臧柏如+林孙胜+苏嘉亮+谢双玉
摘 要:以1995、2000、2005、2010年武汉市Landsat遥感影像为主要数据来源,运用耦合度方法,研究近20年(1991—2010年)来武汉市城市化过程、湖泊演化过程以及二者的时空耦合关系。结果发现:(1)武汉市城市化在1991—2001年速度较慢,2001—2010年速度增快;(2)武汉市湖泊总面积1995—2000年减少,2000—2010年增大,其中主城区的湖泊面积一直在减小;(3)整体上城市化与湖泊从中心城区的颉颃关系逐步过渡到边缘城区和郊区的协调和不相关关系。
关键词:武汉市 湖泊 空间演变 城市化
中图分类号:F301.21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)04(c)-0101-05
近20年来我国城市化发展快速,政府大力推进城市群、都市连绵区、新型城镇化发展,在提升城市化水平的同时,对生态环境造成了很大的影响,城市湖泊是城市生态的重要组成部分,集调蓄、供水、旅游功能为一体,却在城市化推进过程中面积不断改变,因此,研究城市化发展与湖泊演化的关系非常有现实意义。
我国对湿地的研究多集中湿地面积及其空间分布的演变等方面,城市湿地是近年湿地景观研究的热门话题。地理学主要关注水域空间格局的时空演变,这方面的研究占水域研究约占到5%(以发表在CNKI上的论文数目计算),论文发表时间几乎都是在2000年之后,研究区域多集中在沿海地区[1]、东北三省[2]、湖北江汉平原[3]、青藏高原[4]等地区,而且已有研究都没有强调城市化对湖泊演化的影响。湖泊是湿地的组成部分,作为“百湖之市”的武汉,研究其湖泊水域面积的文章较少,张毅探讨了三国时期以来武汉市城市湖泊演化的过程与规律[5],曾忠平利用NDWI指数提取武汉市主城区的1991、1995、2000、2002年的湖泊水域面积信息,并运用湖泊萎缩度分析了武汉市主城区湖泊水域变化的时空特征[6],但研究区域局限于武汉市主城区,且并未强调城市化的湖泊演化效应。
鉴于此,本文以武汉市为研究区域,以遥感影像(Landsat TM/ETM)为主要数据来源,运用耦合度等方法,研究近20年(1991—2010年)来武汉市的城市化过程、湖泊演化过程以及二者的时空耦合关系,以期为武汉市人地关系的协调发展提供科学依据。
1 研究区概况
武汉市位于江汉平原东部,是湖北省的省会、副省级城市,是中国内陆最大的水陆空交通枢纽,号称“九省通衢”,是华中地区最大的工商业城市,也是全国第三大科教中心。截止2010年底,武汉市土地面积为 8494.41km2,全市户籍人口为836.73万人,常住人口为978.54万人,生产总值为5515.76亿元,一、二、三产业比重为3.1∶45.9∶51.0。
武汉市拥有“百湖之市”的美誉,湖泊纵横交错,可分为东沙湖水系、汤逊湖水系、北湖水系、墨水湖-龙阳湖-南太子湖(北太子湖)水系、东西湖水系等湖泊群。主城区的湖泊主要以小型湖泊为主,郊区的湖泊面积较大,且以大湖泊居多。
2 数据处理与研究方法
分别用非农人口比重、人均GDP、建成区面积三个指标来衡量城市化水平,并根据这三个指标的绝对数据以及数据的增长率来划分城市化的演变阶段,以湖泊面积占土地面积的比重来衡量湖泊状况,通过城市化与湖泊的耦合度分析近20年来武汉市城市化的湖泊演化效应。
2.1 数据处理
城市总人口、非农人口、GDP等数据来源于1992—2011年的《武汉市统计年鉴》,湖泊和建成区的相关数据从武汉市1995、2000、2005、2010年的遥感影像中提取,提取方法如下:
2.1.1 利用监督分类法提取湖泊数据
在1995、2000、2005、2010四个年份的Landsat TM/ETM影像上,使用遥感软件ENVI4.7提取各个时间点武汉市的湖泊,建立湖泊的感兴趣区,通过监督分类法提取出湖泊,并对提取出来的湖泊做监督后处理,将栅格转化为矢量,并导出矢量图。
