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武汉城市圈,是指武汉及其周边100公里范围以内的黄石、鄂州、黄冈、孝感、咸宁、仙桃、潜江、天门8市,又称“8+1”城市圈。2001年提出,2007年底获批开始实施,新一轮的城市圈建设与发展政策必将激发地方经济的活力,同时也将对城市圈内的景观格局变化也会产生相当大的影响。
景观格局的研究在实际中有重要意义。“武汉城市圈”是一个刚刚提出的概念,关于其的基础研究也是相当匮乏,关于武汉城市圈景观方面的研究到目前为止,还没有开始。揭示武汉城市圈各景观类型的格局特征以及动态变化规律,对武汉城市圈土地利用的可持续发展、两型社会的建设等等具有一定的实践意义与指导意义。
在ARCINFO、FRAGSTATS等软件以及数学模型的支持下,本研究以武汉城市圈为研究区,利用1990年、1995年和2000年的1:10万土地利用数据,总结大量国内外景观格局动态变化和预测模型及分析研究工作的基础上,应用GIS图形处理技术、编辑功能、空间分析功能、景观生态学的数量方法以及数学模型的预测功能,并结合武汉城市圈的景观特征和生态环境现状等,从宏观角度定量和定性分析了武汉城市圈景观类型的时空演变规律,总结了影响其变化的主要驱动因子,并对其进行了预测研究。对三期的景观格局变化进行分析后得到以下主要结论:
(1)研究区在1990年至2000年期间,在各种条件变化的影响下,景观格局变化较为明显。耕地为研究区的景观基底,耕地面积比例逐渐减少。从90年的3036681hm2持续减少到2000年的2995687hm2,共减少了40994hm2。建设用地斑块面积持续增加,从90年的280783hm2增加到303622hm2,总共增加了22839hm2。通过斑块转移矩阵分析可得:总的结果是耕地类型转化为其他斑块类型。
(2)各类斑块数量变化浮动较大,都是经历一个先减少后增加的过程,总体上有所增加。三个时期的破碎化指数均小于0.01,表明了研究区景观破碎程度不高,景观类型以大斑块为主。但是,1990-2000年,研究区面积未变,但其总的斑块数却增加了287个,同时斑块密度增加,破碎度指数增大,说明研究区景观随着人类活动的影响,破碎程度有增大的趋势。
(3)景观的整体形状趋于复杂化,耕地的优势地位略有下降。各景观要素的分维数普遍较高,建设用地等形状趋于复杂,表明建设用地集约化程度不高。各斑块类型在三个时期景观多样性增强,连接度指数有下降的趋势,说明各斑块间分离度增高。在本研究中,选取了3个时间段的土地利用数据,研究时段较短,而景观格局的变化是在人力和自然力共同作用下长期演变的结果,这就使得研究中未能更深入地分析景观格局细微的动态变化及其变化的机制。随着武汉城市圈发展的进行,人类的活动必将加大,如何使马尔柯夫模型模拟景观变化趋势的效果与实际更为符合,就应对马尔科夫模型进行修正,修正的方法是继续研究的方向之一。