城市化對(duì)水域景觀格局的時(shí)空影響

李慶玲　劉艷芳

摘要：使用武漢市城市圈Landsat TM（1987、1995、2000、2005、2011年）五期遙感影像，采用機(jī)器和目視解譯相結(jié)合的方法得到土地利用信息，進(jìn)而提取水域信息，分別從區(qū)域和市域尺度上探討了武漢城市圈1987-2011城市化過(guò)程中水域景觀格局的變化機(jī)制，對(duì)水域景觀格局及其動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析，探討水域景觀格局對(duì)城市化因子的時(shí)空響應(yīng)。結(jié)果表明，在城市圈尺度上，城市化率、總?cè)丝?、GDP以及建筑物面積等城市化因子均可以較好的預(yù)測(cè)水域景觀格局的變化，但水域景觀總面積與城市化因子的相關(guān)性較弱；在市域尺度上，不同城市影響水域景觀格局變化的城市化因子不同，且影響程度存在差異；在城市圈和市域兩個(gè)尺度上，水域景觀變化與城市化的關(guān)系均呈現(xiàn)出隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增加、非農(nóng)人口比例增高、以及建設(shè)用地?cái)U(kuò)張（城市化強(qiáng)度提高），水域景觀面積先減少再增加，景觀破碎度降低，穩(wěn)定性增強(qiáng)，形狀趨于規(guī)則，水域景觀聚集度增加的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：水域；景觀格局；城市化；武漢城市圈

中圖分類(lèi)號(hào)：Q149 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）08-1949-08

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.08.012

Abstract：In the paper，of land use information was obtained from five years of remote sensing images of Wuhan urban circle Landsat TM（1987，1995，2000，2005，2011） by combining machine and visual interpretation.Then water information was extracted.，The change mechanism of water landscape pattern in the process of the urbanization of Wuhan city circle during 1987 — 2011 was discussed from the scale of region and city， respectively. Water landscape pattern and its dynamic changes were also analyzed to explore the response of waters landscape pattern towards the factor of urbanization.the following conclusions were obtained：（1）In metropolitan scale，the factor of urbanization such as urbanization rate，the total population， GDP and urbanization building area can predict changes in water landscape pattern， but the correlation between the total area of water landscape and the urbanization factor was weak；（2）In the city region scale， the urbanization factor which affects the change of water landscape pattern is different in different cities，and there are differences in theimpact；（3）In metropolitan area and city scales，with the economic development，population increase，the proportion of non-agricultural population increased，as well as the expansion of construction land（urbanization strength increases），water landscape area firstly reduced and then increased，landscape fragmentation decreased but the stability increased，shape tends to be regular and the aggregation of water landscape increased.

Key words：water；landscape pattern；urbanization；Wuhan city circle

水域景觀是人類(lèi)活動(dòng)區(qū)域中最重要的開(kāi)放空間，是自然要素最為密集、自然過(guò)程最為復(fù)雜的地域，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展起著重要作用[1]。目前的研究主要集中在對(duì)自然河道景觀的歷史演變上[2-6]，對(duì)城市水域景觀演變的研究相對(duì)較少，主要包括汪松年等[7]對(duì)上海市河流、湖泊淡水濕地歷史變遷的分析，范今朝等[8]對(duì)杭州運(yùn)河功能的歷史變遷的研究。城市水域演變?cè)虻姆治?，一般都認(rèn)為城市水域景觀演變的原因主要是自然因子和人為干擾因素，包括地震、植被的有無(wú)、人類(lèi)圍墾、城市化和城市發(fā)展的方針、政策等。張曉陽(yáng)[9]認(rèn)為洞庭湖的演變主要是泥沙沉積和人類(lèi)圍墾引起的；崔秀麗等[10]認(rèn)為白洋淀生態(tài)演變的主要原因是水源不足、水體富營(yíng)養(yǎng)化、水生生物群結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。陳堅(jiān)[11]指出江南水鄉(xiāng)水面減少的主要原因是20世紀(jì)50～70年代的圍湖造田和城市化進(jìn)程的加快。汪松年等[7]指出，由于城市化使上海的淡水河流、湖泊的河面率由80年代初的11.10%減少到最近的8.40%，減少了2.7個(gè)百分點(diǎn)，也就是說(shuō)，近20年來(lái)減少水面積約1/4。

