综述：海岸线变迁：全球背景下聚焦阿拉伯湾的变化分析综述

《Regional Studies in Marine Science》：The shoreline shifts: A comprehensive review of change analysis focusing Arabian Gulf within a global context

　　

阿拉伯湾是全球封闭海湾的一个类比模型。
86.7% 的人工智能/机器学习/深度学习海岸线研究发表于 2020 年至 2025 年间。
半封闭的阿拉伯湾海岸线研究有限，且方法各异。
气候变化、土地围垦和城市发展引发了海岸线变迁。
注意到缺乏连续的研究数据；并列出了未来建议。

引言
沿海地区仅占地球表面的 4%，却是全球三分之一以上人口的主要经济和社会中心，这突显了这些地区海岸线变迁的关键重要性（Feng 等，2014）。时间尺度上的海岸线变迁源于连续沉积物动力学和形态的正负反馈循环的共同作用，尚无固定标准对其进行分类（Calafat 等，2024）（图 1）。海岸线后退（即侵蚀）是由水动力学、气候、沉积、地质、地貌、生态和人为过程之间的相互作用引起的，这些过程在空间和时间上有所不同。部分贡献因素包括波浪、洋流、潮汐、风暴潮、相对海平面变化、垂直陆地运动、沉积物可用性和运输、海岸坡度和基底、保护性栖息地的丧失、疏浚、采沙、围垦、海岸工程以及基础设施开发（Kantamaneni 等，2022，Aberkan 等，2025）。其中一些因素可能同时起作用，导致缓慢或突然的海岸线侵蚀。海岸线侵蚀的主要后果包括沿海栖息地退化、悬崖后退以及洪水脆弱性增加。相比之下，海岸线推进可能通过自然淤积发生，包括沉积物沉积和滨堤越流，或者源于人为活动，如海岸围垦。需要注意的是，尽管这两种过程都会导致海岸线向海侧推移，但土地围垦是人造陆地延伸，因此区别于淤积。淤积可以通过海滩拓宽和沙丘生长促进沿海稳定。然而，它也可能破坏沿海栖息地并阻碍海上航行和交通设施（Cooper 等，2020，Grossmann 和 Alsina，2025，Keijsers 等，2014，van IJzendoorn 等，2021）。早期检测这些过程（包括位置、时间和严重程度的准确性）不仅有助于正确记录海岸线变迁，还能使研究人员和城市规划者能够评估沿海系统所面临的风险（Jonathan 和 Charles，2025，Moskvichev 等，2025，Paul 等，2024）。

尽管全球有众多海岸线研究（图 2），但在干旱和半封闭海洋盆地中，海岸线变化的驱动因素和影响尤为重要。在海湾地区，长期评估因“基准线偏移综合征”而进一步复杂化，即自然过程的微小转变都会加剧后果，且逐渐的变化可能被用作参考基准线（Sheppard 等，2010）。本综述以阿拉伯湾为例，说明类似干旱主导的封闭海湾地区（如加利福尼亚湾、亚丁湾和苏伊士湾）的变迁后情景。尽管最近的综述调查了阿拉伯湾的沿海城市化和环境变化（Dahy 等，2024），但现有的海岸线变迁文献在很大程度上缺乏协调，尚未将报告的变化与其原因、区域普遍性、提取和变化率估算方法、分析限制以及缓解策略联系起来。本综述旨在汇编阿拉伯湾海岸线变化的现有证据，并将其整合到海岸线变化监测研究的更广泛历史中，批判性地讨论方法及其局限性，比较所有现有研究的空间和时间趋势，识别关键的数据和方法缺口，评估各种潜在的缓解措施，并确定该地区协调海岸线监测和管理的优先事项。

