全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿源卷 第 缘期摇 摇 圆园员源年 猿月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
干旱指标研究进展 李柏贞袁周广胜 渊员园源猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
气候变化对作物矿质元素利用率影响研究进展 李垄清袁吴正云袁张摇 强袁等 渊员园缘猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
森林生态系统中植食性昆虫与寄主的互作机制尧假说与证据 曾凡勇袁孙志强 渊员园远员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
线虫区系分析指示土壤食物网结构和功能研究进展 陈云峰袁韩雪梅袁李钰飞袁等 渊员园苑圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
中国省际水足迹强度收敛的空间计量分析 赵良仕袁孙才志袁郑德凤 渊员园愿缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
高原河谷城市植被时空变化及其影响因素要要要以青海省西宁市为例 高摇 云袁谢苗苗袁付梅臣袁等 渊员园怨源冤噎噎
土地利用和环境因子对表层土壤有机碳影响的尺度效应要要要以陕北黄土丘陵沟壑区为例
赵明月袁赵文武袁钟莉娜 渊员员园缘冤
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赤子爱胜蚓和毛利远盲蚓对添加造纸污泥土壤的化学和生物学特征的影响
陈旭飞袁张摇 池袁戴摇 军袁等 渊员员员源冤
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个体与基础生态
钾与信号抑制剂对外生菌根真菌分泌乙酸的调控作用 杨红军袁李摇 勇袁袁摇 玲袁等 渊员员圆远冤噎噎噎噎噎噎噎噎
砷诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡的毒性效应 薛美昭袁仪慧兰 渊员员猿源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
石油污染土壤中苯酚降解菌 葬凿园源怨的鉴定及降解特性 胡摇 婷袁谷摇 洁袁甄丽莎袁等 渊员员源园冤噎噎噎噎噎噎噎噎
紫花苜蓿对铜胁迫生理响应的傅里叶变换红外光谱法研究 付摇 川袁余顺慧袁黄怡民袁等 渊员员源怨冤噎噎噎噎噎噎
播种期对晚季香稻香气 圆鄄乙酰鄄员鄄吡咯啉含量和产量的影响 杨晓娟袁唐湘如袁闻祥成袁等 渊员员缘远冤噎噎噎噎噎
外源钙渊悦葬冤对毛葱耐镉渊悦凿冤胁迫能力的影响 王巧玲袁邹金华袁刘东华袁等 渊员员远缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于植被指数的北京军都山荆条灌丛生物量反演研究 高明亮袁宫兆宁袁赵文吉袁等 渊员员苑愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
三种暖季型草坪草对二氧化硫抗性的比较 李摇 西袁王丽华袁刘摇 尉袁等 渊员员愿怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
恩施烟区无翅桃蚜在烤烟田空间动态的地统计学分析 夏鹏亮袁王摇 瑞袁王昌军袁等 渊员员怨愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
啮齿动物捕食和搬运蒙古栎种子对种群更新的影响 张晶虹袁刘丙万 渊员圆园缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
高原鼠兔有效洞穴密度对高寒草甸优势植物叶片和土壤氮磷化学计量特征的影响
李倩倩袁赵摇 旭袁郭正刚 渊员圆员圆冤
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光尧温限制后铜绿微囊藻和斜生栅藻的超补偿生长与竞争效应 谢晓玲袁周摇 蓉袁邓自发 渊员圆圆源冤噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