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化過(guò)程對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的影響日益嚴(yán)重，對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的干擾無(wú)疑打破了原來(lái)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和平衡，因而研究城市化背景下區(qū)域水域景觀格局的演變具有十分重要的意義。而目前國(guó)內(nèi)對(duì)于水域景觀格局及其動(dòng)態(tài)變化的研究較少，鑒于此，以武漢城市圈為例，綜合分析了武漢城市圈1987 — 2011年城市化過(guò)程中水域景觀格局的演變情況，對(duì)水域景觀格局及其動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析，進(jìn)行城市化因子和水域景觀格局兩者耦合研究，探討水域景觀格局演變的原因以及影響因素，以期對(duì)該區(qū)未來(lái)景觀生態(tài)規(guī)劃提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理

1.1 研究區(qū)概況

武漢城市圈是指以武漢為圓心，武漢周邊100 km范圍內(nèi)的城市，即以武漢市為中心，涵蓋了鄂州市、黃石市、孝感市、黃岡市、咸寧市、仙桃市、天門(mén)市和潛江市等市的地域空間范圍（圖1）。武漢市為城市圈中心城市，黃石市為副中心城市。城市圈面積達(dá)6.00萬(wàn)km2，是中國(guó)中部及長(zhǎng)江中游最大、最密集的城市圈。該區(qū)域土地面積占湖北省的33.0%，人口占51.6%，環(huán)境自然條件優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好。武漢城市圈范圍約為2.45萬(wàn)km2，人口1 640萬(wàn)人。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本研究使用的遙感影像數(shù)據(jù)為L(zhǎng)andsat TM（1987、1995、2000、2005、2011）。由于同一年份，不同景的遙感影像時(shí)相差別較大，所以本研究以景為單位進(jìn)行解譯?？紤]到Landsat的分辨率較粗，提取精細(xì)土地利用類(lèi)型（二級(jí)分類(lèi)）困難較大。根據(jù)實(shí)際土地利用特征，并考慮到生態(tài)系統(tǒng)的類(lèi)型，本研究將武漢城市圈土地利用/覆蓋分為4個(gè)類(lèi)型：農(nóng)地、林地、建筑以及水體[12]。城市圈內(nèi)土地利用類(lèi)型空間異質(zhì)性較大，因此采用分層的思想，采用機(jī)器自動(dòng)解譯和人工目視解譯相結(jié)合的方法，提取土地利用信息。1987、1995、2000、2005、2011解譯的整體精度分別為83.5%、84.7%、87.3%、87.9%、86.5%。Kappa系數(shù)分別為0.83（1987）、0.81（1995）、0.82（2000）、0.81（2005）以及0.82（2011）。其他主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于各城市的統(tǒng)計(jì)年鑒。

2 研究方法

2.1 景觀指數(shù)選擇

近年來(lái)，有關(guān)景觀指數(shù)的研究日趨成熟，一些學(xué)者也在運(yùn)用景觀指數(shù)來(lái)說(shuō)明生態(tài)過(guò)程[12-14]，以此來(lái)評(píng)價(jià)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的變化。目前景觀格局分析的指數(shù)有很多，并且不斷有新的指數(shù)提出，但是許多指數(shù)并不具太好的有效性[15]。選擇景觀指數(shù)是基于4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：①通過(guò)對(duì)以往的文獻(xiàn)研究確定有可比性的景觀指數(shù)[12，16，17，18]；②能夠說(shuō)明景觀格局和生態(tài)條件的相關(guān)關(guān)系[14，17，19]；③在一個(gè)生態(tài)區(qū)域范圍內(nèi)，通過(guò)進(jìn)行多重共線(xiàn)性檢驗(yàn)計(jì)算所有的指標(biāo)，選擇冗余度低的景觀指數(shù)[14，17]；④能夠反映研究區(qū)域的景觀格局特征[20]。選擇的景觀指數(shù)見(jiàn)表1，景觀指數(shù)之間不存在顯著相關(guān)關(guān)系。

2.2 空間自相關(guān)分析

通過(guò)借助Morans I指數(shù)，定量描述研究數(shù)據(jù)的空間自相關(guān)性。Morans I的值介于-1～1之間，其中-1代表絕對(duì)空間負(fù)相關(guān)，1代表絕對(duì)空間正相關(guān)，0代表隨機(jī)分布。其計(jì)算公式如下：

