气候变化背景下基于地理信息技术的斯瓦尔巴群岛朗伊尔城海岸脆弱性与社会经济变量关系研究

本研究针对北极圈内受气候变化影响显著的斯瓦尔巴群岛朗伊尔城，通过整合海岸脆弱性指数(CVI)与社会经济脆弱性指数(SVI)，构建综合海岸脆弱性指数(ICVI)，结合经典方法与层次分析法(AHP)量化评估海岸侵蚀风险。研究首次在北极地区实现物理环境与人文因素的双维度耦合分析，为制定适应性海岸管理策略提供科学依据，成果发表于《Remote Sensing Applications: Society and Environment》。

　　

北极地区正经历全球最显著的气候变化效应，海冰加速消融和永久冻土(permafrost)解冻导致海岸侵蚀加剧，威胁当地生态系统和人类聚居区。斯瓦尔巴群岛作为北极研究的天然实验室，其行政中心朗伊尔城(Longyearbyen)兼具高生态敏感性与密集人类活动，但现有研究多聚焦单一环境或社会维度，缺乏系统性风险评估框架。希腊研究人员团队通过多源卫星影像与地理空间分析，首次在该区域实现海岸动态与社会经济要素的整合评估。

研究采用Sentinel-2卫星影像(2017-2023)提取海岸线变化，结合挪威极地研究所的地形数据与开放社会经济数据集。关键技术包括：1)数字海岸线分析系统(DSAS)量化侵蚀速率；2)经典CVI/SVI方程与AHP加权法的对比分析；3)基于WorldCover 10m数据的土地利用分类；4)多准则决策分析确定变量权重。

1. 研究区域
朗伊尔城海岸线被划分为21个区段，其独特的地质构成（砂岩、页岩等易蚀岩层）与冰川-海洋沉积物构成高脆弱基底。2017年基准海岸线显示，60%区域被冰川覆盖，冻土层厚度达200-450米。

2. 海岸脆弱性指数(CVI)结果
经典方法显示47.6%海岸呈高/极高脆弱性，集中于河流三角洲(区段1)及港口区，这些区域具有低坡度(<1%)和高侵蚀速率(>2m/年)。AHP加权后，地貌(权重0.419)与海岸坡度(0.287)成为主导因素，机场区(区段16-21)因平原地形维持低风险。

3. 社会经济脆弱性指数(SVI)结果
建成区密度(权重0.536)和人口密度(0.318)显著影响结果。主城区道路网络(区段5-7)和港口(区段3-4)呈现极高脆弱性，而机场周边因低开发强度风险较低。

4. 综合海岸脆弱性指数(ICVI)
ICVI揭示环境与社会风险的叠加效应：河流三角洲(区段1)虽在CVI中风险中等，但因密集旅游设施在ICVI升至高风险；港口区(区段12)通过AHP加权后风险值提升23%，凸显社会经济放大的物理脆弱性。

讨论部分强调，该研究突破传统单维度评估局限，证实北极海岸风险需同时考量冻土解冻等自然过程与旅游业扩张等人为压力。AHP方法通过专家赋权优化变量贡献度，但受限于1:250,000比例尺的地质数据分辨率。研究提出的ICVI框架为北极社区适应规划提供决策工具，建议未来结合合成孔径雷达(SAR)数据提升多云条件下的监测能力。成果对实现联合国可持续发展目标(SDGs)第13项（气候行动）具有实践意义，尤其为同类型数据稀缺的极地地区建立可迁移评估范式。