人工巢箱繁殖鸟类主要巢捕食者及其影响因素 张摇 雷袁李东来袁马锐强袁等 渊员圆猿缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
泉州湾蟳埔潮间带大型底栖动物群落的时空分布 卓摇 异袁蔡立哲袁郭摇 涛袁等 渊员圆源源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同尺度因子对滦河流域大型底栖无脊椎动物群落的影响 张海萍袁武大勇袁王赵明袁等 渊员圆缘猿冤噎噎噎噎噎噎
呼兰河湿地夏尧秋两季浮游植物功能分组演替及其驱动因子 陆欣鑫袁刘摇 妍袁范亚文 渊员圆远源冤噎噎噎噎噎噎噎
江西桃红岭国家级自然保护区梅花鹿生境适宜性评价 李摇 佳袁李言阔袁缪泸君袁等 渊员圆苑源冤噎噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
中国自然保护综合地理区划 郭子良袁崔国发 渊员圆愿源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
近 员园年来蒙古高原植被覆盖变化对气候的响应 缪丽娟袁蒋摇 冲袁何摇 斌袁等 渊员圆怨缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
人类活动与气候变化对洪湖春旱的影响 刘可群袁 梁益同袁周金莲袁等 渊员猿园圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
圆园园园要圆园员园年武汉市中心城区湖泊景观变化 淡永利袁王宏志袁张摇 欢袁等 渊员猿员员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
资源与产业生态
三江源区冬虫夏草资源适宜性空间分布 李摇 芬袁吴志丰袁徐摇 翠袁等 渊员猿员愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢圆愿圆鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿园鄢圆园员源鄄园猿
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 插秧季节的桂西要要要圆园园怨要圆园员员年袁我国广西尧云南尧贵州尧四川尧重庆等西南地区遭受了百年不遇的特大旱灾袁其中
广西西北部尧云南大部尧贵州西部等石漠化地区最为严重袁农作物大面积绝收袁千百万人和大牲畜饮水困难袁这种危
害是巨大的尧现实的遥 从对 圆园园怨要圆园员员年我国西南地区旱灾程度及其对植被净初级生产力影响结果显示院圆园园怨要
圆园员员年西南地区年均降水量和湿润指数明显低于 员怨愿园要圆园园愿年均值袁植被净初级生产力低于 圆园园员要圆园园愿年均值袁
造成的碳损失约占我国总碳汇的 苑援怨员豫遥 全球气候变暖给大气环流提供了动力袁也造成了许多极端灾害天气袁因此
如何应对气候变化形势显得更加紧迫遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 34 卷第 5 期
2014年 3月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.5
Mar.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金项目(41271534)
收稿日期:2013鄄06鄄10; 摇 摇 修订日期:2023鄄10鄄08
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: whz1237@ hotmail.com
DOI: 10.5846 / stxb201306101592
淡永利,王宏志,张欢,张晓峰,纵兆伟.2000—2010年武汉市中心城区湖泊景观变化.生态学报,2014,34(5):1311鄄1317.
Dan Y L,Wang H Z, Zhang H, Zhang X F, Zong Z W.Lakes evolution of central Wuhan during 2000 to 2010.Acta Ecologica Sinica,2014,34(5):
1311鄄1317.
2000—2010年武汉市中心城区湖泊景观变化
淡永利,王宏志*,张摇 欢,张晓峰,纵兆伟
(地理过程分析与模拟湖北省重点实验室; 华中师范大学,城市与环境科学学院, 武汉摇 430079)