式中，n為樣本數(shù)；Yi和Yj分為樣點(diǎn)i和j的屬性值；Wij為空間權(quán)重矩陣；S2為屬性值的方差。i和j分別為Yi和Yj的均值。

3 結(jié)果與分析

3.1 區(qū)域尺度上水域景觀格局的變化機(jī)制

1987 — 2011年間武漢城市圈區(qū)域尺度上五個(gè)景觀指數(shù)的時(shí)間變化趨勢(shì)如圖2所示。由圖2可知，TA值先減少再增加；PD先增加再減少；ED1987 — 2000年變幅較小，2000 — 2011年減小較快；SHAPE_AM整體呈下降趨勢(shì)，AI的值呈微弱上升趨勢(shì)。其中，TA值從525 056 hm2（1987年）下降至447 966 hm2（1995年）又上升至536 433 hm2（2011年）。AI的上升率為1.05%，從93.15（1987）上升到94.58（2011）。SHAPE_AM值變化較大，分別為 20.01（1987）、8.04（1995）、7.29（2000）、9.83（2005）、7.55（2011）。ED的減少量也較大，5年的值分別為91.88（1987年）、88.49（1995年）、90.82（2000年）、77.14（2005年）、72.81（2011年）。結(jié)果表明，武漢城市圈區(qū)域水域景觀面積和聚集度增加，同時(shí)水域的破碎度降低，不穩(wěn)定性提高，形狀趨于規(guī)則。

回歸結(jié)果顯示，景觀指數(shù)PD、ED、SHAPE-AM和AI與4個(gè)城市化因子均存在顯著線(xiàn)性關(guān)系（表2），景觀指數(shù)TA則與城市圈城鎮(zhèn)化因子線(xiàn)性關(guān)系不明顯，城市化率、GDP、總?cè)丝谝约敖ㄖ锩娣e等城市化因子可以較好的預(yù)測(cè)水域景觀格局的變化。比較回歸的決定系數(shù)（R2）可知，建設(shè)用地面積和斑塊密度更能有效地預(yù)測(cè)農(nóng)地景觀格局的變化。比較回歸系數(shù)可知，在城市化進(jìn)程中，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增加、非農(nóng)人口比例增高以及建設(shè)用地?cái)U(kuò)張，武漢城市圈水域景觀破碎度降低，趨于穩(wěn)定，形狀規(guī)則度會(huì)隨之增加，而水域的面積在早期會(huì)出現(xiàn)減少的趨勢(shì)，但最終會(huì)增加，這與圍湖造田和增加耕地?cái)?shù)量的政策有關(guān)，但在1987 — 2011年間水域的景觀聚集度增加，斑塊形狀趨于規(guī)則，水域生態(tài)系統(tǒng)更穩(wěn)定。

3.2 行政區(qū)尺度上水域景觀格局的變化機(jī)制

3.2.1 水域景觀格局的時(shí)空變化 武漢1+8城市圈各縣市TA在四個(gè)時(shí)間段內(nèi)呈波動(dòng)趨勢(shì)（圖2），但總體來(lái)看，大多數(shù)縣市的水域面積呈先減少后緩慢增加的趨勢(shì)。比較不同時(shí)間段內(nèi)各城市的TA變化率可知，1987 — 1995年間，水域景觀面積下降較快的縣市為武漢市、咸寧市、孝感市、仙桃市、天門(mén)市、黃石市和黃岡市，鄂州市和潛江市水域景觀面積增加，潛江市面積增加的幅度更大。1995 — 2000年間，TA下降率較快的縣市為鄂州市、潛江市和天門(mén)市，黃岡市和黃石市的水域景觀面積也在減少，但幅度較小，孝感市、咸寧市和仙桃市的TA增加幅度較大。2000 — 2005年間潛江市和咸寧市的水域面積減少較多，仙桃市、孝感市、武漢市、黃石市和鄂州市的TA出現(xiàn)較大幅度的增長(zhǎng)。潛江市在2005 — 2011年間水域面積下降速度較快，仙桃市則增長(zhǎng)較快，其他地區(qū)的增長(zhǎng)或減小幅度較為平緩。這主要是由于20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于人口的增多，在中國(guó)各湖泊的圍湖造田現(xiàn)象越來(lái)越普遍，使得1998年以前各城市水域面積大幅減少。而1998年長(zhǎng)江特大洪水期間，原來(lái)對(duì)長(zhǎng)江洪水具有調(diào)節(jié)能力的湖泊，都因圍湖造田而失去調(diào)節(jié)能力。此后中共中央國(guó)務(wù)院提出了“退田還湖、加固干堤、疏浚河道”的政策，因此在2000年以后各城市的水域面積出現(xiàn)了一定幅度的增加。

