随着城市化的快速发展,城镇用地剧增,河网水系的形态结构遭到破坏,从而引发的水文和水环境效应受到许多学者的普遍关注。长江下游平原区,河网密集,城市化水平比较高。随着城市及部分小城镇的迅速发展,城镇用地急速扩大,许多河流被堵塞或填埋,使得区域内河网水系结构及其连通性受到影响,并引发一系列水生态环境问题。开展长江下游平原河网地区水系格局与连通性响应研究,进而分析水资源环境与城市发展的耦合关系,是修复河网水系结构、改善水系连通状况以及促进水资源环境和城市化协调发展的重要基础工作。本文以嘉兴市为例,综合运用RS和GIS技术、以及景观生态学、河流地貌学等多学科相关理论,构建水系连通表征指标,并采用数理统计方法定量评价了嘉兴的水系连通状况、水资源环境和城市发展的关系。基于1991、2001和2016年的3期遥感影像,借助遥感数据解译技术,并经实地调查核实,分析了城市化进程中的土地利用/覆被变化特征;采用GIS空间分析和时间序列分析等方法,并利用1960s、1980s和2010s的1:5万地形图水系数据,分析了近50a的水系结构和连通性的变化特征;通过构建水资源环境和城市发展系统的评价指标体系,初步探讨了水资源环境和城市发展的耦合关系。结果表明:(1)土地利用/覆被类型发生了巨大的变化,总体表现为水田、旱地和水体均呈逐渐减少趋势,而城镇用地呈大幅增加趋势。在年变化率中城镇用地和水体的变化率最大,说明二者受城镇化的影响最显著。(2)近50a来嘉兴市水系呈现出剧烈衰减的趋势。河网密度、水面率、河网发育系数和盒维数均呈下降趋势,且大部分水系指标1980s~2010s的衰减率均高于1960s~1980s。河网水系结构呈现明显的简单化、主干化趋势,且在不同城镇化水平的区域,河流水系衰减的程度存在一定差异。(3)嘉兴市支流水系的河链和节点的数量均呈减少趋势,与河链和节点数量的减少相一致,河网水系连通性表征指标实际成环率(α)、节点连接率(β)和水系连通度(γ)也均呈显著减小趋势,表明支流水系衰减对河网水系结构连通水平影响显著。干流水系的实际成环率(α)、节点连接率(β)和水系连通度(γ)均呈增加趋势,表明干流水系的结构连通有逐渐好转的趋势,但改善的程度有限。近50a来嘉兴市年均、汛期和非汛期的平均水文连通指数总体上呈现出略微升高的态势,说明嘉兴市河网功能连通情况大体上处于比较好的状态。(4)2005~2016年嘉兴水资源环境和城市发展综合水平的发展态势存在一定差异,城市发展综合评价指数呈现明显上升的趋势,而水资源环境综合指数波动较大,近几年呈现“稳中略升”的趋势。对比水资源环境和城市发展指数关系可以看出,两者呈现先扩大再缩小的态势,由城市发展滞后性(2005~2011年)过渡到水资源环境滞后型(2012~2016年)。从耦合协调度来看,水资源环境和城市发展耦合度值(0.595~0.994)略高于协调度值(0.569~0.864),但二者均呈现波动上升的态势。水系水环境和城市发展耦合度经磨合阶段向高水平耦合阶段发展,表明水资源环境与城市发展水平相互作用强度较高。水资源环境与城市发展水平协调程度从勉强协调发展到良好协调,协调状态逐渐改善,说明两者呈现趋向协调发展趋势。