近20年武漢城市化與湖泊演化的時空耦合研究

臧柏如+林孫勝+蘇嘉亮+謝雙玉

摘 要：以1995、2000、2005、2010年武漢市Landsat遙感影像為主要數(shù)據(jù)來源，運用耦合度方法，研究近20年（1991—2010年）來武漢市城市化過程、湖泊演化過程以及二者的時空耦合關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）武漢市城市化在1991—2001年速度較慢，2001—2010年速度增快；（2）武漢市湖泊總面積1995—2000年減少，2000—2010年增大，其中主城區(qū)的湖泊面積一直在減?。唬?）整體上城市化與湖泊從中心城區(qū)的頡頏關(guān)系逐步過渡到邊緣城區(qū)和郊區(qū)的協(xié)調(diào)和不相關(guān)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：武漢市 湖泊 空間演變 城市化

中圖分類號：F301.21 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0101-05

近20年來我國城市化發(fā)展快速，政府大力推進城市群、都市連綿區(qū)、新型城鎮(zhèn)化發(fā)展，在提升城市化水平的同時，對生態(tài)環(huán)境造成了很大的影響，城市湖泊是城市生態(tài)的重要組成部分，集調(diào)蓄、供水、旅游功能為一體，卻在城市化推進過程中面積不斷改變，因此，研究城市化發(fā)展與湖泊演化的關(guān)系非常有現(xiàn)實意義。

我國對濕地的研究多集中濕地面積及其空間分布的演變等方面，城市濕地是近年濕地景觀研究的熱門話題。地理學主要關(guān)注水域空間格局的時空演變，這方面的研究占水域研究約占到5%（以發(fā)表在CNKI上的論文數(shù)目計算），論文發(fā)表時間幾乎都是在2000年之后，研究區(qū)域多集中在沿海地區(qū)[1]、東北三省[2]、湖北江漢平原[3]、青藏高原[4]等地區(qū)，而且已有研究都沒有強調(diào)城市化對湖泊演化的影響。湖泊是濕地的組成部分，作為“百湖之市”的武漢，研究其湖泊水域面積的文章較少，張毅探討了三國時期以來武漢市城市湖泊演化的過程與規(guī)律[5]，曾忠平利用NDWI指數(shù)提取武漢市主城區(qū)的1991、1995、2000、2002年的湖泊水域面積信息，并運用湖泊萎縮度分析了武漢市主城區(qū)湖泊水域變化的時空特征[6]，但研究區(qū)域局限于武漢市主城區(qū)，且并未強調(diào)城市化的湖泊演化效應(yīng)。

鑒于此，本文以武漢市為研究區(qū)域，以遙感影像（Landsat TM/ETM）為主要數(shù)據(jù)來源，運用耦合度等方法，研究近20年（1991—2010年）來武漢市的城市化過程、湖泊演化過程以及二者的時空耦合關(guān)系，以期為武漢市人地關(guān)系的協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

武漢市位于江漢平原東部，是湖北省的省會、副省級城市，是中國內(nèi)陸最大的水陸空交通樞紐，號稱“九省通衢”，是華中地區(qū)最大的工商業(yè)城市，也是全國第三大科教中心。截止2010年底，武漢市土地面積為 8494.41km2，全市戶籍人口為836.73萬人，常住人口為978.54萬人，生產(chǎn)總值為5515.76億元，一、二、三產(chǎn)業(yè)比重為3.1∶45.9∶51.0。

武漢市擁有“百湖之市”的美譽，湖泊縱橫交錯，可分為東沙湖水系、湯遜湖水系、北湖水系、墨水湖-龍陽湖-南太子湖（北太子湖）水系、東西湖水系等湖泊群。主城區(qū)的湖泊主要以小型湖泊為主，郊區(qū)的湖泊面積較大，且以大湖泊居多。

2 數(shù)據(jù)處理與研究方法

分別用非農(nóng)人口比重、人均GDP、建成區(qū)面積三個指標來衡量城市化水平，并根據(jù)這三個指標的絕對數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的增長率來劃分城市化的演變階段，以湖泊面積占土地面積的比重來衡量湖泊狀況，通過城市化與湖泊的耦合度分析近20年來武漢市城市化的湖泊演化效應(yīng)。

2.1 數(shù)據(jù)處理

城市總?cè)丝?、非農(nóng)人口、GDP等數(shù)據(jù)來源于1992—2011年的《武漢市統(tǒng)計年鑒》，湖泊和建成區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)從武漢市1995、2000、2005、2010年的遙感影像中提取，提取方法如下：

2.1.1 利用監(jiān)督分類法提取湖泊數(shù)據(jù)

在1995、2000、2005、2010四個年份的Landsat TM/ETM影像上，使用遙感軟件ENVI4.7提取各個時間點武漢市的湖泊，建立湖泊的感興趣區(qū)，通過監(jiān)督分類法提取出湖泊，并對提取出來的湖泊做監(jiān)督后處理，將柵格轉(zhuǎn)化為矢量，并導(dǎo)出矢量圖。