1987 — 2011年間，武漢城市圈除鄂州和黃岡外各市PD總體呈減少趨勢(shì)，而且在早期1987 — 2000年間呈上升趨勢(shì)，2000 — 2011年呈下降趨勢(shì)，表明在城市化進(jìn)程中，行政區(qū)尺度上水域景觀破碎度會(huì)減小。比較不同時(shí)間段內(nèi)各縣市的PD變化率可知，1987 — 1995年鄂州市、黃岡市、黃石市、潛江市和天門(mén)市PD增加率較高，武漢市、孝感市、咸寧市和仙桃市下降較快，而到了1995 — 2000年之前PD下降較快的城市也出現(xiàn)了大幅度增長(zhǎng)，增長(zhǎng)較快的城市增長(zhǎng)幅度出現(xiàn)了大幅下降。2000 — 2005和2005 — 2011年間除潛江市的PD仍在增長(zhǎng)，鄂州市和咸寧市先減少再增加，其他各個(gè)城市PD均大幅度減少。這說(shuō)明在城市化過(guò)程中，水域斑塊密度隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而減小，生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。比較各縣市PD增加率的空間格局可知，在1987 — 1995、2000 — 2005以及2005 — 2011年間，區(qū)域中部和北部的市水域景觀破碎度下降較快，而在1995 — 2000年間，鄂州市、黃岡市和天門(mén)市等市的PD減少率較高。這主要是由于1998年以前圍湖造田使得湖泊面積減小，大湖泊被分割成小的水域斑塊，水域景觀斑塊密度增大，而在1998年后，由于中央政策的引導(dǎo)，各地認(rèn)識(shí)到湖泊水域景觀在生態(tài)系統(tǒng)中的重要性，逐步退田還湖，湖泊面積增大，小湖泊建設(shè)成大水庫(kù)，斑塊密度減小，水域景觀穩(wěn)定性增加。

各城市ED在4個(gè)時(shí)間段內(nèi)也呈現(xiàn)出波動(dòng)的趨勢(shì)，各城市均為先增加后減少，說(shuō)明1987—2011年期間，武漢城市圈水域景觀前期不穩(wěn)定性增加，到后期城市發(fā)展成熟，水域景觀穩(wěn)定性增大。1987 — 1995時(shí)間段內(nèi)鄂州市、黃岡市、黃石市、潛江市和天門(mén)市的ED處于增長(zhǎng)狀態(tài)，這些城市的不穩(wěn)定性增加，其他城市的ED不同程度地減少，水域景觀的穩(wěn)定性增強(qiáng)。1995 — 2000年間武漢和咸寧地區(qū)的ED增長(zhǎng)較明顯，水域的不穩(wěn)定性增加較快。2000 — 2005年除黃岡和潛江出現(xiàn)了較小的增長(zhǎng)外，其他城市的ED均出現(xiàn)了不同程度的減少，武漢市、孝感市和咸寧市的減少幅度較大。2005 — 2011年間除鄂州市和咸寧市外，各城市ED均出現(xiàn)了不同程度的下降。這說(shuō)明在城市化過(guò)程中，水域景觀的穩(wěn)定性整體增強(qiáng)，早期出現(xiàn)的不穩(wěn)定性主要是由于國(guó)家在城市化早期，由于地少人多，采取“圍湖造田”的措施來(lái)增加耕地面積，但1998年以后認(rèn)識(shí)到水域景觀在土壤保持和生物多樣性上的作用，實(shí)行了“退田還湖”政策，并進(jìn)一步加強(qiáng)多湖泊水域的治理，使得水域景觀的穩(wěn)定性增強(qiáng)。