摘要:武汉雅称“百湖之市冶,湖泊是武汉市的重要名片。 以 2000、2005和 2010年三期 Landsat TM数据为数据源,采用归一化差
异水体指数(NDWI)提取湖泊水体信息,建立了各个时期武汉市中心城区湖泊矢量图层,计算了湖泊的面积萎缩率、斑块分维
数和破碎度等景观指数,对 2000—2010年武汉市中心城区湖泊变化特征进行了分析。 研究表明,武汉市各个湖泊均有不同程
度的萎缩,湖泊面积萎缩率大小和其所隶属的环线及政策因素有较大的关系;各湖泊斑块分维数在 1—1.3之间,并越来越接近
于 1,表明在人类活动持续影响下,其形状变得越来越规则;同时斑块数目增加,湖泊在面积萎缩的同时,也变得越来越破碎,研
究显示主要是道路修建所致导致的湖泊分割,湖泊被分割后,自净能力下降,会导致水体污染而最终被填埋。 总之,10 年武汉
市湖泊景观环境朝着不良方向发展,应该制定更严格的政策进行水域管理。
关键词:武汉市中心城区;NDWI;湖泊景观变化;萎缩率
Lakes evolution of central Wuhan during 2000 to 2010
DAN Yongli,WANG Hongzhi*, ZHANG Huan, ZHANG Xiaofeng, ZONG Zhaowei
Key Laboratory of Analysis and Simulation of Geological Processes of Hubei Province; College of Urban and Environmental Science, Central China Normal
University, Wuhan 430079, China
Abstract: Wetland is one of the three most valuable ecosystems in the world. Blessed with numerous lakes, Wuhan has
enjoyed the reputation of “City with hundreds of lakes冶, and “Lake冶 is the important name card of Wuhan. Based on the
Landsat TM images of the year of 2000, 2005, and 2010, we get the lakes variation characteristics from year 2000 to year
2010 of central Wuhan with the method of NDWI to extract prominent information of lakes and then create the vector layers
of the lakes data of the three years, which are used to calculate the Shrinking Rate of the lakes, fractal dimension of lake
patches and the degree of fragmentation of lake landscape. The study shows that: (1) All the lakes have shrunk, and there
are different shrinking rates of different lakes, which are mainly decided by which loop are these lakes in and policy factors.
(2) fractal dimensions of these lake patches are range from 1 to 1.3, and are increasingly close to 1. It shows that the lakes
are becoming regularly shaped under human activity influence. (3) There is an increase in the number of lake patches.
With their decrease in area, the lakes become fragmented at the same time due to the traffic construction. When a lake is
