面积是珊瑚礁的最基本属性,是评估珊瑚礁资源及环境效应的前提。由于缺少可靠的面积估算方法,我国对南海珊瑚礁的面积至今尚未形成共识。针对这一问题,本文先以西沙群岛羚羊礁为例,探索利用多时相多光谱遥感影像估算珊瑚礁面积的方法,并通过与实测数据的对比验证来评估方法的可靠性;再将该方法应用至西沙群岛的其他岛礁（包括北礁、金银岛、羚羊礁、甘泉岛、珊瑚岛、珊瑚东暗沙、全富岛、鸭公岛、咸舍屿、银屿、石屿—晋卿岛、广金—琛航岛、永南暗沙、华光礁、盘石屿、中建岛、玉琢礁、浪花礁、七连屿、银砾滩、东岛、湛涵滩、滨湄滩、北边廊、高尖石）,在逐一计算各岛礁面积的基础上,估算西沙群岛（除西渡滩和湛涵滩外）30 m以浅的珊瑚礁总面积及各地貌带的面积;最后,在利用该方法重建西沙群岛珊瑚礁地貌带面积变化序列（时间间隔为2年）的基础上,探索西沙群岛珊瑚礁地貌面积在1993～2021年间的变化趋势和原因。主要结论如下:（1）基于Sentinel-2多光谱成像仪（Multispectral Scan Imaging,MSI）的多时相遥感影像,利用图像边缘检测算法,建立了低成本半自动化的珊瑚礁面积估算方法。该方法在先确定珊瑚礁地貌带分界线位置的基础上,利用基于梯度向量场的主动轮廓线模型（Gradient Vector Flow-Snake,GVF-Snake）实现地貌分界线位置的自动精化,最后将不同时相的瞬时分界线转换为面要素进行多时相的融合,得到30 m以浅珊瑚礁的总面积及各地貌带的面积。通过Landsat 8陆地成像仪（Operational Land Imager,OLI）的多时相遥感影像、实测水深与2 m高分辨率World View-2影像对估算结果进行了精度评估,结果表明:获得的地貌带分界点与实测分界点的位置偏差不超过0.5个像素（0.2～4.9 m）,珊瑚礁最外轮廓线与30 m等深线的位置偏差亦在1个像素之内（5.7～9.5 m）,边界线的完整度、正确度、提取质量能够由单时相的60%、64%和54%分别提高至84%、83%和72%。同时,6景以上的Sentinel-2和Landsat 8影像提取的环礁面积标准差分别不超过0.01 km~2和0.05 km~2,与高分辨率World View-2影像目视解译得到的面积差异分别不超过0.2%和0.5%;6景以上的Sentinel-2和Landsat 8影像提取的台礁面积标准差分别不超过0.03 km~2和0.02 km~2,与高分辨率World View-2影像目视解译得到的面积差异分别不超过0.4%和0.9%;10景以上的Sentinel-2和Landsat 8影像提取的暗礁面积差异分别不超过0.03 km~2和0.01 km~2,与高分辨率World View-2影像目视解译得到的面积差异分别不超过2.2%和3.4%。（2）基于Sentinel-2 MSI多时相遥感影像和建立的面积估算方法,估算了西沙群岛珊瑚礁及其各地貌单元的面积信息。结果表明:西沙群岛30m以浅的珊瑚礁总面积为950.14 km~2（不含复合环礁潟湖、西渡滩和嵩焘滩）或1,833.93 km~2（含复合环礁潟湖,不含西渡滩和嵩焘滩）。在950.14km~2的珊瑚礁总面积中,礁前斜坡、礁坪-潟湖坡、潟湖和沙洲/岛屿的面积分别是477.87 km~2、286.09 km~2、175.55 km~2和10.65 km~2。（3）基于Sentinel-2 MSI和Landsat系列共计482景影像,构建了西沙群岛珊瑚礁地貌面积在1993～2021年间的变化序列,时间间隔为2年。结果表明:过去30年西沙群岛珊瑚礁的礁坪-潟湖坡面积共减小了1,183,202.92 m~2,而潟湖面积共增加了877,673.98 m~2。其中1993～2007年间,礁坪-潟湖坡以379,759.11 m~2/a的速率增加,潟湖以126,799.4 m~2/a的速率减少;2007～2021年间,礁坪-潟湖坡以311,193.42 m~2/a的速率减少,潟湖以196,931.73 m~2/a的速率增加。（4）根据重建的西沙群岛珊瑚礁地貌面积在1993～2021年间的变化历史,结合海平面距平、活珊瑚覆盖度和海表温度数据,讨论了西沙群岛珊瑚礁面积变化的主要原因。结果表明:西沙群岛珊瑚礁地貌面积的变化主要受控于海平面变化和珊瑚生长状况。1993～2021年间,南海海平面上升速率持续增加（2007年之前为3.47 mm/a,2007年之后为4.25 mm/a）;而同期海表温度持续增高和长棘海星暴发等生态事件导致珊瑚礁生态系统退化,如西沙群岛活珊瑚覆盖度在2007年之前＞50%,而2007年之后则＜25%。上述因素导致珊瑚礁的生长速度低于海平面上升的速度,因此西沙群岛珊瑚礁的礁坪-潟湖坡面积减小,而潟湖面积增大。