0 引言

长江扬州段位于长江三角洲中心区域，自古就是我国的黄金水道和交通枢纽，几千年来为沿岸人民提供灌溉之利、舟楫之便、鱼米之裕。如今，长江扬州段作为南水北调东线的源头，维系着我国北方数亿人民的饮水安全和灌溉需求；长江扬州段还是江淮生态大走廊的核心区^[1]，是江海洄游鱼类、特有物种江豚等珍稀动物赖以生存的栖息地^[2]，具有丰富的自然资源和突出的生态禀赋^[3]，其生态环境直接关系到江苏省社会经济可持续健康发展。但是，长江扬州段沿岸区域人口密集、土地开发率高、经济活动强度大，虽然经过“十三五”以来的持续优化整治，长江扬州段岸线仍然存在开发程度高、入江排口污染等环境问题。

传统的岸线生态环境监测手段主要依赖地面人工巡检和水质自动站，但这种方法监测效率低、覆盖范围小、监测成本高，无法及时发现生态环境破坏问题和岸线动态变化情况，难以针对大尺度岸线开展生态环境监测。而遥感技术具有高效、经济成本低以及覆盖范围广等优势，目前已被广泛应用于海洋、湖泊、水库以及河流等水域的水质监测^[4-7]。李梅娜等^[8]利用陆地卫星(Landsat)和中国资源卫星影像系列遥感影像，采用自动监督分类并结合目视解译分析了长江三角洲近20年的土地利用状况。李阳等^[9]通过结合无人机低空遥感和现场调查的方法对长江三角洲潮滩地形与滩涂湿地生态状况进行了分析。然而，卫星遥感技术易受到重复周期和云层的影响，无法确保对特定时段和区域影像的获取；而无人机(UAV)遥感技术能对局部地带地域进行高清晰度成像和地物目标核查，但受飞行距离、时长的限制难以对长距离、大面积岸线区域开展遥感监测。因此，应综合利用星、空、地监测手段对岸线生态空间结构进行协同监测、调查和评价，才能取得更理想的监测成效。

现利用卫星遥感、无人机遥感并结合地面核查，以宏观角度，从沿岸土地利用、岸线结构和生态环境风险3方面分析长江扬州段沿岸生态环境状况，为生态环境管理部门对沿江岸线利用监管、岸线生态保护修复、沿江生态健康评估工作提供决策依据，为打造“山水林田湖草生命共同体”夯实基础^[10]，助力沿江地区社会、经济高效绿色发展。

1 研究方法 1.1 研究区概况

扬州地处江苏省中部，长江与京杭大运河交界处，横跨长江和淮河流域，是长江三角洲城市群的重要组成部分^[3]。长江扬州段自西向东流经仪征市、邗江区、广陵区和江都区，主航道全长约81 km，位于长江北岸，岸线最北端距离江边约1.6 km，是江淮生态大走廊核心区域，也是南水北调东线工程的源头水源地，兼有行洪、排污、航运、旅游、调水、生态涵养、农业用水等多种功能。

1.2 监测时间

2021年12月15、29日，2022年3月5日和2022年4—5月。

1.3 技术路线

以长江扬州段沿岸地带为研究对象，利用国产“高分二号”(GF-2)卫星影像，采用面向对象的遥感数据处理方法进行沿岸土地利用分类。参考已有技术细则和前人研究成果，划定长江扬州段岸线位置，结合土地利用现状，判定岸线类型。结合多期历史遥感影像，初步筛查摸清生态环境风险源。利用无人机技术开展现场核查，验证土地利用和岸线分类精度，锁定疑似环境风险范围。从沿岸土地利用、岸线结构和生态环境风险3方面角度，对仪征市、邗江区、广陵区和江都区沿岸生态环境状况展开分析，为保护岸线资源、科学治理与管理岸线区域生态与环境提供科学依据。具体研究技术路线见图 1。

