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??；（3）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(xiàn)標(biāo)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(jìn)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(jìn)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(xué)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(qiáng)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(qiáng)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(xué)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(yù)，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(biāo)來衡量城市化水平，并根據(jù)這三個指標(biāo)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)丝凇⒎寝r(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(jī)點方法進(jìn)行精度評估。

2.1.2 利用改進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(biāo)，選取湖泊面積比重作為湖泊的指標(biāo)。首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)；Xi（i=1、2、3、4）表示各指標(biāo)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(dāng)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(dāng)0

3 武漢市城市化過程

綜合人口學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、地理學(xué)、等學(xué)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(jì)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(jì)、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寝r(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(dá)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(jì)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(jì)90年代初期第二、三產(chǎn)業(yè)比重達(dá)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(dá)到96%，進(jìn)入了工業(yè)化比較發(fā)達(dá)的城市行列，工業(yè)化進(jìn)程快于城市化進(jìn)程。人均GDP能夠反映城市化過程中的經(jīng)濟(jì)方面，彌補(bǔ)工業(yè)化率衡量經(jīng)濟(jì)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(dá)到1000美元，進(jìn)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(jì)城市化分為兩個階段：

3.2.1 波動快速經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jì)城市化過程。

3.2.2 平穩(wěn)高速經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)進(jìn)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(jì)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(kuò)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(kuò)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(kuò)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(kuò)張明顯，郊區(qū)增長不大。雖然1991—2000年前后差異明顯，但在擴(kuò)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(dá)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(dá)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(yán)西湖、嚴(yán)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(rèn)為小湖泊面臨被填的命運的同時大湖泊在擴(kuò)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(kuò)大，而沙湖向內(nèi)急劇縮小，后湖、七湖、南湖西側(cè)、嚴(yán)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(kuò)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(jìn)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(kuò)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(jìn)湖泊的保護(hù)，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(jìn)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(fù)面，而且對郊區(qū)的影響也開始增強(qiáng)。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(kuò)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(jì)、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(jì)快速發(fā)展，城市不斷擴(kuò)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(fù)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(bǔ)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(kuò)大建成區(qū)的面積，政府應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《武漢市湖泊保護(hù)條例》，加強(qiáng)對湖泊的保護(hù)，并建設(shè)濕地公園，既可以保護(hù)湖泊，又能發(fā)展旅游業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[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(xué)，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(xué)，2009，7（1）：712-717.

[3] 阮仁宗，馮學(xué)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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005，29（4）：57-59.

[4] 徐新良，劉紀(jì)遠(yuǎn)，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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)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(xué)，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(jìn)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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，38（2）：181-184.

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

[10] 馬麗，金鳳君，劉毅.中國經(jīng)濟(jì)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(xué)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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003，39（2）：273-279.

[13] 徐學(xué)強(qiáng)，周一星，寧越敏.城市地理學(xué)[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(fù)面，而且對郊區(qū)的影響也開始增強(qiáng)。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(kuò)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(jì)、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(jì)快速發(fā)展，城市不斷擴(kuò)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(fù)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(bǔ)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(kuò)大建成區(qū)的面積，政府應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《武漢市湖泊保護(hù)條例》，加強(qiáng)對湖泊的保護(hù)，并建設(shè)濕地公園，既可以保護(hù)湖泊，又能發(fā)展旅游業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[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(xué)，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(xué)，2009，7（1）：712-717.

[3] 阮仁宗，馮學(xué)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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005，29（4）：57-59.

[4] 徐新良，劉紀(jì)遠(yuǎn)，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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)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(xué)，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(jìn)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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，38（2）：181-184.

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

[10] 馬麗，金鳳君，劉毅.中國經(jīng)濟(jì)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(xué)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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003，39（2）：273-279.

[13] 徐學(xué)強(qiáng)，周一星，寧越敏.城市地理學(xué)[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(fù)面，而且對郊區(qū)的影響也開始增強(qiáng)。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(kuò)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(jì)、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(jì)快速發(fā)展，城市不斷擴(kuò)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(fù)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(bǔ)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(kuò)大建成區(qū)的面積，政府應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《武漢市湖泊保護(hù)條例》，加強(qiáng)對湖泊的保護(hù)，并建設(shè)濕地公園，既可以保護(hù)湖泊，又能發(fā)展旅游業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[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(xué)，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(xué)，2009，7（1）：712-717.

[3] 阮仁宗，馮學(xué)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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005，29（4）：57-59.

[4] 徐新良，劉紀(jì)遠(yuǎn)，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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)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(xué)，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(jìn)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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，38（2）：181-184.

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

[10] 馬麗，金鳳君，劉毅.中國經(jīng)濟(jì)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(xué)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(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003，39（2）：273-279.

[13] 徐學(xué)強(qiáng)，周一星，寧越敏.城市地理學(xué)[M].高等教育出版社，2009.endprint