阿拉伯湾（又称波斯湾）面积约为 239,000 平方公里（K?mpf 和 Sadrinasab，2006），海岸线长度超过 5000 公里（Butler 等，2021）。自晚更新世以来，这条海岸线的变迁一直是人类的主要关注点，并持续至全新世，因为该盆地可能曾作为人类种群的避难所，通过提供河流、泉水和地下含水层中的淡水通道（Rose，2010）。相对海平面大约在距今 6000 年（BP）时达到现今水平（Shahbazi 等，2024，Hosseinyar 等，2021，Khanna 等，2021）。该地区目前的气候从半干旱到超干旱不等，通常与具有高盐度和异常高蒸发率的海水系统特征相关联（Joydas 等，2024，Shahbazi 等，2024）。作为印度洋西北部的生物地理亚省，该海域北面和东北面与伊朗接壤。伊拉克和科威特位于西北部，沙特阿拉伯、巴林、卡塔尔和阿拉伯联合酋长国（阿联酋）沿西部、南部和东南部海岸延伸。阿曼位于东南部，毗邻霍尔木兹海峡（图 3）（Haseeba 等，2025，Vaughan 等，2019）。海湾海岸线拥有发达的城市地区、油气生产设施、工业开发区、主要海上航线、港口和码头，以及丰富的海洋动植物（Vaughan 等，2019）。

阿拉伯半岛海岸线变迁的年代学与由气候变化驱动的全球海岸线动态相关。半封闭海湾地区的海岸线变化通常低于开阔大洋地区（Rahbani 和 Ghaderi，2024）。该地区蓬勃发展的城市化，结合沿海地区快速的工业化，提高了海岸线变迁风险，加之全球海平面上升，这种风险已加剧，全球海平面上升速率在 1993 年至 2024 年间已从 2.1 毫米/年翻倍至 4.5 毫米/年，预计如果按观察到的轨迹继续，到 2050 年将达到约 5-6.5 毫米/年（Hamlington 等，2024）。Al-Subhi 和 Abdulla (2021) 的卫星观测显示，1993 年至 2020 年间，阿拉伯湾的平均海平面以每年 2.92 毫米的平均速率上升，2000 年后这一速率增加至每年 4.29 毫米。文献表明，阿拉伯半岛各地的相对海平面变迁并不均匀，而是由各种地质过程驱动，主要是全球海平面变化、均衡调整运动和构造运动（Khanna 等，2021）。相关的海岸线响应还受到当地沉积物供应和水动力学、沿海形态以及人为改造的影响。

过去几年中，史前海岸线评估已从特定地点的地貌学研究发展为全球规模的多学科研究（Flemming，2023，Roalkvam 和 Solheim，2025）。2024 年，一组地质学家重建了阿拉伯湾的史前海岸线变迁，重点关注伊朗的胡齐斯坦海岸。形状不规则的重建海岸线强调了来自过去的四个主要海岸线变迁趋势：早全新世期间低于现今水平 10 米，早至中全新世期间低于现今水平 3 米，中全新世期间高于现今水平 1 米，晚全新世期间高于现今水平 3 米。这些重建位置提供了胡齐斯坦沿海平原全新世海岸线演化的区域证据（Shahbazi 等，2024）。

在进行结构化的基于 Scopus 的文献计量检索后，开展了主题文献综述。进行了三次相互关联的检索：一次用于确定各国海岸线研究的密度，一次用于评估人工智能、深度学习和机器学习方法在海岸线研究中日益增长的趋势，最后一次用于分析阿拉伯湾/波斯湾区域海岸线研究。完整的检索字符串和记录数提供在补充表 S1 中。检索于 2025 年 8 月完成。保留从创刊至 2025 年发表的记录。最初筛选文献的标题和摘要，随后审查相关全文。排除指定主题或地理范围之外的记录和研究。从 Scopus 收集出版年份和地理数据用于文献计量分析。符合条件的研究根据研究区域、观测期、数据来源、海岸线代理指标、提取和校正方法、分析指标、报告的海岸线响应、驱动因素和主要发现进行分类。随后将这些证据跨主题整合，以产生全面的综述。

区域文献检索获取了 1982 年至 2025 年间发表的 90 条记录。年度出版物数量从 1982 年的一条记录增长到 2025 年的十条，反映了估计 5.5% 的复合年增长率。研究最近有所增加，2020 年至 2025 年间发表了 51 条记录（56.7%），2023 年达到年度产出峰值，有 12 篇出版物。技术重点检索发现 2014 年至 2025 年间发表了 83 条记录，其中 72 条（86.7%）发表于 2020 年至 2025 年间。