1.4 数据来源与处理

在无云或少云(云覆盖比例＜10%)的情况下，使用了2021年12月15、29日和2022年3月5日GF-2高分辨率遥感影像。依次对影像进行辐射定标、大气校正、正射校正、影像融合、影像拼接和裁剪，根据不同地物的形状、光谱、纹理等特征构建分类决策树，对分类后的结果结合目视解译进行精度校正，得到长江扬州段沿岸土地利用分类结果。结果表明，土地利用类型共分建设用地、耕地、草地、林地和水域湿地5大类，其中建设用地、耕地为人类开发活动类型，草地、林地和水域湿地为自然土地利用类型。

参考《全国河道(湖泊)岸线利用管理规划技术细则》^[11]，以岸线的外缘控制线作为岸线位置，依据岸线的外缘控制线和临水控制线之间的土地利用类型判定岸线类型，并将其赋属性至岸线矢量。根据扬州沿岸地物类型，参考国家现行土地利用分类结果和已有研究成果^[12-14]，将长江扬州段岸线类型分为工业岸线、港口岸线、生活岸线、农业岸线、生态岸线、河口岸线和其他岸线7类，其中，农业岸线、生态岸线、河口岸线和其他岸线归属于“自然岸线”类，具体的长江扬州段岸线分类体系特征见表 1。

于2022年4—5月利用无人机技术对潜在的环境风险源开展现场核查，识别入江排口水色异常、江面溢油、船只甲板固废堆放等生态环境风险问题，结合土地利用分类结果、岸线结构分析各区县沿岸生态环境状况。

2 结果与讨论 2.1 沿岸土地利用现状

长江扬州段沿岸带土地利用现状见图 2。由图 2可见，长江扬州段沿岸的土地利用类型主要分为耕地、林地、草地、水域和建设用地，其中建设用地占比较大。具体土地利用类型统计数据见表 2。由表 2可见，不包括长江主河道水面，长江扬州段沿岸岸线的外缘控制线和临水控制线之间围合的国土面积为2 500.05 hm²。从总体组成结构上看，建设用地面积占比最高(33.35%)，其次为草地(23.75%)、林地(21.56%)、水域湿地(13.12%)和耕地(8.22%)。从分段组成结构上看，长江扬州段东、西部地区土地利用开发强度高于中部地区。仪征市沿岸带内分布有扬州化学工业园区和仪征市经济技术开发区，建设用地占比38.32%；江都区位于长江、淮河和京杭大运河的汇集之处，有江都港坐落其中，建设用地面积占比为38.18%；邗江区和广陵区为扬州市主城区，经济发展水平高，生态环境整治起步早，沿岸带内以林地、草地和水域湿地构成的自然生态用地为主，占比分别为78.69%和66.76%。

2.2 岸线结构特征

通过遥感影像的解译，得到长江扬州段岸线总长度为79.79 km，长江扬州段岸线类型分布见图 3。

具体各岸线类型长度统计见表 3。从总体组成结构上看，工业岸线为主长度，为33.92 km，占比42.51%，其次为生态岸线(24.60%)、农业岸线(16.92%)、港口岸线(7.57%)、生活岸线(3.72%)、河口岸线(2.52%)和其他岸线(2.16%)。长江扬州段自然岸线累计长度为36.86 km，自然岸线保有率为46.20%。从分段组成结构上看，仪征市、广陵区和江都区工业岸线比重明显高于其他岸线类型，自然岸线保有率分别为44.96%，42.16%和22.93%；仅邗江区有较高比例的生态岸线分布，自然岸线保有率达69.77%，优于长江扬州段整体水平。

2.3 长江扬州段生态环境风险分析

利用无人机技术开展溯源追踪，将长江扬州段生态环境风险问题分为岸线码头密度过高、入江排口水污染、江面溢油和固废堆放4类。

2.3.1 岸线码头密度过高

长江扬州段沿岸码头和入江排口分布见图 4。由图 4可见，长江扬州段共有码头114座，占用岸线长度为25.66 km。依据水利部门统计数据，货运码头长度14.49 km，修造船厂码头长度9.98 km，支持保障系统码头长度1.19 km，长江扬州段岸线码头密度达1.32座/km，超过岸线码头密度临界值1.25座/km^[15]，对长江沿岸的水动力条件和污染物输移造成不利影响。长江扬州段与长江相邻的生态保护红线区有5处，共有19座码头分布其中，岸线码头密度为0.85座/km，低于岸线码头密度临界值。

