此岸段的竹林至大冠沙盐场沿岸滩涂底质为中细砂沉积物，水质良好，浮游藻类及各种营养盐丰富，海水温度及盐度等适宜发展岸滩养殖，适宜文蛤滩涂养殖、对虾或蟹的围塘养殖，为发展养殖的优良海区^[20]。此岸段变迁包括盐场、西村港、白龙港、营盘港的改造及沿岸围塘建设。1977年营盘港围堤，海岸线比1955年减少20.34 km；白龙港白坪咀村围垦，海岸线减少6.97 km；白龙圩西侧围垦，海岸线减少1.37 km；西村港东侧的竹林盐场建设，海岸线减少1.45 km；西村港西侧的大冠沙盐场建设，海岸线减少0.84 km。1988年西村北西侧3.5 km、大王埠东侧围垦建设，海岸线比1977年各增加0.03 km、0.92 km。1998年营盘镇沿岸、西村西1.5 km、大冠沙盐场北侧海岸线分别比1988年增加0.32 km、0.31 km、0.44 km，白龙圩南西1 km海岸线减少0.18 km。2004年营盘镇山角村沿岸围塘建设，海岸线比1998年减少7.75 km(图 5)。

图 5 (Fig. 5)

图 5 大冠沙盐场至营盘港沿岸海岸线变迁 Fig.5 Shoreline changes between Daguansha salt field and Yingpan Harbor

此岸段为侵蚀型海岸，主要受海洋水文影响，侵蚀现象较为明显^[20]。1977年北暮盐场建设，海岸线比1955年减少12.33 km；1988年围塘建设，葛麻山南东侧、石头埠南1 km、北暮盐场沿岸海岸线比1977年分别减少4.76 km、0.31 km、0.54 km；1998年石头埠港口改造，海岸线比1988年增加0.60 km(图 6)。

图 6 (Fig. 6)

图 6 北暮盐场至葛麻山东南沿岸海岸线变迁 Fig.6 Shoreline changes between Beimu salt field and the southeastern coast of Gemashan

1977年闸口镇南东侧大王山、沙城南部、闸口镇大路山东茅山村、福禄村南侧以及公馆镇海堤指挥所处围垦，海岸线比1955年分别减少18.23 km、5.06 km、4.20 km、0.78 km和4.29 km。1988年影像显示闸口镇南东侧大王山围垦，堤坝被冲跨，海岸线增加10.91 km，围垦造成沙城南侧、红岸楼村南侧、白沙头村北侧海岸线比1977年分别增加3.22 km、1.91 km、0.14 km；高丰垌村南西侧、充美村北2 km、三角田村西1 km、朱屋村北东侧海岸线分别减少0.26 km、0.04 km、0.47 km、1.19 km。1998年围垦建设，芋头塘北1 km海岸线比1988年增加0.18 km；白沙水泥厂西侧、公馆镇南2.5 km、闸口镇南东侧、红岸楼南东侧、红岸楼西1.5 km海岸线分别减少1.28 km、2.51 km、1.95 km、1.67 km、1.69 km(图 7)。

图 7 (Fig. 7)

图 7 铁山港北部沿岸海岸线变迁 Fig.7 Shoreline changes in the northern coast of Tieshan Port

1977年和荣村北侧围垦，海岸线比1955年增加0.94 km；榄子根分场东南侧围塘取直，海岸线减少0.08 km；和荣村西侧围垦，海岸线减少2.70 km；沙尾西北侧围垦，海岸线减少0.49 km；沙尾北东侧围垦，海岸线增加0.31 km；长田至永军塘岸段围垦，海岸线减少0.97 km。1988年下底村西侧围垦，海岸线比1977年减少0.47 km；和荣村北2 km围垦，海岸线增加0.64 km；榄子根分场北东侧围垦取直，海岸线减少1.94 km。1998年围塘建设，沙尾村西侧海岸线比1988年增加0.13 km；下底村西侧、永军塘沿岸、沈屋村南侧、和荣村东侧、和荣村北1 km海岸线分别减少0.75 km、3.63 km、1.10 km、0.45 km、1.94 km(图 8)。

