（生态学专业论文）上海市浦东新区快速城市化过程中景观格局及其变化分析.pdf

华象师裁大学2 0 0 6j 黼研究生硕士掌位论文 上海市浦东新区快速城市化过程中景观格局及其变化分析 摘要 随潜世界人口数量髂不断增加，城市亿蒋在全球范围尤其怒发震中国家加速进 程。城泰化带来懿天日膨薮、耀遗紧张、嚣麓污染鸯髯测、城市京局不合理等阉熬已 经危及城市的进一步发展。定量分析城市化过程中景观格局及其动态变化，对城市 化过程中有关城市形态和城市空间布局以及城市化相关的生态学过程和生态学后果 的研究矮有黧要的参考价值。 本文阪：海市浦东新区为研究对象，耩霄浦东耨送1 9 8 9 年、1 9 9 碡年帮2 0 0 0 年 三个时耀毫分辨搴舷空遥感影缘舞译豹邋剩愆壤l 麓数撂，在g i s 支持下，缝台景 观指数、梯度分析、转移矩降等方法，分析了浦东新区自改革开放以来快速城市化 过程中的景观格局及其动态交化。 结果表明：( 1 ) 浦东新区舀改革开放以来，城市化永平不断提高，从1 9 8 9 年的 2 3 。3 上舞弱1 9 懿年鹣2 9 。7 ，裂2 0 e 蛰霉懿骧枣傀求平这笺4 3 1 ：( 2 ) 溱东 耪区城市化过程分为鼹个不尉阶段，1 9 8 9 年一1 9 9 4 年阅城市化癌动除段，主要表 现出人口剧增和自然、半自然景观的大面积开发为主的特征；1 9 9 4 年2 0 0 0 年为城 市化发展阶段，城市景观面积比例增大、城市设施齐全、城市环境改善，而且黧城 市仡水平挺裔要茯于第一阶段；( 3 ) 景躐格两与城常任承平之阉存在一定瓣晌纛， 在景戏缀戒土圭蠹寒农疆为主戆撂羯逐激转变成壤枣景鼹占伐势豹掺弱；程景戏豹 空间配置上体现出随着城市化程度的加深，景观斑块个数减少，斑块边界的长度和 密度减小，各斑块面积间的变异程度降低，景观斑块的形状逐渐趋向于简单化和规 则化，景观的优势度降低，景观的聚合度下降，多样性和均匀度莉有了一定增加的 特点；( 4 ) 滚东薪区静城市纯梯度农样带上落现甓基，鑫瑟囱末依次楚城露佑中心、 城乡过渡帮秘郊区；( 5 ) 黄漓江沿岸是溃东瓤区城市化的中心，丽海岸带她区将成 为新一轮城市化的前沿，其景观格局表现出相应的特征。 本文从不同时空尺度分析讨论了浦东新区快速城市化过程中景观组成的变化以 及城市亿水平和豢观格简之闷的响应，为进一步研究其城蒂仡的生态后果、藏市豢 鼷揍爨伐佬，强及竣审瓣可撩续发暴提墩了秘学菝搂与决策参考。 关键词。浦东新区、城市化、景观格局、景观动态变化 n l 华东蝴i 范大学2 0 0 6 届研究生礤t 蟑辩位论文 l a n d s c a p e p a 重t e r 料sa n dd y n a m i c si 薹l 鬏a p i du r b a n i z a t i o n p r o c e s s e si np u d o n gn e wd i s t r i c t ，s h a n g h a if 而m1 9 8 9t o2 0 0 0 a b s t r a c t w i 氇斑ew o r l dp o 雕a 畦o ni n c a 螨n 昏aw o 畦d w i 如曲撕z a 蛙o n 毽a e e e l e f a t i n g e s p e c i a l l y i n d e v e l o p i n g c o u l l t r i e s u r b a l l i z a t i o nh a sp r o f b u n d l yc h a l l g e dn a t u r a l l 鞠d s c a p e s 搬u g h o mt 1 赡、糊d d ，w h i c hi n e v i t a b l yh a s 瓣s u l t e d 血v a r i o 粥i m p a c t so n 氆e g 咖c t l 】r e ，矗璩c t i o na n dd y n a m i c so fe c o s y 或e m sa ta 证d ef a n g eo fs c a l e s ，强e c o n s e q u e n c e so ft h eu r b a n i z a t i o ns u c ha sp o p u l a t i o ne x p a n s i o n ，1 a c ko fl a n dr e s o u r c e s ， 彀毽f 嚣ee o 芏l g e s t i o na n dd e g 瀚d a t 主o no ft h e 糊v i f o b m n t ，量l a v eb r o u g h tg r e a tc h a l l e n g e s 协 协eg u s 诒i n a b l ed e v e l o p m e n to ft 量l ec i t yq u a n t i 每i n g 魄eu r b a nl a 王l d s o 嚣p ep 雒e m s 蹴di t s d y n 啪i c si s8 i g n j f i c a n tf o ru n d e r s t a n m n ge c o l o g i c a lp r o c e s s e sa r l dc o n s e q u e n c e so fm e u r b 强i z a t i 。n ，a n di sv e r yi 融p o n 勰t 幻也of e s e a r c h e s 虹u r b a 壬lm o r p h o l o g y w b a 工lg r o w 疆 a n di l 】b a ne c o b g i c a ic o n s 讯l c t i o n s l a i 】_ d s c a p em e t r i c sc o n m i n e d 埘mg r a d i e n ta i l a l y s i s ，a n d t r a l l s i t i o nm a t r i xw e r e 糕攀l 。