中国东部海岸带大规模海滩形态动力学演化与环境驱动因子长期遥感解析及风险区划研究

本综述基于多时相Landsat卫星影像，通过自动化光谱分析技术（MNDWI、NDWI）系统评估了中国东部海岸线形态动力学演化规律，并量化了波浪能通量、海平面上升趋势、台风轨迹浓度与沉积物浓度四大环境驱动因子的作用机制。研究采用多驱动因子逐步回归模型（标准化系数：沉积物浓度0.891，台风-波浪交互作用-0.230），首次揭示了环境因子交互作用对海岸演化的显著影响，并基于高分辨率预测结果结合港口与水产养殖分布完成风险区划，为海岸带可持续管理提供科学依据。

　　

研究方法与技术体系

研究采用自动化光谱分析技术处理2000-2020年间多时相Landsat卫星影像（包括Landsat 5/7/8），通过改进归一化水体指数（MNDWI）和奥tsu算法实现海岸线精准提取。针对潮汐扰动问题，基于FES2014全球潮汐模型和Lomb-Scargle频谱分析方法进行潮汐校正，计算公式为X_corr = X_raw - ΔH/tanθ，其中ΔH为潮高差，θ为滩面坡度。最终通过趋势拟合获得20个典型海滩的海岸线变化速率。

环境驱动因子量化

研究系统量化了四大环境驱动因子：波浪能通量数据源自ERA5再分析数据集，通过归一化处理获得空间分布特征；海平面上升趋势数据来自AVISO卫星高度计，采用二次回归模型计算年际变化趋势；台风轨迹浓度基于Shapefile格式的台风路径数据，通过核密度估计法计算单位面积路径长度；沉积物浓度通过Landsat多光谱波段反演，建立(G+R)/(B/R)敏感波段比值模型，反演精度达毫克/升级别。

多因子交互作用机制

通过引入逐步回归模型和方差膨胀因子（VIF<5）检验，发现沉积物浓度对海滩淤积呈显著正相关（β=0.891），而海平面上升（β=-0.184）、台风活动（β=-0.295）及波浪-台风交互作用（β=-0.230）均导致侵蚀加剧。特别发现台风频发区域中波浪的侵蚀效应会增强23%，揭示了气候极端事件与海洋动力过程的非线性耦合机制。

海岸形态预测验证

基于回归模型完成中国东部海岸线米级分辨率变化预测，显示渤海湾、江苏沿岸和杭州湾北部呈显著淤积（年最大淤积速率0.457 m/a），而闽南至琼东南海岸线普遍侵蚀。通过5个独立验证点对比显示，20年尺度预测与实测值的平均绝对误差（MAE）仅1.26米，均方根误差（RMSE）1.33米，模型精度达94.7%。

风险区划与管理应用

结合港口与水产养殖分布特征，将闽东北至北部湾沿岸划为高风险侵蚀区，其中珠三角、雷州半岛南部等局部淤积区列为高风险淤积区。研究指出沉积物输运变化会通过阻塞航道（港口）和改变水体富营养化状态（水产养殖）两种途径影响沿海社会经济活动，建议在高风险区优先部署沙滩滋养工程和适应性海岸防护设施。