在ArcGIS軟件中打開提取后的湖泊矢量數(shù)據(jù)，首先以武漢市柵格影像為底圖，逐一檢驗矢量圖，刪除湖泊以外的其他水體要素，例如長江、漢江、水田等。在屬性表中計算各個湖泊的面積，篩選出面積大于等于0.01km2（合為15畝）的湖泊作為研究對象，并用武漢市的行政矢量圖截取出每個區(qū)的湖泊，計算武漢市每個區(qū)各個時期的湖泊面積。

數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，在ArcGIS中通過生成隨機點方法進行精度評估。

2.1.2 利用改進的NDBI值提取建成區(qū)數(shù)據(jù)

由于監(jiān)督分類提取建成區(qū)的精度較低，根據(jù)地物的波普特征的研究，對歸一化植被指數(shù)（NDVI）的深入分析，得到歸一化建筑指數(shù)（NDBI），用于提取建成區(qū)[7～8]。

NDVI=（band4-band3）/（band4+band3）

NDBI=（band5-band4）/（band5+band4）

在1995、2000、2005、2010四個年份的Landsat TM/ETM影像上，使用ERDAS9.2軟件進行三次建模，第一次令NDBI大于0，得到建成區(qū)和稀疏植被的范圍；第二次令NDVI小于0，得到建成區(qū)和水體（或者叫“非植被”）的范圍；第三次令NDVI和NDBI相乘大于0，得到建成區(qū)范圍。

最后再進行建成區(qū)柵格影像的矢量化處理，導(dǎo)入到ArcGIS軟件中計算武漢市每個區(qū)各個時期的建成區(qū)面積。

2.2 研究方法

耦合度是描述系統(tǒng)或要素之間的影響程度。研究城市化的湖泊效應(yīng)，分別將城市化和湖泊作為兩個子系統(tǒng)，研究其在武漢市這個大系統(tǒng)中的相互作用關(guān)系。選取非農(nóng)人口比重、人均GDP、建成區(qū)面積作為城市化的指標，選取湖泊面積比重作為湖泊的指標。首先對數(shù)據(jù)進行極差標準化[如式（2）]，然后利用SPSS軟件對城市化做主成分分析處理，得到各區(qū)綜合的城市化水平，利用耦合公式（2）計算城市化與湖泊的耦合度[9～11]。endprint

Bi=（Xi-min）/（max-min） （1）

C=2*{（B1*B2）/（B1+B2）2}1/2 （2）

其中：Bi表示極差標準化后的數(shù)據(jù)；Xi（i=1、2、3、4）表示各指標數(shù)據(jù)；C表示耦合度；B1、B2代表城市化和湖泊。

由公式2計算可知耦合度C在0和1之間，當C=0時，則表示兩個系統(tǒng)完全沒有關(guān)系；C=1時，則兩個系統(tǒng)極度協(xié)調(diào)，完全相關(guān)。當0

3 武漢市城市化過程

綜合人口學、經(jīng)濟學、地理學、等學科的觀點，城市化至少包含了鄉(xiāng)村—城市之間的三種轉(zhuǎn)型：（1）人口結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型；（2）經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型；（3）地域空間的轉(zhuǎn)型。武漢市的人口、經(jīng)濟、景觀城市化都變現(xiàn)出1991—2010年前10年緩慢城市化過程、后10年加速城市化過程。[14～15]

3.1 人口城市化

1991年武漢市戶籍人口總數(shù)為677萬，到2010年末增長到836萬（凈遷移率低于1%，對總?cè)丝谟绊懖淮螅?，非農(nóng)業(yè)人口由1991年的380萬增長到2010年的541萬，城市人口增長速度高于非農(nóng)業(yè)人口增速。因此，采取非農(nóng)人口占總?cè)丝诘谋戎兀闯鞘谢剩﹣矸从澄錆h市的人口城市化過程。

圖1和圖2分別是武漢市1991—2010年的城市化率和城市化增長率的變化圖，從圖中可以看出，武漢市的人口化經(jīng)歷了兩個階段：

3.1.1 緩慢人口城市化階段（1991—2001年）

如圖1所示，2001年以前，武漢市的城市化率都沒有超過60%，十年間城市化水平僅提高了3%，平均每年只提高0.3%。如圖2所示，2001年之前，武漢市的城市化增長率除1996年以外都低于0.4%，維持一個較低水平的增長。因此，1991—2001年期間，武漢市處于緩慢人口城市化過程。

3.1.2 加速人口城市化階段（2002—2010年）

如圖1所示，2002年武漢市城市化率為60%，2010年增長到65%以上，8年間提高5%，年均增長速度超過0.6%，高于前10年0.3%的均速。依據(jù)圖2，武漢市城市化增長率除2010年外均高于0.4%，且在2005年達到1.2%的極值，城市化保持較快的速度。雖然2002年之后城市化增長波動較大，但整體上保持較快的速度，因此2002—2010年，是武漢市加速人口城市化過程。

