海岛的生态环境较脆弱,易受到人类活动的干扰和破坏。随着城市化进程的推进,海岛资源开发与生态环境保护之间的矛盾日益突出。然而,当前海岛遥感监测研究大多以间隔5年或10年的稀疏时相开展,难以准确地揭示快速城市化背景下海岛环境的动态变化。如何高效、准确地提取精细时空分辨率的海岛环境变化信息,是海岛资源开发利用和海洋管理亟待解决的关键问题。本文以“格局观测-过程建模”为基本研究框架,基于GoogleEarthEngine云平台,以1986～2017年的Landsat时间序列影像(近2000景)为主要数据源,构建高效、准确、长期连续的遥感监测方法,获取并分析舟山群岛逐年的岸滩格局演变规律和城市扩张进程,并定量评估城市化进程对生态系统服务功能的影响。主要研究内容和结论如下:(1)构建了精细时空分辨率的岸滩自动监测方法,能准确识别出岸滩格局的变化时间和变化类型,弥补了已有方法监测频率低、自动化水平低的不足。本方法充分利用Landsat时间序列影像和潮位数据,综合运用时序分割和潮位分析等方法,提取了舟山群岛逐年30米分辨率的陆地-潮滩-水域的分布格局。结果表明,受围填海工程的影响,舟山群岛在1986～2017年岸线扩张迅猛,潮滩损失显著:陆域面积增加153km2,潮滩面积下降6km2。岸滩变化速率以2003年为拐点,呈现先缓慢后剧烈的趋势:2003～2017年的围填海面积约为1986～2003年的10倍。精度验证结果表明,该方法能在较精细的时间(月际水平)和空间(30米)尺度上识别出岸滩格局的动态变化,其中,水域、潮滩和陆地的分类精度分别为89%～94%(1986年)和87%～92%(2017年),变化时间的检测精度为91%(年际水平)和89%～92%(月际水平)。(2)结合随机森林分类器和长时间序列突变点检测方法,提取了城市用地的长期连续变化信息,能准确识别出城市用地的格局、来源和城市化年份。结果表明,舟山群岛的城市用地从1986年约97km2到2017年的456km2,增加近4倍,年均增长率5%。其中,农用地(161.3km2)和水域(141.1km2)是新增城市用地的主要来源,林地(42.0km2)和潮滩(13.7km2)是其次要来源。城市化速率分为两个阶段:(1)低速发展时期(1986～2004年):期间每年的城市用地增量在10km2以下,总增量为63km2;(2)高速发展时期(2004～2017年):期间每年的城市用地面积增量介于10～35km2间,总增量为295km2。精度验证结果表明,该方法对城市用地空间格局和城市化年份(即非城市用地转变为城市用地的年份)的检测均有较高精度:土地利用/覆盖的分类精度为94%(1986年)、94%(2001年)和93%(2017年),城市化年份的检测精度为86%。(3)基于CASA(Carnegie-Ames-StanfordApproach)模型和InVEST(IntegratedValuationofEcosystemServicesandTradeoffs)模型分别估算净初级生产力(NPP)和生境质量的逐年变化趋势,以表征城市化进程的生态效应。结果表明,新增城市用地区域的NPP总量从1986年的106GgC降低到2017年的50GgC,其中,51GgC(91%)的下降量由城市用地扩张导致,5GgC(9%)由气候变化引起。同时,生境质量显著降低,生境质量高的区域从1986年的926km2降低到2017年的757km2,下降量为18%;生境质量中等的区域从462km2降低到304km2,下降量达34%。此外,NPP和生境质量的变化速率均与城市化进程一致,呈现出先缓慢后剧烈的趋势。(4)政策导向是海岛环境演变的重要驱动力,不同的海岛开发类型呈现出三种变化特征:(1)显著变化型,包括综合利用岛、港口物流岛、临港工业岛和滨海旅游岛,这些海岛作为研究区的开发和建设重心,经历了显著的环境变化。其围填海面积分别占研究区总量的54%、20%、14%和8%;新增城市用地面积分别占64%、15%、11%和8%;NPP下降量分别占63%、18%、8%和9%;高生境质量下降面积分别占56%、21%、10%和9%;中等生境质量下降面积分别占71%、9%、4%和13%。(2)少量变化型,包括海洋科教岛和现代渔业岛,其岸滩格局、城市用地面积和生态服务功能均有少量变化,仅占研究区总变化量的2%左右。(3)稳定不变型,包括海洋生态岛和清洁能源岛,主要是远离大陆的偏远小岛,以设置灯塔为主,基建较少,其生态环境得到了较好的保护。本文为快速城市化背景下的海岛环境长期连续演变特征提供了实证分析,对海岛的合理规划、可持续开发和分类保护有重要参考价值。同时,本文构建的基于GoogleEarthEngine和Landsat长时间序列影像的遥感监测方法,具有较大推广潜力,可应用至其他沿海区域,为全球生态环境监测提供技术支撑。