fragmented, it is easier to be polluted for the reduction of its self-purification capacity and probably to be filled in at last. In
one word, the landscape environment of lakes proceeds in a negative direction. Stricter policies should be put forward for
administration and protection of the lakes of Wuhan City.
Key Words: central area of Wuhan city; NDWI; lake landscape evolution; shrinking Rate
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摇 摇 湿地是全球价值最高的三大生态系统之一,然
而在人类长期的掠夺式开发利用下,湿地自然曲折
的形状变得简化、面积和数量锐减、水域受到不同程
度的污染,湿地环境问题已经成为全球变化研究的
重要内容之一[1鄄2]。 城市是以人类行为为主导的复
杂社会经济自然复合生态系统,城市内湖也是人类
活动干扰最严重的生态类型之一。 城市内湖除具有
生物栖息地、调蓄洪水和生产等功能外,对于接纳城
市污水、建构城市景观、促进城市经济增长具有非常
重要的作用[3]。 武汉雅称“百湖之市冶,湖泊是武汉
市重要的城市名片。 武汉市湖泊属于江汉湖群的一
部分,新中国成立之初,仅汉口地区大小湖泊就有
100多个,但截止到 2000 年底,武汉三镇仅存湖泊
27个[4]。 武汉作为我国首批“两型冶社会试点的中
心城市,建设生态宜居的生态园林城市是武汉市“两
型冶社会建设的重要目标,加强水污染防治、建立一
批以河流、湖泊、水库和湿地为核心的生态保护区、
推进“清水入湖冶工程是武汉市“两型冶社会建设的
重要举措。
但近年来武汉城市化水平的不断提高,使得城
市湖泊面积萎缩,水质污染,生态功能下降,严重制
约了武汉生态园林城市的建设[5]。 这一问题也引起
了学者的广泛关注,黄浦江[6]等利用景观分形理论
与 GIS的空间分析功能相结合的方法,分别构建湖
泊变化强度指数和湖泊分形维数变化指数,从湖泊
的空间面积变化以及湖泊形态变化 2 个方面进行了
研究。 宁龙梅[7]等利用景观生态学的方法对武汉市
湿地景观格局变化进行了定量研究。 曾中平[8]等利
用 NDWI指数提取了 4a 不同的武汉市主城区湖泊
的水域面积,引入湖泊萎缩指数对湖泊进行时空变
化的初步定量分析。 其它学者则更多的关注湖泊水
质污染及其生态环境的变化特征研究[9鄄10]。 鉴于以
上在城市湖泊研究中侧重面积和空间格局变化的基
础上,以 2000、2005和 2010年三期 Landsat TM 数据
为数据源,选择 27个主要湖泊并基于湖泊的景观变
化模型,构建了湖泊面积萎缩率、湖泊分维数和湖泊
破碎度等指标,从湖泊的空间面积变化、湖泊形态变
化及破碎程度等方面来进行分析,以期丰富湖泊景
观变化的分析方法,以及更深入地了解和认识人类
活动因素与湖泊水域动态变化之间的关系,并揭示
其规律和原因,为进一步推进武汉市湖泊环境保护
提供决策依据。
1摇 武汉市中心城区湖泊信息提取
1.1摇 武汉市中心城区湖泊名录
武汉市(113毅41忆—115毅05忆E,29毅58忆—31毅22忆N)
是长江中下游特大城市之一,处于江汉平原东部、长
江与其一级支流汉水的交汇处,为残丘性河湖冲积
平原,地势平坦低洼[11]。 选择传统武汉三镇为研究
区,即江岸区、江汉区、硚口区、汉阳区、武昌区、洪山
区 6个中心城区,其中江岸区、江汉区和硚口区隶属
于汉口镇,武昌区和洪山区隶属于武昌镇,汉阳区隶
属于汉阳镇。 2000年末武汉三镇共有湖泊 27 个,其
中汉口 10个、汉阳 6个、武昌 11个(表 1)。
表 1摇 武汉主城区湖泊名录
Table 1摇 Lakes in the main central city districts of Wuhan
武汉三镇 Sites 主城区 Maincentral City 湖泊名称 Lake
汉口 江岸区 塔子湖、鲩子湖
江汉区 菱角湖、后襄湖、北湖、西湖、机器荡子、小南湖
硚口区 张毕湖、竹叶湖
汉阳 汉阳区 月湖、莲花湖、墨水湖、龙阳湖、北太子湖、南太子湖