y e dt o 黻a y z c 趣el a n d s e a p ep a t t 凇s 勰di 括e h 韪n g e s 如r m gr a p i du 南a n i z a t i p r o c e s s e si np u d o n gn e wd i s t r i c t ，s h a n g h a i ，b a s e du p o n 哇i cl a n d u s ed a t a s e t sd e r i v e d f r o mh i 曲s o l u t i o na e r i a lp h o t o so f1 9 8 9 ( 1 ：2 0 0 0 0 ) ，1 9 9 4 ( 1 ：6 0 0 0 0 ) a n d2 0 0 0 ( 1 ：5 0 0 0 0 ) ， r 。s p e c 癌v e i t h er 。s 试t sd e m o n s t r a t e dt h a t ：1 ) t h el 鑫i l d s c a p ep a t t e m so f p u d o n gn e wd i s t r i c t 搬v e c t l a n g e d d r a m a t 沁a l l y i ni t s e v e r _ i n c m a s i n gu r b a l l i z a t i o n 丘o m 19 8 9t o2 0 0 0 ，m e 汹a 珏i 娥i o 琏嫩曲蠢i 挂c 戳s e d 粕m2 3 3 t o4 3 。1 ；2 ) 强e r ew e 她t 姻渤g e sw e 糟 c h e c k e di nt h ep f o c e s s e s0 f u r b a n i z a t i o ni np u d o n gn e wd i s t r i c t t h ef i r s ts t a g ew a sf r o m 1 9 8 9t o1 9 9 4 ，i n d l i c hal o to f d a t i 】r a lo rs e m i n a t l 】r a ll a n d s c a p e sw e r ee x p l o “e dr a p i d l y 鞠d 氍b 越e x p 鑫魏委。珏w a s0 游- o 奴巍e 毛专量掩s 。c o 翻s t a g cw a s 蠹o m 9 9 4 t o2 0 0 0 ，攮w 量l i c h t h eu r b a i l i z a t i o ni sa c c e l o r a t e di n d i c a t i v eo fi n c r c a s e du r b a i li a i l d s c a p ea r e a s ，矗l c i 王i t a t e d u r b 趾i n 矗a s t n t i l r ea n da m e l i o r a t e dl l r b a ne n v i r o n m e n tc o m p a r e dw i 畦lt h ef h s ts t a g e ；3 ) 华券蝴i 范大掌2 0 0 6 描研究生碳呶爨位论文 l a 姆s e a p e 帅e sw 】如hw a sd o 垃l i n a t c db ya 掣i c m 抛r ei n1 9 8 9h a v eg r a d u a l l yt f a n s f 0 煳e d i n t ou 南巍l a n d s c a p et ”e ss u 矗a sf e s i d e 觚a la f e a ，鲫i b l i cf a e i l i t i e sa n di n d u s t r y + 强 a d d i t i o n ，s y n o p t i c1 a n d s c a p ei np u d o n gn e wd i s t r i c ti sc h a r a c t e r i z c db yt h ed e c r e a s e d p a t c hn m b e r sa n dp a 量c | av a r i a t i o n ，i 堇l c r e ；搭e dm e 黼p a t c ha r e a ，d i m i n i s h e dp a l c h e d g ea n 矗蠹a c t a li n d e x ，s i m p l 蠡e dp a t c l ls h a p e ，a n da u g m e n t e dl a n d s c a p ed i v e r s i t ya i l d e v e n n e s s ；a l lo ft h a ti n d i c a t e d t h eh i 壮e rl a n d s c a p e 纳g m e m a t i o na 1 1 d l a l l d s c a p e 黯t e r o g e n e 磅如d u e e db yu r b 矗堇l i z a 畦。硪4 ) l a n d s c 蹿。p a 垃e md y n a m k s 越o n gt l e _ 【l r b a n n l 蹦鼢s e c th a v ed e m o n s 鼬i t e d 龋。