各縣市的SHAPE-AM值也表現(xiàn)出減少的趨勢(shì)，表明農(nóng)地景觀形狀隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨于規(guī)則。具體表現(xiàn)為，1987 — 1995和1995 — 2000年間武漢市、黃石市、孝感市、咸寧市和仙桃市的水域景觀SHAPE-AM下降幅度較大，斑塊形狀更加規(guī)則，這主要由于人們?cè)谕恋卣我?guī)劃中，對(duì)水資源的重視，人類(lèi)活動(dòng)使得對(duì)水域景觀形狀更加規(guī)整。總的來(lái)看，只有在2000 — 2005期間各城市的水域景觀形狀不規(guī)則度在增加，而其他三個(gè)時(shí)間段SHAPE-AM出現(xiàn)較大幅度減少，水域景觀形狀更加規(guī)則。這說(shuō)明隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和土地規(guī)劃的實(shí)施，水域景觀也在人類(lèi)活動(dòng)的干擾下發(fā)生改變，對(duì)于水域的空間結(jié)構(gòu)布局的優(yōu)化調(diào)整都使得水域布局日趨規(guī)整，斑塊形狀更加規(guī)則。

AI值表現(xiàn)出先減小后增加的趨勢(shì)，1987 — 2000年各城市的聚集度減小，而在2000 — 2011年間各城市AI值增加，但總的來(lái)看水域景觀聚集度呈增加的趨勢(shì)。這主要是由于在1998年前，由于地少人多，各城市“圍湖造田”的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，水域景觀斑塊密度增加，斑塊面積減小，水域景觀聚集度減小，而在1998年以后，國(guó)家出臺(tái)了“退湖還田”的政策來(lái)保護(hù)水域資源，疏浚河道，加強(qiáng)河流水域的規(guī)劃管理，水域景觀面積增加，形狀更加規(guī)則，各城市的水域景觀聚集度增加。

3.2.2 水域景觀格局的空間自相關(guān)分析 四個(gè)時(shí)間段內(nèi)空間自相關(guān)的分析結(jié)果（表3）表明，TA、PD、ED、SHAPE、AI五個(gè)景觀指數(shù)變化的Morans I值均較小，并沒(méi)有表現(xiàn)出顯著的空間自相關(guān)性，說(shuō)明水域景觀格局變化在空間上呈現(xiàn)出相對(duì)獨(dú)立的態(tài)勢(shì)。由于武漢城市圈各個(gè)城市的地域條件的差異，人類(lèi)活動(dòng)的干擾以及自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)因素發(fā)展差異，不同城市、不同城市化因子對(duì)水域景觀格局的影響程度有較大差異。

3.3 水域景觀格局與城市化的關(guān)系

選擇GDP（國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值）、POP（總?cè)丝冢R（城市化率）、UII（城市化強(qiáng)度）四個(gè)指數(shù)與景觀格局指數(shù)進(jìn)行耦合分析，探討水域景觀格局與城市化因子的相關(guān)關(guān)系。比較線(xiàn)性回歸的R2（表4）可知，在1987 — 2011年間，武漢市的城市化因子對(duì)水域景觀格局變化影響顯著的是POP和UII，GDP、UR和景觀指數(shù)之間的聯(lián)系相對(duì)較小。表明人口和城市化強(qiáng)度在1987 — 2011年間可以有效預(yù)測(cè)武漢市水域景觀格局指數(shù)的變化，而GDP和城市化率因子不能有效解釋武漢市水域景觀格局指數(shù)的變化。其中，人口和城市化強(qiáng)度都與SHAPE-AM顯著相關(guān)，表明人口和城市化強(qiáng)度能夠有效預(yù)測(cè)武漢市水域景觀形狀的變化。比較線(xiàn)性回歸的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)可知，隨著人口的增長(zhǎng)、城市化強(qiáng)度的加強(qiáng)，武漢市水域景觀形狀會(huì)趨于不規(guī)則。

對(duì)于咸寧市而言，在1987 — 2011年間POP和UII均與TA呈正相關(guān)，此外POP還與SHAPE-AM呈正相關(guān)，表明城市總?cè)丝谝约俺鞘谢瘡?qiáng)度均能有效預(yù)測(cè)咸寧市水域景觀總面積的變化情況，城市總?cè)丝趯?duì)于水域景觀形狀變化也能夠起到有效的預(yù)測(cè)作用。比較分析回歸的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)可以看出，咸寧市水域景觀形狀指數(shù)和總面積的變化與POP、UII呈正相關(guān)，表明隨著人口增加以及城市化強(qiáng)度的增加咸寧水域景觀面積增加，而且水域景觀形狀趨于不規(guī)則。