在ArcGIS软件中打开提取后的湖泊矢量数据,首先以武汉市栅格影像为底图,逐一检验矢量图,删除湖泊以外的其他水体要素,例如长江、汉江、水田等。在属性表中计算各个湖泊的面积,筛选出面积大于等于0.01km2(合为15亩)的湖泊作为研究对象,并用武汉市的行政矢量图截取出每个区的湖泊,计算武汉市每个区各个时期的湖泊面积。
数据处理结束后,在ArcGIS中通过生成随机点方法进行精度评估。
2.1.2 利用改进的NDBI值提取建成区数据
由于监督分类提取建成区的精度较低,根据地物的波普特征的研究,对归一化植被指数(NDVI)的深入分析,得到归一化建筑指数(NDBI),用于提取建成区[7~8]。
NDVI=(band4-band3)/(band4+band3)
NDBI=(band5-band4)/(band5+band4)
在1995、2000、2005、2010四个年份的Landsat TM/ETM影像上,使用ERDAS9.2软件进行三次建模,第一次令NDBI大于0,得到建成区和稀疏植被的范围;第二次令NDVI小于0,得到建成区和水体(或者叫“非植被”)的范围;第三次令NDVI和NDBI相乘大于0,得到建成区范围。
最后再进行建成区栅格影像的矢量化处理,导入到ArcGIS软件中计算武汉市每个区各个时期的建成区面积。
2.2 研究方法
耦合度是描述系统或要素之间的影响程度。研究城市化的湖泊效应,分别将城市化和湖泊作为两个子系统,研究其在武汉市这个大系统中的相互作用关系。选取非农人口比重、人均GDP、建成区面积作为城市化的指标,选取湖泊面积比重作为湖泊的指标。首先对数据进行极差标准化[如式(2)],然后利用SPSS软件对城市化做主成分分析处理,得到各区综合的城市化水平,利用耦合公式(2)计算城市化与湖泊的耦合度[9~11]。endprint
Bi=(Xi-min)/(max-min) (1)
C=2*{(B1*B2)/(B1+B2)2}1/2 (2)
其中:Bi表示极差标准化后的数据;Xi(i=1、2、3、4)表示各指标数据;C表示耦合度;B1、B2代表城市化和湖泊。
由公式2计算可知耦合度C在0和1之间,当C=0时,则表示两个系统完全没有关系;C=1时,则两个系统极度协调,完全相关。当0 3 武汉市城市化过程 综合人口学、经济学、地理学、等学科的观点,城市化至少包含了乡村—城市之间的三种转型:(1)人口结构的转型;(2)经济结构的转型;(3)地域空间的转型。武汉市的人口、经济、景观城市化都变现出1991—2010年前10年缓慢城市化过程、后10年加速城市化过程。[14~15] 3.1 人口城市化 1991年武汉市户籍人口总数为677万,到2010年末增长到836万(净迁移率低于1%,对总人口影响不大),非农业人口由1991年的380万增长到2010年的541万,城市人口增长速度高于非农业人口增速。因此,采取非农人口占总人口的比重(即城市化率)来反映武汉市的人口城市化过程。 图1和图2分别是武汉市1991—2010年的城市化率和城市化增长率的变化图,从图中可以看出,武汉市的人口化经历了两个阶段: 3.1.1 缓慢人口城市化阶段(1991—2001年) 如图1所示,2001年以前,武汉市的城市化率都没有超过60%,十年间城市化水平仅提高了3%,平均每年只提高0.3%。如图2所示,2001年之前,武汉市的城市化增长率除1996年以外都低于0.4%,维持一个较低水平的增长。因此,1991—2001年期间,武汉市处于缓慢人口城市化过程。 3.1.2 加速人口城市化阶段(2002—2010年) 如图1所示,2002年武汉市城市化率为60%,2010年增长到65%以上,8年间提高5%,年均增长速度超过0.6%,高于前10年0.3%的均速。