图 8 (Fig. 8)

图 8 铁山港榄子根至新村沿岸海岸线变迁 Fig.8 Shoreline changes between Lanzigen and Xincun in Tieshan Port

从收集到的资料可以看出^{[20-21, 23]}，海岸线的变迁主要来自于人为建设影响，自然侵蚀和淤积对海岸线变化影响不大。由于围垦建设，较多海汊、河口水道的海岸线被拉直，海岸线在围垦岸段不断向海方向推进，总体上趋于平直，长度减少。海岸线变短、拉直，意味着海水与陆地接触的水曲线减少，湾汊、水道被围垦，纳潮量发生变化，水动力作用发生改变，影响整个海洋的生态环境(纳潮量变化引起的冲淤变化限于篇幅，另文再叙)。

据图 1分析，南流江口区海岸线变迁尚未影响廉州湾东岸及北海港岸线的冲淤变化。由于近年来南流江抽沙的影响，三角洲平原沉积的沙量不足，平原水下部分及河流中岛屿极易受到侵蚀。河流沙量的减少会减少北海港航道的淤积，而另一方面可能会加大潮流对廉州湾东岸的侵蚀作用，但近年来东岸海景大道堤坝的建成起到了保护作用，只是滩涂可能会受到侵蚀影响。

海岸线变迁对岛屿及河道的影响主要体现在1955—1977年的南流江河口区。从图 3可见，南流江口河道改道变迁、围滩造地、岸线截曲取直后，南流江西侧水道也随之取直拓宽，流速、流量随之增大，新屋地、川水、禾虫墩西侧河道转弯处的泥沙沉积物受到冲刷运移，河道也随之自然拓宽。南流江东侧的河道，党江、东头村、大窝塘西侧河道取直改道后，在党江镇的一段河道由于变迁甚至形成了牛轭湖；党江、东头村、大窝塘西侧至木案和猪立云之间的水道均因上游流速流量增大、原河道转弯处的泥沙沉积物被冲刷掉而自然拓宽。流速流量的增大使得口小燕子江心岛南端、猪立云东侧江心岛被冲刷侵蚀。

本次调查发现，海岸线的变迁主要来自人工围塘围堤建设的影响。人工围堤在滩涂开发利用、侵蚀保护和经济建设中起到较好的作用，但围堤人为地改变海水风浪的自然侵蚀、淤积作用，改变了海岸线的自然状态，使其失去自然演变功能。如北海市银滩，护岸堤坝就近建在沙滩上，堤坝内原本生长有大片木麻黄的沙滩变成陆地；堤坝外的滩涂失去木麻黄根系和枝条消浪护滩的保护，在涨潮、退潮时海浪受到堤坝的阻挡，其水流作用方向发生改变，沙滩底部的暗色重矿物细沙被翻腾起来，影响了沙滩质量。

近50年来北海市海岸线变化较大，其中南流江三角洲河口区沿岸海岸线变化最大，其次分别是大冠沙盐场至营盘港沿岸、铁山港北部沿岸、北暮盐场沿岸等。海岸线变迁主要是受围海工程影响，海岸的自然侵蚀、淤积作用不明显。海岸线变化总体上是趋于平直，长度减少。海岸线长度除1977—1988年略有增加外，整体上呈递减趋势，1998年至2004年变化减缓。

本次调查海岸线变化的环境效应主要是引起冲淤变化，较明显的是1955—1977年南流江三角州河口区河道改道，导致河道自然冲刷拓宽，部分江心岛受到冲刷侵蚀。据野外调查，银滩沙滩上建设人工堤坝虽然保护了海岸，但滩涂可能遭受侵蚀影响；或海浪受到堤坝的阻挡，将沙滩底部的暗色重矿物细沙翻腾起来，影响沙滩质量。