對(duì)黃石市的回歸情況進(jìn)行分析可知，在1987 — 2011年間，黃石市水域景觀總面積均與城市總?cè)丝诤统鞘谢瘡?qiáng)度呈正相關(guān)，景觀斑塊密度PD和景觀邊緣密度ED與城市總?cè)丝诔曙@著負(fù)相關(guān)，此外總?cè)丝谶€與水域景觀聚集度呈正相關(guān)，而UII則與景觀形狀指數(shù)顯著相關(guān)。而GDP和UR對(duì)所有景觀指數(shù)均無(wú)顯著相關(guān)性，表明POP可有效預(yù)測(cè)黃石市水域景觀總面積、斑塊密度、不穩(wěn)定性和聚集度的變化，城市化強(qiáng)度可以有效預(yù)測(cè)水域景觀面積、水域景觀形狀的變化，而GDP和城市化率對(duì)于黃石市水域景觀格局的變化不能起到有效的預(yù)測(cè)作用。由回歸的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)來(lái)看，隨著人口的增長(zhǎng)，城市化強(qiáng)度的增加，黃石市水域景觀面積、形狀指數(shù)和聚集度會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，景觀不穩(wěn)定性和破碎度會(huì)降低。

在1987 — 2011年間，對(duì)潛江市的回歸情況進(jìn)行分析可知，潛江市GDP、城市總?cè)丝?、城市化率和城市化?qiáng)度均與TA、PD、ED、SHAPE-AM、AI相關(guān)。水域景觀總面積和不穩(wěn)定性均與GDP、城市總?cè)丝诤统鞘谢瘡?qiáng)度呈負(fù)相關(guān)，景觀斑塊密度PD和景觀聚集度AI與GDP、POP、UR顯著相關(guān)，此外聚集度還與城市化強(qiáng)度呈顯著正相關(guān)，而景觀平均形狀SHAPE-AM則與GDP和城市總?cè)丝诔曙@著負(fù)相關(guān)。表明GDP和POP可有效預(yù)測(cè)潛江市水域景觀總面積、斑塊密度、不穩(wěn)定性、形狀指數(shù)和聚集度的變化，城市化率可有效預(yù)測(cè)水域景觀斑塊密度和聚集度變化，城市化強(qiáng)度可以有效預(yù)測(cè)水域景觀面積、水域景觀穩(wěn)定性和聚集度的變化。由回歸的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)來(lái)看，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增長(zhǎng)、城市化率和城市化強(qiáng)度的增加，黃石市水域景觀面積和不穩(wěn)定性會(huì)降低，景觀形狀會(huì)趨于規(guī)則，破碎度會(huì)降低，景觀聚集度會(huì)增加。

對(duì)孝感市的回歸情況進(jìn)行分析可知，在1987 — 2011年間，孝感市水域景觀總面積與城市總?cè)丝诔收嚓P(guān)。而GDP、UR以及UII對(duì)所有景觀指數(shù)均無(wú)顯著相關(guān)，表明POP可有效預(yù)測(cè)孝感市水域景觀總面積的變化，而GDP、城市化率和城市化強(qiáng)度對(duì)于孝感市水域景觀格局的變化不能起到有效的預(yù)測(cè)作用。由回歸的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)來(lái)看，隨著人口的增長(zhǎng)，黃石市水域景觀面積會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。

在1987 — 2011年間，鄂州市水域景觀不穩(wěn)定性與城市化強(qiáng)度呈顯著負(fù)相關(guān)。而GDP、POP以及UR對(duì)所有景觀指數(shù)無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系，表明UII可有效預(yù)測(cè)鄂州市水域景觀不穩(wěn)定性的變化，而GDP、總?cè)丝诤统鞘谢蕦?duì)于鄂州市水域景觀格局的變化不能起到有效的預(yù)測(cè)作用。由回歸的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)來(lái)看，隨著城市化強(qiáng)度的增強(qiáng)，鄂州市水域景觀穩(wěn)定性會(huì)增強(qiáng)。

對(duì)仙桃市的回歸情況進(jìn)行分析可知，在1987 — 2011年間仙桃市GDP、城市總?cè)丝诤统鞘谢瘡?qiáng)度均與TA、SHAPE-AM、AI相關(guān)。水域景觀總面積和形狀指數(shù)均與GDP和城市總?cè)丝诔收嚓P(guān)，此外景觀總面積TA還與UII顯著相關(guān)，而景觀聚集度AI與POP顯著負(fù)相關(guān)。表明GDP和POP可有效預(yù)測(cè)潛江市水域景觀總面積以及形狀指數(shù)和聚集度的變化，城市化強(qiáng)度可有效預(yù)測(cè)水域景觀總面積的變化。由回歸的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)來(lái)看，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增長(zhǎng)和城市化強(qiáng)度的增加，仙桃市水域景觀面積會(huì)增加，景觀形狀會(huì)趨于規(guī)則，景觀聚集度會(huì)降低。