武昌 武昌区 四美塘、水果湖、紫阳湖、内沙湖、东湖(西、北部分)
洪山区 杨春湖、外沙湖、严西湖、晒湖、南湖、野芷湖、东湖(东、南部分)
1.2摇 湖泊景观生态信息的提取
1.2.1摇 图像预处理
湖泊生态服务能力相关衡量指标主要从三期遥
感图像获取。 选取 2000 年、2005 年和 2010 年秋季
的三期 Landsat TM ( ETM +)数字遥感数据,运用
ENVI 5.0遥感图像处理软件,对图像进行几何精校
正、图像裁剪和图像增强等预处理(图 1)。
1.2.2摇 归一化差异水体指数(NDWI)计算
运用归一化差异水体指数(NDWI)提取湖泊水
域信息[12鄄13],其基本原理是通过波段之间的比值运
2131 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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算增强水域与背景地物之间的反差,从而使水体容 易地被识别出来。 其计算公式为:
图 1摇 三期标准假彩色 Landsat鄄TM(ETM+)遥感影像
Fig.1摇 Three periods of standard false color Landsat鄄TM(ETM+)remote sensing images
NDWI=GREEN
-NIR
GREEN+NIR
(1)
式(1)中,GREEN 代表绿光波段,NIR 代表近红外
波段。
1.2.3摇 武汉市中心城区湖泊矢量信息提取
利用计算得到的 NDWI 图像,并利用 GPS 进行
了实地抽样调查检验,利用 NDWI 提取的图像精度
准确可靠。 在 ArcGIS10环境中,提取三期武汉市湖
泊水域矢量信息,并参考有关资料及实地考察各图
斑所对应的湖泊名称,分别建立 2000、2005 和 2010
年武汉市中心城区湖泊矢量图层,如图 2 显示了
2010年武汉市中心城区湖泊分布图。 2010 年主城
区湖泊水面总面积为 62. 52km2,占三镇总面积的
7郾 64%,其中武昌地区湖泊总面积为 54.95km2,汉阳
地区湖泊总面积为 6.68km2,汉口地区湖泊总面积为
0.88km2,分别占主城区湖泊总面积的 87. 90%、
10郾 69%和 1.41%。 武汉三镇湖泊面积差异悬殊。
图 2摇 2010年武汉市中心城区湖泊分布图
Fig.2摇 Distribution of lakes in the main central city districts of Wuhan in 2010
2摇 湖泊景观变化模型的构建
2.1摇 湖泊景观变化要素及指数选择
摇 摇 湖泊景观生态环境变化主要体现在湖泊面积、
形状、完整性等方面的变化。 城市湖泊经常被各种
建设项目侵占,面积减少,面积的减少可采用萎缩率
来表示;城市交通体系的建设和扩展等经常分割湖
体,湖体被分割后其水体自净能力减弱,率先被污
3131摇 5期 摇 摇 摇 淡永利摇 等:2000—2010年武汉市中心城区湖泊景观变化 摇
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染、填埋,湖泊的完整性采用破碎度来表示;湖泊形
状的变化会影响到水陆交界面的大小、生物栖息地
的变化和湖泊的美学价值,自然状态下的湖泊边界
曲折自然,人类活动影响越大,湖泊边界越规则,可
采用湖泊斑块分维数来表示湖泊形状的变化。
2.2摇 湖泊生态景观变化指数计算
从武汉市中心湖泊图层提取湖泊水域面积、斑
块个数和周长等信息,对各湖泊面积变化率、湖泊斑
块分维数和湖泊景观破碎度等各指数的计算。
(1)湖泊面积萎缩率(ACR)
ACR=
A1 -A0
A0
(2)
式中,A0为研究始期湖泊面积;A1为研究终期湖泊
面积。
(2)湖泊斑块分维数(FRAC)
FRAC = 2ln(P / 4)
ln(A)
(3)
式中,P 为湖泊斑块的周长;A 为湖泊斑块的面积。
斑块分维数用来描述湖泊景观形状的复杂性[14鄄15],
其理论范围值为[1.0—2.0],1.0 代表斑块形状为正
方形,人为干扰大;2.0 表示斑块形状非常曲折复杂,
人为干扰小[15鄄17]。
(3)湖泊景观破碎度(F)
F = N
A
(4)
式中,N表示景观斑块数,A 表示景观总面积。 F 越
大,景观越破碎。 景观破碎化是生物多样性丧失的
重要原因之一[15,18]。
3摇 计算结果分析
3.1摇 武汉市主城区湖泊萎缩特点
10 年中,武汉主城区湖泊面积减少了 11.