依据图2,武汉市城市化增长率除2010年外均高于0.4%,且在2005年达到1.2%的极值,城市化保持较快的速度。虽然2002年之后城市化增长波动较大,但整体上保持较快的速度,因此2002—2010年,是武汉市加速人口城市化过程。 3.2 经济城市化 城市化也是农业生产转化为非农生产,生产力水平逐步提高的过程。武汉市在20世纪90年代初期第二、三产业比重达到87%,农业生产不占主导地位,到2010年第二、三产业比重更是达到96%,进入了工业化比较发达的城市行列,工业化进程快于城市化进程。人均GDP能够反映城市化过程中的经济方面,弥补工业化率衡量经济城市化上的不足。 图3为人均GDP和人均GDP增长率,在总量上,2001年达到1000美元,进入快速城市化阶段;在增长速度上,2001年之后年均增长率超过12%。所以可将武汉市经济城市化分为两个阶段: 3.2.1 波动快速经济城市化阶段 如图3所示,1991年武汉市人均GDP为350美元(按1991年汇率),2001年首次突破1000美元,年均增长10%,增速较高;在增长率的稳定性方面,1993年增长15%,但1995年就降低为4%,而2000年更是接近0%,经济增长起伏明显,稳定性欠缺,所以1991—2001年武汉市处于波动、快速的经济城市化过程。 3.2.2 平稳高速经济城市化阶段 2001年武汉市人均GDP突破1000美元,按照联合国标准,已经进入快速城市化阶段[13]。2010年人均GDP超过2500美元,年均增长率12%,高速度特征明显;在增长的稳定性上,只有2003年低于10%,其他年份均保持10%以上的增速。因此,武汉市2001—2010年经济城市化处于高速且平稳的阶段。 3.3 景观城市化 城市化过程,在地理空间上直接表现为城市景观覆盖农村景观[13],城市建成区扩张的过程。 依据表1和图4,武汉市1991、2000和2010年建成区面积分别为204、397、782 km,1991—2000年增加193 km2,2001—2010年增加385 km2,呈现倍增增长趋势。因此,依据增长总量和速度,将景观城市化分为两个阶段: 3.3.1 逐步加速时期 武汉市1991年建成区面积只有204 km2,1995年和2000年就分别扩张到269 km2和397 km2,前5年增长65 km2,后五年增长130 km2。在增长速度上,1995—2000年是1991—1995年的两倍,差异明显。在扩张的方向上,新增城区毗连原有城区,主城区核心区域扩张明显,郊区增长不大。虽然1991—2000年前后差异明显,但在扩张速度和方向上仍表现出一致性,因此,1991-2000年武汉市处于逐步加速景观城市化时期。 3.3.2 均匀快速时期 武汉市2005年建成区面积为450 km2,2010年就达到782 km2,相对于2000年的建成区而言,10年里前后各增长160 km2,增长速度较快,且这10年内前后比较均匀,差异不明显。因此,2000—2010年,武汉市在景观上处于均匀快速的城市化过程。 4 武汉市湖泊演化过程
采用2.1.2所述的方法,提取武汉市及其各行政区各个时期的湖泊及其面积,得到表2和图5。分析表2中的数据,武汉市湖泊的面积从1995年的837.17 km2下降到2000年的734.63 km2,而后开始增加,直到2010年达到901.33 km2。可见,武汉市湖泊的面积经历了先减少后增加的演化过程,可以将其划分为三个阶段:
(1)湖泊总面积迅速减少阶段(1990—2000年)。
曾忠平研究发现1991—2002年武汉市主城区湖泊水域面积急剧减少。如表2所示,1995年,武汉市的湖泊总面积为837.17 km2,2000年减少到734.63 km2,这五年内减少的湖泊面积超过100 km2,占湖泊总面积的12%,其中主城区和郊区的湖泊缩小面积各占一半。
