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海岸带地貌与生态损害风险的定量评估框架构建——以射阳海岸为例
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月04日 来源:Frontiers in Marine Science 3
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这篇研究创新性地构建了海岸带损害风险量化评估体系,通过博弈论整合层次分析法(AHP)和CRITIC权重,结合云模型(MBCT-SR)划分五级风险阈值,揭示了射阳海岸从潮汐主导型向波浪主导型动力环境的演变规律。研究为延迟型海岸退化(如盐沼消失、陡坡形成)提供了动态预警机制,显著提升了海岸带精准管理的科学性。
海岸带作为海陆交互关键带,正面临侵蚀加剧的全球性挑战。射阳海岸的案例研究揭示了人类活动(如双堤建设)与自然动力耦合作用下的渐进式退化过程。
材料与方法
研究区选取江苏射阳30公里粉砂质海岸,通过Google Earth Engine(GEE)平台提取2000-2023年盐沼植被面积、潮滩范围等生态指标,结合ICESat-2激光测高数据反演海岸坡度。水动力参数采用ECMWF ERA5驱动的数值模型,空间分辨率达5米。
创新性地采用博弈论整合主观权重(AHP)与客观权重(CRITIC),解决传统方法中专家偏好与数据驱动的矛盾。通过多维度指标(如岸线变化率、近岸平均波高)构建评估体系,并利用带替换抽样的多重逆向云变换(MBCT-SR)确定风险阈值。
结果
地貌演变显示:双阳港附近潮滩2019年后几近消失,年侵蚀速率高达100 m•a-1。云梁河口2018年形成陡坡(坡度>1),对应盐沼植被完全消失。水动力分析表明近岸波高20年间增加0.2米,流速增0.1 m/s,动力机制从潮汐主导转向波浪主导。
权重分析中,近岸平均波高(0.238)和流速(0.216)成为核心指标。MBCT-SR划分的五级风险阈值(0.387/0.499/0.592/0.641)精准对应地貌状态:L3阈值(0.592)预示盐沼消失,L5(0.641)标志陡坡完全形成。
讨论
与传统方法对比显示:聚类分析易高估极端风险,而标准偏差法完全失效。射阳河口南段5-10公里海岸可能在2028年达到5级风险,需提前部署柔性消浪结构(如潜堤)。研究首次实现从"灾后治理"到"风险预见"的范式转变,但受限于黄河改道后的泥沙供给中断数据,未来需纳入海平面上升等全球变化因子。
结论
构建的"阈值-云模型"框架显著提升风险识别精度,特别适用于数据稀缺区。射阳案例证实波浪动力已成为海岸演变的主控因素,为长三角类似海岸的生态修复(如盐沼重建)提供了量化决策工具。该成果标志着海岸风险管理从定性描述向预测性治理的重要跨越。
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