章节片段
阿拉伯湾海岸线变迁的主要驱动因素
导致海岸线变化的主要自然因素包括全球气候变化、构造运动、三角洲沉积物自然压实和叶状体形成、沙嘴和潮汐三角洲通道的变化周期、沿海入海通道的破坏和移动、横岸沙运以及因自然灾害导致的 barrier 岛屿位移（Camfield 和 Morang，1996）。由于阿拉伯湾的半封闭性质，这可能有所不同。表 1 代表了已识别的

数据来源、平台和海岸线提取方法
海岸线调查中有六个独特且相互关联的阶段：数据获取、海岸线指标检测、海岸线提取、位置校正、变化分析和预测。海岸线检测是指在图像或调查数据集中识别所选的海岸线指标（例如，水位线或水陆边界）。提取意味着将检测到的边界转换为地理参考的边界位置或矢量。位置校正是对...的调整

位置校正、海岸线变化分析和预测的技术及局限性
海岸线提取后，应用三个不同的过程，包括位置校正、变化分析和预测（在相关情况下）。通过位置校正，可以最小化由图像地理参考差异、潮位、波浪条件和所选海岸线代理指标引起的表观位移。然后分析校正后的多时相海岸线，以量化位移速率。研究还探索基于...预测未来海岸线行为

阿拉伯湾海岸及相邻海岸的海岸线变迁研究
自 2000 年代末以来，阿拉伯湾海岸线变化的研究有所增加，尽管出版物在受调查国家之间分布不均（图 5c，d）。现有的研究在空间范围、观测期、图像数量和分辨率、海岸线代理指标选择、水位校正、分析指标和不确定性处理方面各不相同。Dahy 等（2024）指出，大多数遥感研究集中在阿拉伯湾南部和西部的城市地区，而北部

影响、适应和管理
极端海岸线变迁的后果众多，包括微生物模式中断、沿海洪水、水循环以及淹没威胁。稳定的淤积和侵蚀模式增强了微生物活动和沉积物结构形成，而极端的沉积模式则对此过程产生负面影响（Bayet-Goll 和 Daraei，2020）。沿海地区的侵蚀与低沉积物供应有关。恢复沉积物供应可以建立陆域并减少沿海

已识别的研究缺口
文献综述强调了主要缺口，缺乏涵盖整个区域的包容性研究，只有分散的区域分析来解释趋势。研究之间的时间跨度存在差异，许多研究侧重于短期而非长期，这也是从趋势分析中得出全面结论的主要限制（Sheppard 等，2010）。依赖不确定性假设的现有方法引入了另一个模糊来源；许多研究人员

结论与未来展望
本综述评估了阿拉伯湾的海岸线变迁研究，指出缺乏一致的标准和连续性是全球类似地区可持续发展结论得出的主要障碍。本综述指出，现有不确定性纳入方法及每种专用软件的局限性也在开发类似的未探索地区的确凿新研究时引入了模糊性。值得注意的是，在同一研究区域内，自然侵蚀和

CRediT 作者贡献声明
Sulekha Jameela Backer：写作 – 审阅与编辑，可视化，软件，调查，形式分析，数据整理。Rajendran Sankaran：写作 – 审阅与编辑，监督，软件，资源，方法论，调查，资金获取，概念化。Ranjani Maruthavanan：写作 – 审阅与编辑，可视化，资源，调查。Jassim A. Al-Khayat：写作 – 审阅与编辑，可视化，调查。Ponnumony Vethamony：写作 – 审阅与编辑，

写作过程中生成式人工智能和人工智能辅助技术的声明
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资助
本工作得到了卡塔尔大学合作资助编号...的支持

QUCG-ESC-25/26–659 以及高影响力资助 QUHI-CAS-24_25–808。利益冲突声明：作者声明，他们没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能会被认为影响了本论文中报告的工作。致谢：作者感谢资助方。Sulekha Jameela Backer|Rajendran Sankaran|Ranjani Maruthavanan|Jassim A. Al-Khayat|Ponnumony Vethamony|Nabil Al-Zouari|Hamad Al Saad Al Kuwari|Sobhi Nasir|J. Aravinth|Fatima Al-Khayat