3.2 經(jīng)濟城市化

城市化也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為非農(nóng)生產(chǎn)，生產(chǎn)力水平逐步提高的過程。武漢市在20世紀90年代初期第二、三產(chǎn)業(yè)比重達到87%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不占主導(dǎo)地位，到2010年第二、三產(chǎn)業(yè)比重更是達到96%，進入了工業(yè)化比較發(fā)達的城市行列，工業(yè)化進程快于城市化進程。人均GDP能夠反映城市化過程中的經(jīng)濟方面，彌補工業(yè)化率衡量經(jīng)濟城市化上的不足。

圖3為人均GDP和人均GDP增長率，在總量上，2001年達到1000美元，進入快速城市化階段；在增長速度上，2001年之后年均增長率超過12%。所以可將武漢市經(jīng)濟城市化分為兩個階段：

3.2.1 波動快速經(jīng)濟城市化階段

如圖3所示，1991年武漢市人均GDP為350美元（按1991年匯率），2001年首次突破1000美元，年均增長10%，增速較高；在增長率的穩(wěn)定性方面，1993年增長15%，但1995年就降低為4%，而2000年更是接近0%，經(jīng)濟增長起伏明顯，穩(wěn)定性欠缺，所以1991—2001年武漢市處于波動、快速的經(jīng)濟城市化過程。

3.2.2 平穩(wěn)高速經(jīng)濟城市化階段

2001年武漢市人均GDP突破1000美元，按照聯(lián)合國標準，已經(jīng)進入快速城市化階段[13]。2010年人均GDP超過2500美元，年均增長率12%，高速度特征明顯；在增長的穩(wěn)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，武漢市2001—2010年經(jīng)濟城市化處于高速且平穩(wěn)的階段。

3.3 景觀城市化

城市化過程，在地理空間上直接表現(xiàn)為城市景觀覆蓋農(nóng)村景觀[13]，城市建成區(qū)擴張的過程。

依據(jù)表1和圖4，武漢市1991、2000和2010年建成區(qū)面積分別為204、397、782 km，1991—2000年增加193 km2，2001—2010年增加385 km2，呈現(xiàn)倍增增長趨勢。因此，依據(jù)增長總量和速度，將景觀城市化分為兩個階段：

3.3.1 逐步加速時期

武漢市1991年建成區(qū)面積只有204 km2，1995年和2000年就分別擴張到269 km2和397 km2，前5年增長65 km2，后五年增長130 km2。在增長速度上，1995—2000年是1991—1995年的兩倍，差異明顯。在擴張的方向上，新增城區(qū)毗連原有城區(qū)，主城區(qū)核心區(qū)域擴張明顯，郊區(qū)增長不大。雖然1991—2000年前后差異明顯，但在擴張速度和方向上仍表現(xiàn)出一致性，因此，1991-2000年武漢市處于逐步加速景觀城市化時期。

3.3.2 均勻快速時期

武漢市2005年建成區(qū)面積為450 km2，2010年就達到782 km2，相對于2000年的建成區(qū)而言，10年里前后各增長160 km2，增長速度較快，且這10年內(nèi)前后比較均勻，差異不明顯。因此，2000—2010年，武漢市在景觀上處于均勻快速的城市化過程。

4 武漢市湖泊演化過程

采用2.1.2所述的方法，提取武漢市及其各行政區(qū)各個時期的湖泊及其面積，得到表2和圖5。分析表2中的數(shù)據(jù)，武漢市湖泊的面積從1995年的837.17 km2下降到2000年的734.63 km2，而后開始增加，直到2010年達到901.33 km2。可見，武漢市湖泊的面積經(jīng)歷了先減少后增加的演化過程，可以將其劃分為三個階段：

（1）湖泊總面積迅速減少階段（1990—2000年）。

曾忠平研究發(fā)現(xiàn)1991—2002年武漢市主城區(qū)湖泊水域面積急劇減少。如表2所示，1995年，武漢市的湖泊總面積為837.17 km2，2000年減少到734.63 km2，這五年內(nèi)減少的湖泊面積超過100 km2，占湖泊總面積的12%，其中主城區(qū)和郊區(qū)的湖泊縮小面積各占一半。

除黃陂區(qū)和新洲區(qū)湖泊面積略有增加以外，其余各區(qū)的湖泊面積都在縮小。江岸區(qū)減少了79%，東西湖區(qū)減少了59%，江岸區(qū)、東西湖區(qū)、漢陽區(qū)、硚口區(qū)、漢南區(qū)也都減少了大約一半面積的湖泊。

通過疊加1995和2000年的遙感影像可以發(fā)現(xiàn)，武漢市這五年的湖泊沿著長江和漢江附近變化明顯?？拷L江的沙湖、嚴西湖、嚴東湖、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變化特點表現(xiàn)為靠近長江的一側(cè)湖泊銳減明顯；漢口地區(qū)的湖泊較破碎，以交叉性的小湖泊為主，湖泊周邊被填，向內(nèi)縮減。北太子湖、菱角湖瀕臨滅絕。