除黄陂区和新洲区湖泊面积略有增加以外,其余各区的湖泊面积都在缩小。江岸区减少了79%,东西湖区减少了59%,江岸区、东西湖区、汉阳区、硚口区、汉南区也都减少了大约一半面积的湖泊。
通过叠加1995和2000年的遥感影像可以发现,武汉市这五年的湖泊沿着长江和汉江附近变化明显。靠近长江的沙湖、严西湖、严东湖、南湖、野芷湖、青菱湖、南太子湖、墨水湖等以及一些小湖泊等的变化特点表现为靠近长江的一侧湖泊锐减明显;汉口地区的湖泊较破碎,以交叉性的小湖泊为主,湖泊周边被填,向内缩减。北太子湖、菱角湖濒临灭绝。
(2)郊区湖泊面积开始增大阶段(2000—2005年)。
2000年,武汉市的湖泊总面积为 734.63 km2,2005年增加到810.96 km2,这五年内湖泊总面积增加了约76 km2,其中主城区的湖泊面积减少13 km2,而郊区的湖泊面积增加89 km2。
主城区和郊区存在显著的差异,湖泊面积增减的现象对比很明显。五年内主城区的湖泊减小了12%,七个区内的湖泊面积都在减小,以江岸区、硚口区、青山区、汉阳区变化率最为明显,超过25%;而郊区的湖泊面积增加了14%,除东西湖区湖泊面积减小0.5 km2,另外五个区的湖泊面积都在增长,其中汉南区和黄陂区变化率超过25%,郊区湖泊比重日渐上升。由于主城区的湖泊面积普遍小于郊区的湖泊面积,初步认为小湖泊面临被填的命运的同时大湖泊在扩大自己的水域范围。
通过叠加2000和2005年两张影像可以发现,变化明显的有武湖、朱家湖、沉湖、金银湖、梁子湖,他们的湖泊面积向周围扩大,而沙湖向内急剧缩小,后湖、七湖、南湖西侧、严东湖西侧、东湖北侧、青菱湖南侧、南太子湖东北侧、后官湖周边以及汤逊湖四周的大片水域被填埋,野湖和三门湖濒临消失。
(3)主城区湖泊面积维持稳定阶段(2005—2010年)。
2005年,武汉市的湖泊总面积为 810.96 km2,2010年增加到901.33 km2,这五年内湖泊总面积增加了近90 km2,其中主城区的湖泊面积减少不到1 km2,以郊区湖泊面积增大为主。
与前五年相比,郊区湖泊面积继续以高于10%的速度增长,但是主城区的湖泊面积减少的速度放缓,湖泊面积减少了0.7%。在郊区中,新洲区的湖泊面积减少了10%,主要是涨渡湖和安仁湖的四周被填,且一些小湖泊消失;其他五区湖泊面积都增大,变化最为明显的是汉南区,增加了约200%,主要是由于在南部行政交界处出现了大湖泊;江夏区的湖泊绝对面积增加了约80 km2,该区的后石湖、三门湖面积明显增加,由于水产养殖的发展,三门湖被开发利用,并且扩大了原有的水域面积。
5 武汉城市化与湖泊演化的耦合度分析
依据公式(2),计算1995、2000、2005和2010年武汉市及其各行政区城市化与湖泊演化的耦合度,得到表3。
从武汉市整体来看,1995—2010年武汉市城市化与湖泊环境的耦合度集中在0.6以上,城市化与湖泊的关系是比较协调的,但耦合度总体呈降低趋势,尤其是2000年之后,说明城市化的推进对湖泊的影响加重。从行政区来看,江岸、江汉、硚口和青山等区,土地面积狭小后备用地不足,城市扩张不可避免的侵占湖泊,促使湖泊面积减少,这种状况在长时期内没有得到改善,致使在这20年内城市化与湖泊呈现出紧张颉颃关系。江夏、新洲和黄陂区,城市化水平较低,但是发展速度快,城市化对湖泊有较大的影响,致使耦合度逐年降低。武昌、汉阳、东西湖、汉南和蔡甸区,湖泊数量多且单个湖泊面积较大,城市化水平的提高促进湖泊的保护,致使城市化与湖泊的关系长期为协调或不相关关系。
在不同发展阶段,城市化与湖泊的关系表现出不同的特征,1995—2000年耦合度提高,颉颃关系数量减少,城市化与湖泊关系得到改善;2000年之后耦合度急速降低、致使2010年颉颃关系数量急剧增长。据此,可将城市化与湖泊的耦合关系分为三个阶段:
(1)耦合度提高时期(1995—2000年)。
1995年江汉、硚口、武昌、青山和江夏耦合度节约0.3~0.6之间,2000年仅剩江汉和江夏,其它区耦合度提升到0.6以上,城市化与湖泊关系有所改善。
虽然在这一时期,郊区和城区的湖泊总面积都减少,但城市与湖泊的关系主要还是协调的。
东西湖和汉南耦合度变化不明显,分别属于极度协调和不相关关系;除江夏外的其它郊区耦合度虽有所变化,但仍属于高度协调关系,城市化的发展对湖泊影响是积极的;在城区江汉区虽处颉颃关系,但耦合度仍然较大幅度提高,其它区如青山则提高幅度更大,城市化与湖泊处于低度协调关系。
(2)耦合度急剧下降时期(2000—2005年)。
2000年之后,武汉市进入快速城市化时期,这一时期城市化与湖泊两者关系迅速恶化,最突出的表现是除武昌外主城区的全部和郊区的新洲耦合度大幅度降低,致使江岸、青山、硚口和新洲由协调关系降低为近颉颃胁迫关系。endprint
这一时期与2000年之前相比,城市化对湖泊的影响不仅由正面转化为负面,而且对郊区的影响也开始增强。汉南升高幅度最大,由接近不相关到极度协调;黄陂降低幅度最大,由高协调降低为低度影响;而新洲则由高协调降低为低协调。主城区中武昌、东西湖和汉阳变化幅度不大,且维持高协调关系;其他区则大幅度的由协调关系降低为近颉颃和颉颃关系。至此,颉颃胁迫关系全都位于主城区,郊区则基本上处于高协调关系,城郊化对城郊湖泊影响分化更加明显。
(3)耦合度平稳下降时期(2005—2010年)。
2005年之后,耦合度仍然保持下降趋势,以至四个区耦合度下降到颉颃关系阶段,比前一时期增加两个。郊区中蔡甸和江夏耦合度虽有所提升,但幅度极小,而黄陂城市化与湖泊关系恶化最为明显。所以总体上2005—2010年是武汉市城市化与湖泊关系持续恶化的阶段。
在这一时期除江岸和硚口始终处于颉颃阶段,城市化与湖泊之间的制约关系没有得到改善,青山和黄陂在2010年也转变为颉颃关系,颉颃关系范围有所扩大,且又重新在郊区有所发展。
6 结论与讨论
6.1 结论
(1)武汉市城市化过程在人口、经济、景观上具有明显的一致性,大致以2001年为界,1991—2001年城市化速度较为缓慢,且内部各年之间波动较大;2001—2010年城市化速度加快,并保持较为稳定的趋势。总体上1991—2010年是武汉市城市人口急速增长、经济快速发展,城市不断扩展的告诉城市化时期。
(2)武汉市湖泊总面积呈现出先减少后增加的现象。其中主城区湖泊总面积在近20年一直减少,所占比重由1995年的17%下降到2010年的11%;郊区的湖泊总面积在1991—2000年减少,2000年之后湖泊面积增加。主城区与郊区在不同时期现象出不同的变化特征。
(3)城市化与湖泊的耦合关系具有相对稳定性又具有变化性的方面。稳定性表现在,以主城区为中心,郊区为边缘,从中心到边缘,城市化与湖泊二者的关系由相互制约的颉颃关系过渡为低影响和协调发展关系,城市化对主城区影响为负效应,郊区为正效应。变化性表现在,不同时期处于各关系阶段的区的数量和位置有所变化;耦合度升高和降低的速度在各时期变化明显。
6.2 讨论
通过对武汉市城市化发展历程及其湖泊演化时空演化的耦合研究,建立针对武汉市的城市化与湖泊效应研究理论,弥补我国城市化与湖泊效应研究相对不足的现状,为武汉市制定水环境方面政策和法规提供了客观的数据和理论依据。
武汉市城市化发展要兼顾湖泊的生态效应,不能牺牲湖泊水域面积来扩大建成区的面积,政府应严格执行《武汉市湖泊保护条例》,加强对湖泊的保护,并建设湿地公园,既可以保护湖泊,又能发展旅游业。
参考文献
[1] 周连义,江南,窦鸿身,等.城市化地区湿地变化分析—— 以南京市为例[J].资源科学,2010,32(4):712-717.
