城市化对水景观的胁迫机制研究——以成都市为例

(成都理工大学 四川 成都 510000)

一、研究区概况

成都市地处四川盆地西部边缘，地势由西北向东南倾斜；西部属于四川盆地边缘地区，以深丘和山地为主，海拔大多在1000～3000m之间，东部属于四川盆地盆底平原，为岷江、湔江等江河冲积而成，是成都平原的腹心地带。成都市由于巨大的垂直高差，在市域内形成了三分之一平原、三分之一丘陵、三分之一高山的独特地貌类型；由于气候的显著分异，形成明显的不同热量差异的垂直气候带，因而在区域范围内生物资源种类繁多、门类齐全，分布又相对集中，为发展农业和旅游业带来了极为有利的条件。

成都市河流分为岷江和沱江两大水系，属长江水系岷江及沱江流域，水资源总量为75.65×108m3，人均占有水资源量为625 m3。其中，地表水资源量为75.11×108m3，地下水资源总量为26.35×108m3。

作为西部区域中心城市，成都市城市综合实力显著增强，社会全年进步，人民生活得到极大的改善，使得成都市在全省、西南、全国的地位明显提高。

二、数据统计与处理

(一)统计数据收集

本文所采用的Landsat TM5及Landsat 8OLI系列原始遥感影像数据来源于地理空间数据云平台(http://www.gscloud.cn/)，人口、GDP发展等数据来源于成都统计公众信息网(www.cdstats.chengdu.gov.cn/)，水资源统计数据来源于成都市水务局(http://www.cdwater.gov.cn/)。

(二)遥感影像处理

1.建设用地提取

对于建设用地采用监督分类的方式提取，分为建设用地、林地/草地、耕地、河流/湖泊、其他，五种地类，为图像进行监督分类。

图2.1 四阶段监督分类对比

图2.2 四阶段建设用地矢量对比

2.水体提取

本课题对于研究区水体的提取，采用的是归一化植被指数法(NDVI)。其原理为：由于植被在近红外波段的亮度值小于红波段，而其他物体的红波段亮度值小于近红外波段，而水体在两个波段之间的变化值为最小，所以其表现出的颜色较暗，与其他物体相比具有明显的差异，通过密度分割，对水体采取阈值分析，将水体从中提取出来。在完成水体信息提取后，需要将提取结果与研究区彩色融合影像进行目视判读，最终完成研究区水体提取工作。

图2.3 NDVI提取水体结果示意

三、成都市实例分析

(一)成都市城市化发展特征

成都市2000年-2014年人口密度、GDP变化及建设用地面积变化趋势如图所示。

图3.1 成都市2000-2014年人口密度、GDP及建设用地面积变化图

通过以上数据分析可看出，从2000年至2014年，成都市人口密度增加36.9%，GDP同比增长447.7%，建设用地面积不断增加，随着大量农村人口、外来人口涌入城市，经济得到迅速发展，对各种公共服务设施建设的需求增加，为居民提供生活空间的住宅、商业建筑面积增加，建设用地面积增大，城市化的步伐逐渐加快。

(二)成都市水景观变化

城市水景观的斑块数量和面积变化是体现水体变化特征的重要指标。通过对成都市水景观斑块数量和面积进行统计，得出成都市在2000-2014年间，水体斑块数量减少了62.4%，水体面积减少了79%。

图3.2 成都市2000-2014年水体特征变化趋势图

(三)城市化对水景观胁迫分析

不同要素对水景观的胁迫大小不同，因此本文采用SPSS18.0中的Pearson法进行相关性分析，得到不同要素对水景观的胁迫大小。

分析数据表明，成都市水景观面积变化与建设用地面积呈显著性相关(P<0.05),与GDP呈一定的相关性，而与人口密度呈弱相关性。

表1 成都市水景观与其他要素相关性

四、结论

(1)建设用地面积的变化对成都市水景观的胁迫作用最强，其次是GDP变化，最后是人口密度。城市的发展，需要大量的建设用地，因此会使水体面积减少，因此会体现出强烈的相关性。

(2)随着城市化的发展，人口的增加，经济的发展，城市的用水需求不断增大，对水资源的开采和索取不断增加，导致水资源总量减少，城市建设用地的扩张也对水景观产生了破坏，同时，城市化发展带来的水污染问题也对水景观产生了影响，城市水景观开始呈现受城市化发展胁迫下的演变。

(3)水景观的变化对于城市化也会产生胁迫作用，对水资源的不合理开采导致的水资源短缺、水资源污染、地下水过度开采导致的地面沉降等，会影响并制约着城市化的发展。

(4)随着经济发展、人民生活质量的提高，对于水景观游憩功能的需求也不断提高，对水资源与生态环境的保护意识也不断提高。从保护河网水系结构和功能的角度考虑，应尽量减少人类活动对其产生的干扰，维持城市开发前的自然水文特征。对河网水系进行生态恢复和修复，进行低影响开发。同时，提高建筑用地中的绿化覆盖率，增加地下水的下渗补给。在城市周边建设生态绿地、农田，开发水景观的游憩功能，从而制约城市面积的过快扩张，并带动周边区县的城市化发展，从而使水景观的变化与城市化发展保持和谐、稳定的关系。