（2）郊區(qū)湖泊面積開始增大階段（2000—2005年）。

2000年，武漢市的湖泊總面積為 734.63 km2，2005年增加到810.96 km2，這五年內(nèi)湖泊總面積增加了約76 km2，其中主城區(qū)的湖泊面積減少13 km2，而郊區(qū)的湖泊面積增加89 km2。

主城區(qū)和郊區(qū)存在顯著的差異，湖泊面積增減的現(xiàn)象對比很明顯。五年內(nèi)主城區(qū)的湖泊減小了12%，七個區(qū)內(nèi)的湖泊面積都在減小，以江岸區(qū)、硚口區(qū)、青山區(qū)、漢陽區(qū)變化率最為明顯，超過25%；而郊區(qū)的湖泊面積增加了14%，除東西湖區(qū)湖泊面積減小0.5 km2，另外五個區(qū)的湖泊面積都在增長，其中漢南區(qū)和黃陂區(qū)變化率超過25%，郊區(qū)湖泊比重日漸上升。由于主城區(qū)的湖泊面積普遍小于郊區(qū)的湖泊面積，初步認為小湖泊面臨被填的命運的同時大湖泊在擴大自己的水域范圍。

通過疊加2000和2005年兩張影像可以發(fā)現(xiàn)，變化明顯的有武湖、朱家湖、沉湖、金銀湖、梁子湖，他們的湖泊面積向周圍擴大，而沙湖向內(nèi)急劇縮小，后湖、七湖、南湖西側(cè)、嚴東湖西側(cè)、東湖北側(cè)、青菱湖南側(cè)、南太子湖東北側(cè)、后官湖周邊以及湯遜湖四周的大片水域被填埋，野湖和三門湖瀕臨消失。

（3）主城區(qū)湖泊面積維持穩(wěn)定階段（2005—2010年）。

2005年，武漢市的湖泊總面積為 810.96 km2，2010年增加到901.33 km2，這五年內(nèi)湖泊總面積增加了近90 km2，其中主城區(qū)的湖泊面積減少不到1 km2，以郊區(qū)湖泊面積增大為主。

與前五年相比，郊區(qū)湖泊面積繼續(xù)以高于10%的速度增長，但是主城區(qū)的湖泊面積減少的速度放緩，湖泊面積減少了0.7%。在郊區(qū)中，新洲區(qū)的湖泊面積減少了10%，主要是漲渡湖和安仁湖的四周被填，且一些小湖泊消失；其他五區(qū)湖泊面積都增大，變化最為明顯的是漢南區(qū)，增加了約200%，主要是由于在南部行政交界處出現(xiàn)了大湖泊；江夏區(qū)的湖泊絕對面積增加了約80 km2，該區(qū)的后石湖、三門湖面積明顯增加，由于水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展，三門湖被開發(fā)利用，并且擴大了原有的水域面積。

5 武漢城市化與湖泊演化的耦合度分析

依據(jù)公式（2），計算1995、2000、2005和2010年武漢市及其各行政區(qū)城市化與湖泊演化的耦合度，得到表3。

從武漢市整體來看，1995—2010年武漢市城市化與湖泊環(huán)境的耦合度集中在0.6以上，城市化與湖泊的關(guān)系是比較協(xié)調(diào)的，但耦合度總體呈降低趨勢，尤其是2000年之后，說明城市化的推進對湖泊的影響加重。從行政區(qū)來看，江岸、江漢、硚口和青山等區(qū)，土地面積狹小后備用地不足，城市擴張不可避免的侵占湖泊，促使湖泊面積減少，這種狀況在長時期內(nèi)沒有得到改善，致使在這20年內(nèi)城市化與湖泊呈現(xiàn)出緊張頡頏關(guān)系。江夏、新洲和黃陂區(qū)，城市化水平較低，但是發(fā)展速度快，城市化對湖泊有較大的影響，致使耦合度逐年降低。武昌、漢陽、東西湖、漢南和蔡甸區(qū)，湖泊數(shù)量多且單個湖泊面積較大，城市化水平的提高促進湖泊的保護，致使城市化與湖泊的關(guān)系長期為協(xié)調(diào)或不相關(guān)關(guān)系。

在不同發(fā)展階段，城市化與湖泊的關(guān)系表現(xiàn)出不同的特征，1995—2000年耦合度提高，頡頏關(guān)系數(shù)量減少，城市化與湖泊關(guān)系得到改善；2000年之后耦合度急速降低、致使2010年頡頏關(guān)系數(shù)量急劇增長。據(jù)此，可將城市化與湖泊的耦合關(guān)系分為三個階段：

（1）耦合度提高時期（1995—2000年）。

1995年江漢、硚口、武昌、青山和江夏耦合度節(jié)約0.3～0.6之間，2000年僅剩江漢和江夏，其它區(qū)耦合度提升到0.6以上，城市化與湖泊關(guān)系有所改善。