从空间分布上看，码头主要集中在仪征市，其岸线码头密度为1.78座/km，邗江区岸线码头密度最低，沿岸生态环境状况、水动力条件要优于其他地区。

2.3.2 入江排口水污染

通过对3期遥感影像解译发现长江扬州段存在直排长江的各类排水口共104个(包括自然排口和人工建设排口)，分布在生态红线范围内的排水口25个。在用无人机核查时发现4处入江排水口水色异常。

豆桥港历史遥感影像资料见图 5。

由图 5可见，江都区三江营饮用水水源地保护区内豆桥港处排口曾多次出现水色异常，利用无人机技术现场溯源核查发现(图 6)。

豆桥港上游600 m处窦桥泵站有排污现象，通过实地走访调查发现泵站内水体呈深黑色且带有刺鼻异味，导致豆桥港入江口水体呈黑色，并沿长江干流北岸向西漫延形成约20 m×250 m的污染带，与江水泾渭分明。经采样监测发现，该污染带水质为劣Ⅴ类，氨氮超Ⅲ类标准4.4倍。该入江排口距上游亨达水务取水口仅约2 km，此处排污不仅直接影响长江水质，还会对上游的饮用水水源地水质安全带来威胁，构成一定的生态环境风险。

2.3.3 江面溢油

仪征市饮用水水源保护区上游江面溢油示意见图 7。由图 7可见，长江扬州段江面往来船只频繁，存在溢油风险。在无人机巡查过程中，发现有大量浮油从上游江面漂至仪征市饮用水水源保护区，连绵约900 m，油膜呈狭长形状。长江扬州段属感潮河段，发现溢油时间正值落潮，污染水域距下游饮用水水源地约2 km，随着浮油的扩散，将对水中生物和下游饮用水水源地造成直接危害，威胁周边区域生产生活健康^[16]。通过无人机追踪溯源，发现浮油主要来自上游长江六合段江面上的一艘加油船。

2.3.4 固废堆放

在对3景卫星影像解译过程中发现，长江扬州段沿岸的人类活动痕迹多为工业生产和居民聚集地，没有发现大量固体废物堆放点。之后对生态保护红线范围内码头进行无人机巡查，在江都区三江营饮用水水源地保护区内发现有驳船停泊，驳船固废违规堆放情况见图 8。通过卫星历史影像筛查，该驳船自2019年就在此停靠，距上游饮用水取水口约2.5 km，甲板上堆放有大量废弃油桶等危险固废，缺少必要的防护措施，经过雨水的浸渍和废物本身的分解，其渗滤液和有害化学物质容易进入长江水体，存在较大生态环境风险隐患。

3 结语

利用卫星+无人机+地面监测技术构建了星空地协同生态空间状况调查与评估体系，对长江扬州段岸线分布和土地利用状况进行解译分析，筛查区域内疑似环境风险源并开展了无人机现场核查，结果表明：(1)高空间分辨率遥感影像可有效提高土地利用解译精度，有助于完成岸线精准识别和精细化分类，为重要水体沿岸生态空间状况调查和评价提供新的助力，星空地协同环境监测技术，可成为区域生态空间状况调查、污染物溯源调查、生态保护成效评估的重要手段；(2)长江扬州段土地开发强度较大，岸线利用程度高，自然岸线保有率低，港口码头数量多，大量占用沿江岸线，侵扰滨江生态空间，需优化已利用岸线使用效率，把生态保护放在优先位置，加大环境监管力度，及时扫除环境安全隐患；(3)今后可利用生态空间三维实景建模技术、基于空间纹理的高光谱遥感图像识别技术、基于时间序列的遥感影像AI处理及特征提取技术等作为生态空间问题调查监测的新手段，提升堆放物、固废等更为小微和散布的风险点位(图斑)的识别精度，助力生态环境监察监管，更好地为长江扬州段生态大保护提供有力的技术支持。