53km2,总萎缩率为 15.57%,其中 2000—2005 年减
少了 8郾 17km2, 2005—2010 年减少了 3. 36km2 (表
2)。 武汉市湖泊面积差别悬殊,10a 内均有不同程
度的萎缩,排在前面九大湖位序并没有改变,前九大
湖面积共减少了 10.33 km2,占总萎缩量的 89.61%。
2000、2005 和 2010 年九大湖面积总和分别为 71.28
km2、63.74 km2和 60. 95km2,占同期湖泊总面积的
96郾 27%,96.76%和 97.49%,占比逐步上升;排在前 3
位的东湖、严西湖和南湖面积总和分别为 56郾 7678、
52.2241 km2和 50.7552 km2,分别占同期九大湖总面
积的 79.64%;81.93%和 83.27%,占比也在攀升。
27个湖泊萎缩率差异明显(表 2)。 内沙湖萎缩
率最高,达 83.62%,内沙湖位于武汉市武昌区、武汉
市区内环线内,曾是武汉市仅次于东湖的第二大“城
中湖冶,2000年该湖在 27 个湖泊中尚居于第 13 位,
到 2010年却退居为末位;萎缩率处于 70%—80%之
间的有杨春湖和晒湖,位序均有明显的下降,前者位
于三环边上,后者位于二环以内;萎缩率处于 50%—
60%之间的有月湖和北太子湖,前者处于二环线内,
后者位于三环附近;萎缩率在 40%—50%之间的湖
泊是外沙湖和西湖,均位于二环之内;萎缩率在
30%—40%之间的湖泊南太子湖、张毕湖和南湖,均
邻近三环线,均是区域内面积较大的湖泊,自 2000
年到 2010年三者位序未变;萎缩率在 20%—30%之
间的湖泊有墨水湖、紫阳湖、菱角湖、北湖、烷子湖、
四美塘和小南湖,除墨水湖处于三环内,其他均处于
二环内;萎缩率在 10%—20%之间的湖泊有塔子湖、
水果湖、机器荡子和莲花湖,除塔子湖处于三环线
内,其他均处于二环线内;萎缩率小于 10%的湖泊有
东湖、严西湖、野芷湖、竹叶海和后襄河,其中严西湖
位于三环线外,后襄河位于二环线内,东湖和野芷湖
主体位于三环之内,而竹叶海位于三环附近。 从排
序来看,东湖、严西湖一直居于前两位宝座,东湖为
重要的风景旅游区,而严西湖位于三环以外,较小的
萎缩率与人类活动的保护行为及较少的干预相关;
野芷湖第 7 位未变;竹叶海从 16 升级为 13;后襄河
从 26升级为 22。 竹叶海、后襄河被定位为城市湖泊
公园。
可见,萎缩率大于 70%的湖泊均位于二环区之
内,萎缩使得其在整个中心城区湖泊中的排序大大
下降;没有萎缩率在 60%—70%的湖泊;萎缩率为
30%—50%的湖泊,要么位于二环之内人口稠密区,
要么位于三环线附近的环线建设区,其排序基本稳
定;萎缩率小于 30%的湖泊,情况最为复杂,有二环
内、三环内及三环附近的,这些湖泊的排序均比较稳
定或提高,除部分湖泊具有面积优势外,有针对性的
湖泊利用及保护政策等对其现状也有着积极的
作用。
随着房地产开发热的到来,滨湖地区成为房地
产开发的焦点地区以及市政建设的大力推行,使得
大量湖泊用地被填占而成为建筑用地。 对 27 个湖
4131 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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泊均存在于建设用地占用问题,主要包括房屋建设
和公路修建等;同时,东湖、严西湖、北太子湖、南太
子湖、塔子湖、外沙湖、张毕湖、月湖、杨春湖、竹叶海
和龙阳湖等 11个湖泊,存在于湖面转化为滩地等现
象,是湖泊退化的标志之一。
表 2摇 2000—2010年武汉主城区湖泊面积、排序变化及萎缩情况
Table 2摇 The shrinking of the lake area
湖泊名称
Name
2000
面积 / km2 排序
2005
面积 / km2 排序
2010
面积 / km2 排序
2000—2010面积
萎缩量 萎缩率 / %
萎缩原因
东湖 33.156 1 32.407 1 31.2869 1 1.8686 5.64 建筑用地、滩地
严西湖 12.645 2 11.839 2 11.7925 2 0.8528 6.74 建筑用地、滩地
南湖 10.967 3 7.978 3 7.6758 3 3.2912 30.01 建筑用地
外沙湖 4.152 4 3.021 4 2.2987 5 1.8536 44.64 建筑用地、滩地
墨水湖 3.650 5 2.981 5 2.9136 4 0.7364 20.18 建筑用地、滩地