雖然在這一時期，郊區(qū)和城區(qū)的湖泊總面積都減少，但城市與湖泊的關(guān)系主要還是協(xié)調(diào)的。

東西湖和漢南耦合度變化不明顯，分別屬于極度協(xié)調(diào)和不相關(guān)關(guān)系；除江夏外的其它郊區(qū)耦合度雖有所變化，但仍屬于高度協(xié)調(diào)關(guān)系，城市化的發(fā)展對湖泊影響是積極的；在城區(qū)江漢區(qū)雖處頡頏關(guān)系，但耦合度仍然較大幅度提高，其它區(qū)如青山則提高幅度更大，城市化與湖泊處于低度協(xié)調(diào)關(guān)系。

（2）耦合度急劇下降時期（2000—2005年）。

2000年之后，武漢市進入快速城市化時期，這一時期城市化與湖泊兩者關(guān)系迅速惡化，最突出的表現(xiàn)是除武昌外主城區(qū)的全部和郊區(qū)的新洲耦合度大幅度降低，致使江岸、青山、硚口和新洲由協(xié)調(diào)關(guān)系降低為近頡頏脅迫關(guān)系。endprint

這一時期與2000年之前相比，城市化對湖泊的影響不僅由正面轉(zhuǎn)化為負面，而且對郊區(qū)的影響也開始增強。漢南升高幅度最大，由接近不相關(guān)到極度協(xié)調(diào)；黃陂降低幅度最大，由高協(xié)調(diào)降低為低度影響；而新洲則由高協(xié)調(diào)降低為低協(xié)調(diào)。主城區(qū)中武昌、東西湖和漢陽變化幅度不大，且維持高協(xié)調(diào)關(guān)系；其他區(qū)則大幅度的由協(xié)調(diào)關(guān)系降低為近頡頏和頡頏關(guān)系。至此，頡頏脅迫關(guān)系全都位于主城區(qū)，郊區(qū)則基本上處于高協(xié)調(diào)關(guān)系，城郊化對城郊湖泊影響分化更加明顯。

（3）耦合度平穩(wěn)下降時期（2005—2010年）。

2005年之后，耦合度仍然保持下降趨勢，以至四個區(qū)耦合度下降到頡頏關(guān)系階段，比前一時期增加兩個。郊區(qū)中蔡甸和江夏耦合度雖有所提升，但幅度極小，而黃陂城市化與湖泊關(guān)系惡化最為明顯。所以總體上2005—2010年是武漢市城市化與湖泊關(guān)系持續(xù)惡化的階段。

在這一時期除江岸和硚口始終處于頡頏階段，城市化與湖泊之間的制約關(guān)系沒有得到改善，青山和黃陂在2010年也轉(zhuǎn)變?yōu)轭R頏關(guān)系，頡頏關(guān)系范圍有所擴大，且又重新在郊區(qū)有所發(fā)展。

6 結(jié)論與討論

6.1 結(jié)論

（1）武漢市城市化過程在人口、經(jīng)濟、景觀上具有明顯的一致性，大致以2001年為界，1991—2001年城市化速度較為緩慢，且內(nèi)部各年之間波動較大；2001—2010年城市化速度加快，并保持較為穩(wěn)定的趨勢。總體上1991—2010年是武漢市城市人口急速增長、經(jīng)濟快速發(fā)展，城市不斷擴展的告訴城市化時期。

（2）武漢市湖泊總面積呈現(xiàn)出先減少后增加的現(xiàn)象。其中主城區(qū)湖泊總面積在近20年一直減少，所占比重由1995年的17%下降到2010年的11%；郊區(qū)的湖泊總面積在1991—2000年減少，2000年之后湖泊面積增加。主城區(qū)與郊區(qū)在不同時期現(xiàn)象出不同的變化特征。

（3）城市化與湖泊的耦合關(guān)系具有相對穩(wěn)定性又具有變化性的方面。穩(wěn)定性表現(xiàn)在，以主城區(qū)為中心，郊區(qū)為邊緣，從中心到邊緣，城市化與湖泊二者的關(guān)系由相互制約的頡頏關(guān)系過渡為低影響和協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系，城市化對主城區(qū)影響為負效應(yīng)，郊區(qū)為正效應(yīng)。變化性表現(xiàn)在，不同時期處于各關(guān)系階段的區(qū)的數(shù)量和位置有所變化；耦合度升高和降低的速度在各時期變化明顯。

6.2 討論

通過對武漢市城市化發(fā)展歷程及其湖泊演化時空演化的耦合研究，建立針對武漢市的城市化與湖泊效應(yīng)研究理論，彌補我國城市化與湖泊效應(yīng)研究相對不足的現(xiàn)狀，為武漢市制定水環(huán)境方面政策和法規(guī)提供了客觀的數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

武漢市城市化發(fā)展要兼顧湖泊的生態(tài)效應(yīng)，不能犧牲湖泊水域面積來擴大建成區(qū)的面積，政府應(yīng)嚴格執(zhí)行《武漢市湖泊保護條例》，加強對湖泊的保護，并建設(shè)濕地公園，既可以保護湖泊，又能發(fā)展旅游業(yè)。

參考文獻

[1] 周連義，江南，竇鴻身，等.城市化地區(qū)濕地變化分析—— 以南京市為例[J].資源科學，2010，32（4）：712-717.