對(duì)天門(mén)市的回歸情況進(jìn)行分析可知，在1987 — 2011年間，GDP、城市總?cè)丝诤统鞘谢瘡?qiáng)度均與PD、ED和AI相關(guān)。水域景觀斑塊密度與GDP和城市化強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)，并且景觀不穩(wěn)定性與GDP、POP、UII顯著負(fù)相關(guān)，此外聚集度與GDP和總?cè)丝陲@著正相關(guān)，而UR則與景觀指數(shù)無(wú)明顯相關(guān)關(guān)系。表明GDP可有效預(yù)測(cè)潛天門(mén)市水域景觀斑塊密度、不穩(wěn)定性和聚集度的變化，城市總?cè)丝诳捎行ьA(yù)測(cè)水域景觀穩(wěn)定性和聚集度變化，城市化強(qiáng)度可以有效預(yù)測(cè)水域景觀破碎度以及穩(wěn)定性的變化。由回歸的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)來(lái)看，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增長(zhǎng)和城市化強(qiáng)度的增加，天門(mén)市水域景觀破碎度會(huì)降低，景觀穩(wěn)定相增強(qiáng)，景觀聚集度會(huì)增加。

在1987 — 2011年間，對(duì)黃岡市的回歸情況進(jìn)行分析可知，黃岡市GDP、城市總?cè)丝诤统鞘谢瘡?qiáng)度與景觀TA、PD、ED、SHAPE-AM相關(guān)。水域景觀總面積和形狀指數(shù)均與GDP、城市總?cè)丝诤统鞘谢瘡?qiáng)度顯著相關(guān)，景觀斑塊密度PD與GDP、POP顯著負(fù)相關(guān)，此外景觀穩(wěn)定性指數(shù)ED還與城市總?cè)丝诔曙@著負(fù)相關(guān)，而SHAPE-AM則與GDP和城市總?cè)丝陲@著負(fù)相關(guān)。表明GDP可有效預(yù)測(cè)潛江市水域景觀總面積、斑塊密度和形狀指數(shù)的變化，城市總?cè)丝诳深A(yù)測(cè)水域總面積、斑塊密度、穩(wěn)定性和形狀指數(shù)的變化，城市化強(qiáng)度可有效預(yù)測(cè)水域景觀總面積和形狀的變化，而城市化率不能有效預(yù)測(cè)景觀指數(shù)的變化。由回歸的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)來(lái)看，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增長(zhǎng)和城市化強(qiáng)度的增加，天門(mén)市水域景觀面積和穩(wěn)定性會(huì)增加，破碎度降低，景觀形狀會(huì)趨于不規(guī)則。

4 小結(jié)

在不同尺度上，1987 — 2011年間水域景觀格局變化存在一定的差異，但總體變化趨勢(shì)基本相似，主要表現(xiàn)為水域景觀面積先減少再緩慢增加，破碎度降低，穩(wěn)定性增強(qiáng)，形狀趨于規(guī)則。此外，通過(guò)空間自相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)水域景觀變化在空間上呈現(xiàn)出相對(duì)獨(dú)立的態(tài)勢(shì)，并未呈現(xiàn)顯著空間自相關(guān)。另一方面，水域景觀變化與城市化存在著較明顯的定量關(guān)系，具體總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

在城市圈尺度上，城市化率、總?cè)丝?、GDP以及建筑物面積等城市化因子均可以較好預(yù)測(cè)水域景觀格局的變化，但水域景觀總面積與城市化因子的相關(guān)性較弱，這主要是由于水域景觀面積不僅因?yàn)槿丝诘脑黾佣黾?，還與國(guó)家政策有很強(qiáng)的關(guān)系，前期政策制定未能考慮到水域?qū)沙掷m(xù)發(fā)展的重要性。

在市域尺度上，不同城市影響水域景觀格局變化的城市化因子不同，且影響程度存在差異，城市總?cè)丝诤统鞘谢瘡?qiáng)度因子對(duì)主要城市的水域景觀格局的影響程度更為顯著。