[2] 黄妮,刘殿伟,王宗明,等.1954—2005年三江平原自然湿地分布特征研究[J].湿地科学,2009,7(1):712-717.
[3] 阮仁宗,冯学智,肖鹏峰,等.洪泽湖天然湿地的长期变化研究[J].南京林业大学学报:自然科学版,2005,29(4):57-59.
[4] 徐新良,刘纪远,邵全琴,等.30年来青海三江源生态系统格局和空间结构动态变化[J].地理研究,2008,27(4):829-839.
[5] 张毅,邓宏兵.武汉市城市湖泊演化及开发利用初探[J].华中师范大学学报:自然科学版,2005,39(4):559-563.
[6] 曾忠平,卢新海.城市湖泊时空演变的遥感分析—— 以武汉市为例[J].湖泊科学,2008,20(5):648-654.
[7] 戴建光,蔡海良.基于TM影像的城市建筑用地信息提取方法研究[J].现代测绘,2008,31(6):35-38.
[8] 杨智翔,何秀凤.基于改进的NDBI指数法的遥感影像城市用地信息自动提取[J].河海大学学报:自然科学版,2010,38(2):181-184.
[9] 刘耀彬,李仁东,宋学锋.中国城市化与生态环境耦合度分析[J].自然资源学报,2005,20(1):105-112.
[10] 马丽,金凤君,刘毅.中国经济与环境污染耦合度格局及工业结构解析[J].地理学报,2012,67(10):1299-1307.
[11] 刘浩,张毅,郑文升.城市土地集约利用与区域城市化的时空耦合协调发展评价—— 以环渤海地区城市为例[J].地理研究,2011,30(10):1805-1817.
[12] 周海丽,史培军,徐小黎.深圳城市化过程与水环境质量变化研究[J].北京师范大学学报:自然科学版,2003,39(2):273-279.
[13] 徐学强,周一星,宁越敏.城市地理学[M].高等教育出版社,2009.endprint
这一时期与2000年之前相比,城市化对湖泊的影响不仅由正面转化为负面,而且对郊区的影响也开始增强。汉南升高幅度最大,由接近不相关到极度协调;黄陂降低幅度最大,由高协调降低为低度影响;而新洲则由高协调降低为低协调。主城区中武昌、东西湖和汉阳变化幅度不大,且维持高协调关系;其他区则大幅度的由协调关系降低为近颉颃和颉颃关系。至此,颉颃胁迫关系全都位于主城区,郊区则基本上处于高协调关系,城郊化对城郊湖泊影响分化更加明显。
(3)耦合度平稳下降时期(2005—2010年)。
2005年之后,耦合度仍然保持下降趋势,以至四个区耦合度下降到颉颃关系阶段,比前一时期增加两个。郊区中蔡甸和江夏耦合度虽有所提升,但幅度极小,而黄陂城市化与湖泊关系恶化最为明显。所以总体上2005—2010年是武汉市城市化与湖泊关系持续恶化的阶段。
在这一时期除江岸和硚口始终处于颉颃阶段,城市化与湖泊之间的制约关系没有得到改善,青山和黄陂在2010年也转变为颉颃关系,颉颃关系范围有所扩大,且又重新在郊区有所发展。
6 结论与讨论
6.1 结论
(1)武汉市城市化过程在人口、经济、景观上具有明显的一致性,大致以2001年为界,1991—2001年城市化速度较为缓慢,且内部各年之间波动较大;2001—2010年城市化速度加快,并保持较为稳定的趋势。总体上1991—2010年是武汉市城市人口急速增长、经济快速发展,城市不断扩展的告诉城市化时期。
(2)武汉市湖泊总面积呈现出先减少后增加的现象。其中主城区湖泊总面积在近20年一直减少,所占比重由1995年的17%下降到2010年的11%;郊区的湖泊总面积在1991—2000年减少,2000年之后湖泊面积增加。主城区与郊区在不同时期现象出不同的变化特征。
(3)城市化与湖泊的耦合关系具有相对稳定性又具有变化性的方面。稳定性表现在,以主城区为中心,郊区为边缘,从中心到边缘,城市化与湖泊二者的关系由相互制约的颉颃关系过渡为低影响和协调发展关系,城市化对主城区影响为负效应,郊区为正效应。变化性表现在,不同时期处于各关系阶段的区的数量和位置有所变化;耦合度升高和降低的速度在各时期变化明显。
6.2 讨论
通过对武汉市城市化发展历程及其湖泊演化时空演化的耦合研究,建立针对武汉市的城市化与湖泊效应研究理论,弥补我国城市化与湖泊效应研究相对不足的现状,为武汉市制定水环境方面政策和法规提供了客观的数据和理论依据。
武汉市城市化发展要兼顾湖泊的生态效应,不能牺牲湖泊水域面积来扩大建成区的面积,政府应严格执行《武汉市湖泊保护条例》,加强对湖泊的保护,并建设湿地公园,既可以保护湖泊,又能发展旅游业。
参考文献
[1] 周连义,江南,窦鸿身,等.城市化地区湿地变化分析—— 以南京市为例[J].资源科学,2010,32(4):712-717.