[2] 黃妮，劉殿偉，王宗明，等.1954—2005年三江平原自然濕地分布特征研究[J].濕地科學，2009，7（1）：712-717.

[3] 阮仁宗，馮學智，肖鵬峰，等.洪澤湖天然濕地的長期變化研究[J].南京林業(yè)大學學報：自然科學版，2005，29（4）：57-59.

[4] 徐新良，劉紀遠，邵全琴，等.30年來青海三江源生態(tài)系統(tǒng)格局和空間結(jié)構(gòu)動態(tài)變化[J].地理研究，2008，27（4）：829-839.

[5] 張毅，鄧宏兵.武漢市城市湖泊演化及開發(fā)利用初探[J].華中師范大學學報：自然科學版，2005，39（4）：559-563.

[6] 曾忠平，盧新海.城市湖泊時空演變的遙感分析—— 以武漢市為例[J].湖泊科學，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].現(xiàn)代測繪，2008，31（6）：35-38.

[8] 楊智翔，何秀鳳.基于改進的NDBI指數(shù)法的遙感影像城市用地信息自動提取[J].河海大學學報：自然科學版，2010，38（2）：181-184.

[9] 劉耀彬，李仁東，宋學鋒.中國城市化與生態(tài)環(huán)境耦合度分析[J].自然資源學報，2005，20（1）：105-112.

[10] 馬麗，金鳳君，劉毅.中國經(jīng)濟與環(huán)境污染耦合度格局及工業(yè)結(jié)構(gòu)解析[J].地理學報，2012，67（10）：1299-1307.

[11] 劉浩，張毅，鄭文升.城市土地集約利用與區(qū)域城市化的時空耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評價—— 以環(huán)渤海地區(qū)城市為例[J].地理研究，2011，30（10）：1805-1817.

[12] 周海麗，史培軍，徐小黎.深圳城市化過程與水環(huán)境質(zhì)量變化研究[J].北京師范大學學報：自然科學版，2003，39（2）：273-279.

[13] 徐學強，周一星，寧越敏.城市地理學[M].高等教育出版社，2009.endprint

這一時期與2000年之前相比，城市化對湖泊的影響不僅由正面轉(zhuǎn)化為負面，而且對郊區(qū)的影響也開始增強。漢南升高幅度最大，由接近不相關(guān)到極度協(xié)調(diào)；黃陂降低幅度最大，由高協(xié)調(diào)降低為低度影響；而新洲則由高協(xié)調(diào)降低為低協(xié)調(diào)。主城區(qū)中武昌、東西湖和漢陽變化幅度不大，且維持高協(xié)調(diào)關(guān)系；其他區(qū)則大幅度的由協(xié)調(diào)關(guān)系降低為近頡頏和頡頏關(guān)系。至此，頡頏脅迫關(guān)系全都位于主城區(qū)，郊區(qū)則基本上處于高協(xié)調(diào)關(guān)系，城郊化對城郊湖泊影響分化更加明顯。

（3）耦合度平穩(wěn)下降時期（2005—2010年）。

2005年之后，耦合度仍然保持下降趨勢，以至四個區(qū)耦合度下降到頡頏關(guān)系階段，比前一時期增加兩個。郊區(qū)中蔡甸和江夏耦合度雖有所提升，但幅度極小，而黃陂城市化與湖泊關(guān)系惡化最為明顯。所以總體上2005—2010年是武漢市城市化與湖泊關(guān)系持續(xù)惡化的階段。

在這一時期除江岸和硚口始終處于頡頏階段，城市化與湖泊之間的制約關(guān)系沒有得到改善，青山和黃陂在2010年也轉(zhuǎn)變?yōu)轭R頏關(guān)系，頡頏關(guān)系范圍有所擴大，且又重新在郊區(qū)有所發(fā)展。

6 結(jié)論與討論

6.1 結(jié)論

（1）武漢市城市化過程在人口、經(jīng)濟、景觀上具有明顯的一致性，大致以2001年為界，1991—2001年城市化速度較為緩慢，且內(nèi)部各年之間波動較大；2001—2010年城市化速度加快，并保持較為穩(wěn)定的趨勢?？傮w上1991—2010年是武漢市城市人口急速增長、經(jīng)濟快速發(fā)展，城市不斷擴展的告訴城市化時期。

（2）武漢市湖泊總面積呈現(xiàn)出先減少后增加的現(xiàn)象。其中主城區(qū)湖泊總面積在近20年一直減少，所占比重由1995年的17%下降到2010年的11%；郊區(qū)的湖泊總面積在1991—2000年減少，2000年之后湖泊面積增加。主城區(qū)與郊區(qū)在不同時期現(xiàn)象出不同的變化特征。