南太子湖 2.806 6 2.211 6 1.8074 6 0.9984 35.58 建筑用地、滩地
野芷湖 1.668 7 1.573 7 1.5413 7 0.1271 7.62 建筑用地
龙阳湖 1.276 8 1.239 8 1.1602 8 0.1158 9.08 建筑用地、滩地
北太子湖 0.964 9 0.4945 9 0.4732 9 0.4877 50.75 建筑用地、滩地
月湖 0.615 10 0.3937 10 0.2640 11 0.3507 57.05 建筑用地、滩地
塔子湖 0.319 11 0.2928 11 0.2645 10 0.0543 17.03 建筑用地、滩地
张毕湖 0.241 12 0.2181 12 0.1624 12 0.0782 32.50 建筑用地、滩地
内沙湖 0.191 13 0.0332 27 0.0313 27 0.1598 83.62 建筑用地、道路
晒湖 0.177 14 0.1057 15 0.0447 22 0.1324 74.76 建筑用地
杨春湖 0.140 15 0.128 13 0.0343 25 0.1060 75.55 建筑用地、滩地
竹叶海 0.135 16 0.128 14 0.1240 13 0.0106 7.88 建筑用地、滩地
紫阳湖 0.123 17 0.0982 18 0.0974 14 0.0259 21.01 建筑用地
水果湖 0.113 18 0.1022 16 0.0909 16 0.0217 19.27 建筑用地
机器荡子 0.105 19 0.0996 17 0.0927 15 0.0118 11.29 建筑用地
菱角湖 0.104 20 0.089 20 0.0765 17 0.0271 26.16 建筑用地
北湖 0.102 21 0.0961 19 0.0741 18 0.0277 27.21 建筑用地
鲩子湖 0.089 22 0.0794 21 0.0667 19 0.0886 23.59 建筑用地
四美塘 0.077 23 0.0665 22 0.0610 21 0.0160 20.78 建筑用地
莲花湖 0.075 24 0.0647 23 0.0642 20 0.0108 14.40 建筑用地
西湖 0.0652 25 0.0508 24 0.0385 24 0.0267 40.95 建筑用地
后襄河 0.0519 26 0.0502 25 0.0482 22 0.0037 7.13 建筑用地
小南湖 0.0448 27 0.0351 26 0.0336 26 0.0448 25 建筑用地
总计 Total 74.0467 65.8755 62.5183 11.5284 15.43
3.2摇 武汉主城区湖泊形状变化
武汉中心城区湖泊景观分维数 3 个时期依次
为:1.275、1.264、1.262(表 3),一直呈下降趋势,人为
活动对湖泊的改造程度愈来愈大。 其中 2000—2005
年变化较为显著,2005—2010年变化相对缓和,说明
人类活动干扰相比上一时期要小一些。
单个湖泊分维数均在 1.000—1.300 之间,说明
武汉中心城区湖泊总体上受人为活动影响很大。 分
维数接近于 1 的湖泊有内沙湖、北湖、后襄河、小南
湖、晒湖、机器荡子、杨春湖、水果湖、莲花湖、菱角湖
和西湖,这些湖泊除杨春湖位于三环附近外,其他湖
泊均位于二环线以内的市区附近,受人类活动影响
大,湖泊几何形状趋于简单化;其他湖泊分维数变化
具有反复性,但总体上仍呈下降趋势。
3.3摇 湖泊景观破碎度变化趋势
2000、2005、2010年武汉中心城区湖泊景观的破
碎度分别为 1.202、1.397、1.648,破碎度不断增加。
不同时期湖泊破碎度也存在着一定的差异,2000—
2005年湖泊破碎度有所增加,2005—2010 年湖泊景
观破碎度的增加则更为显著。
5131摇 5期 摇 摇 摇 淡永利摇 等:2000—2010年武汉市中心城区湖泊景观变化 摇
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表 3摇 2000—2010年湖泊分维数和斑块数变化
Table 3摇 Chang of lakes fractal dimension and patches忆 number during 2000—2010
湖泊名称
Name
2000
分维数 斑块数
2005
分维数 斑块数
2010
分维数 斑块数