在城市圈和市域兩個(gè)尺度上，水域景觀變化與城市化的關(guān)系均呈現(xiàn)出隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增加、非農(nóng)人口比例增高以及建設(shè)用地?cái)U(kuò)張（城市化強(qiáng)度提高），水域景觀面積先減少再增加，景觀破碎度降低，穩(wěn)定性增強(qiáng)，形狀趨于規(guī)則，水域景觀聚集度增加的趨勢(shì)。

武漢城市圈涉及到九個(gè)城市，九個(gè)城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r各有特色，各個(gè)城市土地利用政策也存在差異，本研究在分析武漢城市圈水域景觀變化規(guī)律時(shí)，只對(duì)整體政策變化進(jìn)行分析，沒(méi)有具體分析單個(gè)城市土地利用結(jié)構(gòu)變化的驅(qū)動(dòng)因素，進(jìn)一步的研究應(yīng)該更細(xì)化進(jìn)行分析。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁圣彥，錢(qián)樂(lè)祥，曹新向，等.伊洛河流域典型地區(qū)森林景觀格局動(dòng)態(tài)[J].地理學(xué)報(bào)，2003，58（3）：354-362.

[2] 張秋菊，傅伯杰.關(guān)于景觀格局演變研究的幾個(gè)問(wèn)題[J].地理科學(xué)，2003，23（3）：264-270.

[3] 鄒逸麟.中國(guó)歷史地理概述[M].福州：福建人民出版社，2002.

[4] 鄒逸鱗.歷史時(shí)期華北大平原湖沼變遷述略[J].歷史地理，1987（5）：25-39.

[5] 鄒逸鱗.山東運(yùn)河歷史地理問(wèn)題初探[J].歷史地理，1981（1）：80-98.

[6] 鄒逸鱗.黃淮海平原歷史地理[M].合肥：安徽教育出版社，1993.

[7] 汪松年，阮仁良.上海淡水濕地[DB/EL].http：//www.shanghaiwater.gov.cn/wetland/.

[8] 范今朝，汪 波.運(yùn)河（杭州段）功能的歷史變遷及其對(duì)杭州城市發(fā)展的作用[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，28（5）：583-589.

[9] 張曉陽(yáng).洞庭湖演變趨勢(shì)分析[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，1995，4（1）：64-67.

[10] 崔秀麗，侯玉卿，王 軍.白洋淀生態(tài)演變的原因、趨勢(shì)與保護(hù)對(duì)策[J].保定師專(zhuān)學(xué)報(bào)，1999，12（2）：86-90.

[11] 陳 堅(jiān).水面減少—水鄉(xiāng)城市化的代價(jià)[J].城市管理，2002（5）：35-36.

[12] 潮洛蒙，俞孔堅(jiān).城市濕地的合理開(kāi)發(fā)與利用對(duì)策[J].規(guī)劃師，2003，19（7）：32-36.

[13] 蘇世亮.流域生態(tài)系統(tǒng)對(duì)城市化的時(shí)空響應(yīng)[D].杭州：浙江大學(xué)，2013.

[14] BOTEQUILHA LEIT？魨O A，AHERN J. Applying landscape ecological concepts and metrics in sustainable landscape planning[J].Landscape and Urban Planning，2002，59（2）：65-93.

[15] BRIERLEY G，HUANG H. Landscape relations to eco-environmental dynamics of the Sanjiangyuan[J]. Journal of Geographical Sciences，2013，23（5）：771-774.

[16] RIBEIRO S C，LOVETT A. Associations between forest characteristics and socio-economic development：a case study from Portugal[J].J Environ Manage，2009，90（9）：2873-2881.

[17] 王 媛.慈溪市匡堰鎮(zhèn)景觀格局與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估分析[D].杭州：浙江農(nóng)林大學(xué)，2013.

[18] SU S，JIANG Z，ZHANG Q，et al. Transformation of agricultural landscapes under rapid urbanization：A threat to sustainability in Hang-Jia-Hu region，China[J]. Applied Geography，2011， 31（2）：439-449.

[19] SU S，XIAO R，JIANG Z，et al. Characterizing landscape pattern and ecosystem service value changes for urbanization impacts at an eco-regional scale[J]. Applied Geography，2012，34：295-305.

[20] 徐延達(dá)，傅伯杰，呂一河.基于模型的景觀格局與生態(tài)過(guò)程研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，30（1）：212-220.