（3）城市化與湖泊的耦合關(guān)系具有相對穩(wěn)定性又具有變化性的方面。穩(wěn)定性表現(xiàn)在，以主城區(qū)為中心，郊區(qū)為邊緣，從中心到邊緣，城市化與湖泊二者的關(guān)系由相互制約的頡頏關(guān)系過渡為低影響和協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系，城市化對主城區(qū)影響為負效應(yīng)，郊區(qū)為正效應(yīng)。變化性表現(xiàn)在，不同時期處于各關(guān)系階段的區(qū)的數(shù)量和位置有所變化；耦合度升高和降低的速度在各時期變化明顯。

6.2 討論

通過對武漢市城市化發(fā)展歷程及其湖泊演化時空演化的耦合研究，建立針對武漢市的城市化與湖泊效應(yīng)研究理論，彌補我國城市化與湖泊效應(yīng)研究相對不足的現(xiàn)狀，為武漢市制定水環(huán)境方面政策和法規(guī)提供了客觀的數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

武漢市城市化發(fā)展要兼顧湖泊的生態(tài)效應(yīng)，不能犧牲湖泊水域面積來擴大建成區(qū)的面積，政府應(yīng)嚴格執(zhí)行《武漢市湖泊保護條例》，加強對湖泊的保護，并建設(shè)濕地公園，既可以保護湖泊，又能發(fā)展旅游業(yè)。

參考文獻

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[2] 黃妮，劉殿偉，王宗明，等.1954—2005年三江平原自然濕地分布特征研究[J].濕地科學，2009，7（1）：712-717.

[3] 阮仁宗，馮學智，肖鵬峰，等.洪澤湖天然濕地的長期變化研究[J].南京林業(yè)大學學報：自然科學版，2005，29（4）：57-59.

[4] 徐新良，劉紀遠，邵全琴，等.30年來青海三江源生態(tài)系統(tǒng)格局和空間結(jié)構(gòu)動態(tài)變化[J].地理研究，2008，27（4）：829-839.

[5] 張毅，鄧宏兵.武漢市城市湖泊演化及開發(fā)利用初探[J].華中師范大學學報：自然科學版，2005，39（4）：559-563.

[6] 曾忠平，盧新海.城市湖泊時空演變的遙感分析—— 以武漢市為例[J].湖泊科學，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].現(xiàn)代測繪，2008，31（6）：35-38.

[8] 楊智翔，何秀鳳.基于改進的NDBI指數(shù)法的遙感影像城市用地信息自動提取[J].河海大學學報：自然科學版，2010，38（2）：181-184.

[9] 劉耀彬，李仁東，宋學鋒.中國城市化與生態(tài)環(huán)境耦合度分析[J].自然資源學報，2005，20（1）：105-112.

[10] 馬麗，金鳳君，劉毅.中國經(jīng)濟與環(huán)境污染耦合度格局及工業(yè)結(jié)構(gòu)解析[J].地理學報，2012，67（10）：1299-1307.

[11] 劉浩，張毅，鄭文升.城市土地集約利用與區(qū)域城市化的時空耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評價—— 以環(huán)渤海地區(qū)城市為例[J].地理研究，2011，30（10）：1805-1817.

[12] 周海麗，史培軍，徐小黎.深圳城市化過程與水環(huán)境質(zhì)量變化研究[J].北京師范大學學報：自然科學版，2003，39（2）：273-279.

[13] 徐學強，周一星，寧越敏.城市地理學[M].高等教育出版社，2009.endprint

這一時期與2000年之前相比，城市化對湖泊的影響不僅由正面轉(zhuǎn)化為負面，而且對郊區(qū)的影響也開始增強。漢南升高幅度最大，由接近不相關(guān)到極度協(xié)調(diào)；黃陂降低幅度最大，由高協(xié)調(diào)降低為低度影響；而新洲則由高協(xié)調(diào)降低為低協(xié)調(diào)。主城區(qū)中武昌、東西湖和漢陽變化幅度不大，且維持高協(xié)調(diào)關(guān)系；其他區(qū)則大幅度的由協(xié)調(diào)關(guān)系降低為近頡頏和頡頏關(guān)系。至此，頡頏脅迫關(guān)系全都位于主城區(qū)，郊區(qū)則基本上處于高協(xié)調(diào)關(guān)系，城郊化對城郊湖泊影響分化更加明顯。

（3）耦合度平穩(wěn)下降時期（2005—2010年）。

2005年之后，耦合度仍然保持下降趨勢，以至四個區(qū)耦合度下降到頡頏關(guān)系階段，比前一時期增加兩個。郊區(qū)中蔡甸和江夏耦合度雖有所提升，但幅度極小，而黃陂城市化與湖泊關(guān)系惡化最為明顯。所以總體上2005—2010年是武漢市城市化與湖泊關(guān)系持續(xù)惡化的階段。