东湖 1.215 19 1.205 22 1.209 27
严西湖 1.181 9 1.180 10 1.182 12
内沙湖 1.051 1 1.051 1 1.077 1
北太子湖 1.140 2 1.126 4 1.099 3
北湖 0.997 1 1.005 1 1.018 1
南太子湖 1.089 1 1.115 2 1.114 3
南湖 1.197 11 1.144 11 1.130 11
后襄河 1.030 1 1.008 1 1.028 1
四美塘 1.087 2 1.126 2 1.106 2
塔子湖 1.123 3 1.076 1 1.071 1
墨水湖 1.168 4 1.178 6 1.180 8
外沙湖 1.127 1 1.059 1 1.072 1
小南湖 1.086 3 1.092 3 1.180 2
张毕湖 1.122 2 1.106 1 1.097 1
晒湖 1.101 2 1.024 2 1.006 5
月湖 1.107 1 1.067 1 1.165 1
机器荡子 1.012 2 1.016 2 1.000 1
杨春湖 1.073 1 1.071 1 1.029 1
水果湖 1.027 4 1.026 1 1.029 1
竹叶海 1.090 1 1.108 2 1.141 2
紫阳湖 1.095 1 1.108 1 1.133 2
莲花湖 1.072 2 1.053 2 1.062 2
菱角湖 1.047 1 1.030 1 1.031 1
西湖 1.070 1 1.008 1 1.010 1
野芷湖 1.134 2 1.122 5 1.134 6
鲩子湖 1.080 1 1.115 1 1.098 1
龙阳湖 1.275 2 1.262 2 1.264 6
摇 摇 2000、2005、2010年湖泊斑块总数分别为 81 个、
88个、104个。 通过图像解译和实地考察对斑块数
目变化原因进行了分析。 斑块明显增多的湖泊有东
湖、严西湖、南太子湖、墨水湖、野芷湖、龙阳湖、月
湖、竹叶海和紫阳湖,其中东湖、严西湖、南太子湖、
墨水湖、野芷湖、龙阳湖、竹叶海是由于交通线路把
湖泊切割成几部分,而月湖和紫阳湖位于市区,由于
建筑用地填占使得湖泊被切割;斑块明显减少的湖
泊有杨春湖、外沙湖、塔子湖、张毕湖和晒湖,主要是
由于破碎湖泊部分斑块被填占或湖泊水量减少变为
滩地、未利用地等(表 3)。
4摇 结论
(1)本研究利用多时相遥感信息,在 GIS 技术的
支持下,建立了 2000—2010 年武汉中心城区湖泊数
据库,能够快速及时准确地反映湖泊动态变化,为武
汉市湖泊资源的监测、保护与利用提供参考。
(2)武汉中心城区湖泊时空动态演变具有阶段
性特征。 2000—2005 年湖泊面积萎缩量比 2005—
2010 年显著、湖泊斑块分维数变化幅度在 2000—
2005年时期也较大。 2000—2005 年武汉城市化进
程主要表现为湖泊的占用和开发;2005—2010 年时
期湖泊斑块数量增加迅速,道路修建对湖体的分割
明显。
(3)有利的政策对湖泊保护起到明显的作用。
竹叶海处于三环线附近、后襄河处于繁华的汉口二
环之内,其萎缩率明显低于大多数湖泊,显然和其被
定位为城市湖泊公园有关。
综上所述,武汉中心城区湖泊受武汉城市化进
程影响很大,而且影响还在逐年增强。 要保护武汉
6131 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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市的这一城市名片,制订更加严格的政策、加强管理
是必须的举措。
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叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章曰研究简报曰生态学新理论尧新方法尧新技术介绍曰新书评价和
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本期责任副主编摇 象伟宁摇 摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
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主摇 摇 编摇 王如松
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