[2] 黄妮,刘殿伟,王宗明,等.1954—2005年三江平原自然湿地分布特征研究[J].湿地科学,2009,7(1):712-717.
[3] 阮仁宗,冯学智,肖鹏峰,等.洪泽湖天然湿地的长期变化研究[J].南京林业大学学报:自然科学版,2005,29(4):57-59.
[4] 徐新良,刘纪远,邵全琴,等.30年来青海三江源生态系统格局和空间结构动态变化[J].地理研究,2008,27(4):829-839.
[5] 张毅,邓宏兵.武汉市城市湖泊演化及开发利用初探[J].华中师范大学学报:自然科学版,2005,39(4):559-563.
[6] 曾忠平,卢新海.城市湖泊时空演变的遥感分析—— 以武汉市为例[J].湖泊科学,2008,20(5):648-654.
[7] 戴建光,蔡海良.基于TM影像的城市建筑用地信息提取方法研究[J].现代测绘,2008,31(6):35-38.
[8] 杨智翔,何秀凤.基于改进的NDBI指数法的遥感影像城市用地信息自动提取[J].河海大学学报:自然科学版,2010,38(2):181-184.
[9] 刘耀彬,李仁东,宋学锋.中国城市化与生态环境耦合度分析[J].自然资源学报,2005,20(1):105-112.
[10] 马丽,金凤君,刘毅.中国经济与环境污染耦合度格局及工业结构解析[J].地理学报,2012,67(10):1299-1307.
[11] 刘浩,张毅,郑文升.城市土地集约利用与区域城市化的时空耦合协调发展评价—— 以环渤海地区城市为例[J].地理研究,2011,30(10):1805-1817.
[12] 周海丽,史培军,徐小黎.深圳城市化过程与水环境质量变化研究[J].北京师范大学学报:自然科学版,2003,39(2):273-279.