在這一時期除江岸和硚口始終處于頡頏階段，城市化與湖泊之間的制約關(guān)系沒有得到改善，青山和黃陂在2010年也轉(zhuǎn)變?yōu)轭R頏關(guān)系，頡頏關(guān)系范圍有所擴大，且又重新在郊區(qū)有所發(fā)展。

6 結(jié)論與討論

6.1 結(jié)論

（1）武漢市城市化過程在人口、經(jīng)濟、景觀上具有明顯的一致性，大致以2001年為界，1991—2001年城市化速度較為緩慢，且內(nèi)部各年之間波動較大；2001—2010年城市化速度加快，并保持較為穩(wěn)定的趨勢?？傮w上1991—2010年是武漢市城市人口急速增長、經(jīng)濟快速發(fā)展，城市不斷擴展的告訴城市化時期。

（2）武漢市湖泊總面積呈現(xiàn)出先減少后增加的現(xiàn)象。其中主城區(qū)湖泊總面積在近20年一直減少，所占比重由1995年的17%下降到2010年的11%；郊區(qū)的湖泊總面積在1991—2000年減少，2000年之后湖泊面積增加。主城區(qū)與郊區(qū)在不同時期現(xiàn)象出不同的變化特征。

（3）城市化與湖泊的耦合關(guān)系具有相對穩(wěn)定性又具有變化性的方面。穩(wěn)定性表現(xiàn)在，以主城區(qū)為中心，郊區(qū)為邊緣，從中心到邊緣，城市化與湖泊二者的關(guān)系由相互制約的頡頏關(guān)系過渡為低影響和協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系，城市化對主城區(qū)影響為負效應(yīng)，郊區(qū)為正效應(yīng)。變化性表現(xiàn)在，不同時期處于各關(guān)系階段的區(qū)的數(shù)量和位置有所變化；耦合度升高和降低的速度在各時期變化明顯。

6.2 討論

通過對武漢市城市化發(fā)展歷程及其湖泊演化時空演化的耦合研究，建立針對武漢市的城市化與湖泊效應(yīng)研究理論，彌補我國城市化與湖泊效應(yīng)研究相對不足的現(xiàn)狀，為武漢市制定水環(huán)境方面政策和法規(guī)提供了客觀的數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

武漢市城市化發(fā)展要兼顧湖泊的生態(tài)效應(yīng)，不能犧牲湖泊水域面積來擴大建成區(qū)的面積，政府應(yīng)嚴格執(zhí)行《武漢市湖泊保護條例》，加強對湖泊的保護，并建設(shè)濕地公園，既可以保護湖泊，又能發(fā)展旅游業(yè)。

參考文獻

[1] 周連義，江南，竇鴻身，等.城市化地區(qū)濕地變化分析—— 以南京市為例[J].資源科學，2010，32（4）：712-717.

[2] 黃妮，劉殿偉，王宗明，等.1954—2005年三江平原自然濕地分布特征研究[J].濕地科學，2009，7（1）：712-717.

[3] 阮仁宗，馮學智，肖鵬峰，等.洪澤湖天然濕地的長期變化研究[J].南京林業(yè)大學學報：自然科學版，2005，29（4）：57-59.

[4] 徐新良，劉紀遠，邵全琴，等.30年來青海三江源生態(tài)系統(tǒng)格局和空間結(jié)構(gòu)動態(tài)變化[J].地理研究，2008，27（4）：829-839.

[5] 張毅，鄧宏兵.武漢市城市湖泊演化及開發(fā)利用初探[J].華中師范大學學報：自然科學版，2005，39（4）：559-563.

[6] 曾忠平，盧新海.城市湖泊時空演變的遙感分析—— 以武漢市為例[J].湖泊科學，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].現(xiàn)代測繪，2008，31（6）：35-38.

[8] 楊智翔，何秀鳳.基于改進的NDBI指數(shù)法的遙感影像城市用地信息自動提取[J].河海大學學報：自然科學版，2010，38（2）：181-184.

[9] 劉耀彬，李仁東，宋學鋒.中國城市化與生態(tài)環(huán)境耦合度分析[J].自然資源學報，2005，20（1）：105-112.

[10] 馬麗，金鳳君，劉毅.中國經(jīng)濟與環(huán)境污染耦合度格局及工業(yè)結(jié)構(gòu)解析[J].地理學報，2012，67（10）：1299-1307.

[11] 劉浩，張毅，鄭文升.城市土地集約利用與區(qū)域城市化的時空耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評價—— 以環(huán)渤海地區(qū)城市為例[J].地理研究，2011，30（10）：1805-1817.

[12] 周海麗，史培軍，徐小黎.深圳城市化過程與水環(huán)境質(zhì)量變化研究[J].北京師范大學學報：自然科學版，2003，39（2）：273-279.

[13] 徐學強，周一星，寧越敏.城市地理學[M].高等教育出版社，2009.endprint