[13] 徐学强,周一星,宁越敏.城市地理学[M].高等教育出版社,2009.endprint
这一时期与2000年之前相比,城市化对湖泊的影响不仅由正面转化为负面,而且对郊区的影响也开始增强。汉南升高幅度最大,由接近不相关到极度协调;黄陂降低幅度最大,由高协调降低为低度影响;而新洲则由高协调降低为低协调。主城区中武昌、东西湖和汉阳变化幅度不大,且维持高协调关系;其他区则大幅度的由协调关系降低为近颉颃和颉颃关系。至此,颉颃胁迫关系全都位于主城区,郊区则基本上处于高协调关系,城郊化对城郊湖泊影响分化更加明显。
(3)耦合度平稳下降时期(2005—2010年)。
2005年之后,耦合度仍然保持下降趋势,以至四个区耦合度下降到颉颃关系阶段,比前一时期增加两个。郊区中蔡甸和江夏耦合度虽有所提升,但幅度极小,而黄陂城市化与湖泊关系恶化最为明显。所以总体上2005—2010年是武汉市城市化与湖泊关系持续恶化的阶段。
在这一时期除江岸和硚口始终处于颉颃阶段,城市化与湖泊之间的制约关系没有得到改善,青山和黄陂在2010年也转变为颉颃关系,颉颃关系范围有所扩大,且又重新在郊区有所发展。
6 结论与讨论
6.1 结论
(1)武汉市城市化过程在人口、经济、景观上具有明显的一致性,大致以2001年为界,1991—2001年城市化速度较为缓慢,且内部各年之间波动较大;2001—2010年城市化速度加快,并保持较为稳定的趋势。总体上1991—2010年是武汉市城市人口急速增长、经济快速发展,城市不断扩展的告诉城市化时期。
(2)武汉市湖泊总面积呈现出先减少后增加的现象。其中主城区湖泊总面积在近20年一直减少,所占比重由1995年的17%下降到2010年的11%;郊区的湖泊总面积在1991—2000年减少,2000年之后湖泊面积增加。主城区与郊区在不同时期现象出不同的变化特征。
(3)城市化与湖泊的耦合关系具有相对稳定性又具有变化性的方面。稳定性表现在,以主城区为中心,郊区为边缘,从中心到边缘,城市化与湖泊二者的关系由相互制约的颉颃关系过渡为低影响和协调发展关系,城市化对主城区影响为负效应,郊区为正效应。变化性表现在,不同时期处于各关系阶段的区的数量和位置有所变化;耦合度升高和降低的速度在各时期变化明显。
6.2 讨论
通过对武汉市城市化发展历程及其湖泊演化时空演化的耦合研究,建立针对武汉市的城市化与湖泊效应研究理论,弥补我国城市化与湖泊效应研究相对不足的现状,为武汉市制定水环境方面政策和法规提供了客观的数据和理论依据。
武汉市城市化发展要兼顾湖泊的生态效应,不能牺牲湖泊水域面积来扩大建成区的面积,政府应严格执行《武汉市湖泊保护条例》,加强对湖泊的保护,并建设湿地公园,既可以保护湖泊,又能发展旅游业。
参考文献
[1] 周连义,江南,窦鸿身,等.城市化地区湿地变化分析—— 以南京市为例[J].资源科学,2010,32(4):712-717.
[2] 黄妮,刘殿伟,王宗明,等.1954—2005年三江平原自然湿地分布特征研究[J].湿地科学,2009,7(1):712-717.
[3] 阮仁宗,冯学智,肖鹏峰,等.洪泽湖天然湿地的长期变化研究[J].南京林业大学学报:自然科学版,2005,29(4):57-59.
[4] 徐新良,刘纪远,邵全琴,等.30年来青海三江源生态系统格局和空间结构动态变化[J].地理研究,2008,27(4):829-839.
[5] 张毅,邓宏兵.武汉市城市湖泊演化及开发利用初探[J].华中师范大学学报:自然科学版,2005,39(4):559-563.
[6] 曾忠平,卢新海.城市湖泊时空演变的遥感分析—— 以武汉市为例[J].湖泊科学,2008,20(5):648-654.
[7] 戴建光,蔡海良.基于TM影像的城市建筑用地信息提取方法研究[J].现代测绘,2008,31(6):35-38.
[8] 杨智翔,何秀凤.基于改进的NDBI指数法的遥感影像城市用地信息自动提取[J].河海大学学报:自然科学版,2010,38(2):181-184.
[9] 刘耀彬,李仁东,宋学锋.中国城市化与生态环境耦合度分析[J].自然资源学报,2005,20(1):105-112.
[10] 马丽,金凤君,刘毅.中国经济与环境污染耦合度格局及工业结构解析[J].地理学报,2012,67(10):1299-1307.
[11] 刘浩,张毅,郑文升.城市土地集约利用与区域城市化的时空耦合协调发展评价—— 以环渤海地区城市为例[J].地理研究,2011,30(10):1805-1817.
[12] 周海丽,史培军,徐小黎.深圳城市化过程与水环境质量变化研究[J].北京师范大学学报:自然科学版,2003,39(2):273-279.
[13] 徐学强,周一星,宁越敏.城市地理学[M].高等教育出版社,2009.endprint