e x p l i c i ts p a t i 砖曲a n i z a t o 搬铲a d i e n tt 鼢o u 馥 p u d o n gn e wd i s t r i c t 矗o mw e s tt oe a s t ；5 ) t h ed i 丘b r e n tl a r l d s c a p ep a 艟e mc h a m c t e “s t i c s 酶w e d 镪e 吣a n i z a 垃o n n 据fa 1 傩g 也ec o a s 瓤i s eo fh u a n g p ur i v 。ri np u d o n gn e w d i s 函c t ，w h i l et h ec o a s ta 趟a sh a v eb e e nb 。c o m 证g 也ef 如n 畦e ro f n 。wu r b a n i z a t i o n 杼e n d s i n t l l e f u t u r e h c o n c 王u s i ，o 搬f e s 心t s 鞠d 也。a n a l y s i s 。f t e m p 供砖勰ds p a t i a li a n d s c a p ep a 戗。翔s a n dd y n 锄i c si nt h er a p i du r b a i l i z a t i o np r o c e s s e si np 砸o n gn e wd i s 撕c t 谢j lp r o m o t e t h eu r l d e r s t a n m n g sm e e c o l o g i c a lp r o c e s s e so fu r b 砌z a t i o n ，a 1 1 dw i l lf a c i l i t a t e 山ef l l t u r e 矬s e a h e s 涟e c o 毡誊e 越。o n s e q u e n e e so f 谢b 强i 翻越。致，l 毪n d s e a p ep a 戡e m 。西搬i z 懿i 姐 s c e n a r i o sa n dd e c i s i o n m a k i n gi n 缸ms u s t a i n a b l ed o v e l o p m e n t 。 k e y w o r d s ：p u d o n gn e wd i s t r i c t ；u r b a n i z a t i o n ；l a n d s c a p ep a t t e r n ；l a n d s c a p e d y 珏a 氆i c v 华东掰 范大掌2 0 0 6 届研究生硪煮掌位论文 学位论文独创性声骧 本人所聚交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成 祭。蕹我爨麴，涂文孛已缀注赘弓l 强懿逡器癸，本谂文苓毽含其镶令人已经发表凌 撰写过的研究成果。对本文的研究做出麓要贡献的个人和集体，均已在文中作了明 确说明著表示谢意。 穆者签名；未：z 仁鏊蘩：巡：查：6 学位论文使用授权声明 本人完全了怨华东雾蓼藏大学有关僚爨、镬矮学像论文魏援定，学校奏授保罄学 位论文并向圈家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论 文羯于j # 巍测嚣熬的少鬃复裁菸允许论文进入学校黧书培被查阅。考权将学缎论文 学位论文作：够以一名；彩履磷 臻期：盖生i ：i 善 鑫帮：。霞鹾：参 l 华为师范犬掌2 0 0 6 腻研曼：| | ；硕如学位论文 1 综述 1 1 研究意义 2 0 世纪以来，全球城市化趋势不断加速，其瓶模和速度在整个城市化历变 避程中达到空蔫瓣承平。1 8 年馥秀城。毒纯 水平只有3 1 9 军毪仅鸯1 4 ， 1 0 0 年闽年均增长o 。1 1 个耍分点( 李指然，2 0 0 4 ) ；劐2 o 年时全球的城市化水 平已达4 7 ，在遮1 0 0 年间年均增长达剡0 | 3 3 个百分点，是1 9 世纪发展速度的 3 3 倍。中国的城市化自改革开放以后得至迅速发展，到2 0 0 1 年底中国的城市化 水平已经达到3 7 7 ，据有关当局预测，至42 0 5 0 年中国的城市化率将这掰7 5 ( 2 舀o s 中爨哥持续发麓战臻擐告) 。这黢滋嚣静城帮让滚灌带来瓣入口膨涨、资 源紧张、环境污毅、城市布局不合理等生态环境问题也接踵面至，丽景观生态学 研究对于认识和解决城市化过程中产生的各种生态环境问题存重要意义。 上海是一个拥有1 3 0 0 彩万人口的特大城市，是我国最大的工业、商业、金 融中心。改革开放醣来，城带亿谶程不断加快，在各种经济嗣益的驱动下，中心 城区“摊大蝣”式舞愁发震，形成了銎艨获豹空闻结构，久蜀弓产鼗过于集中奁 囊区，导致中心城区压力过大，交通拥挤，城毒生活环境质量下降，城市内部土 地利用、景观格局和功能趋向于单一化，这些都极大地改变着城市居民的生存环 境，危及城市的可持续发展能力。浦东新区作为上海城市化的最前沿地区，也面 稿同样的阍趣。与中国沿海後速发展莳其他大城市及西方发达篱家龄特大城市稻 跑，上海裁帝熄剥弼期景溪捂羁变扰不莰爨有一定戆特殊链，蠢虽也具有钱袭 性，宪充分体现了具有中国特色的城市空闻演化特征。聪且，浦东耨区是目前上 海城市化节奏最快的区域，是研究城市化导致景观格局变化的典型隧域，也是上 海城市扩张和空间形态的主要组成部分。 城市健深瓤的改交一个地区静自然豢蕊，并对城市及箕同边逢嚣的自然、生 态、社会经济过程产生影酸( 邬建国，2 0 0 0 ；张零l 权，2 e 0 3 ) 。从景瑷生态学豹霆发 来看，城市化过稳中产生各秘生态学后果的一个重要原因就是不合理的城市景观 格局( 李团胜，1 9 9 8 ；郭晋平，2 0 0 4 ) ，因此分析定量城市化过程中景观格局的特征 和动态变化对予上海市快速城市化进程中城市形态、城市空间布局、生态学过程 戳及生态擎后果的研究有重要的参考价值，同时为今后城市建设和瓶翎中的景蕊 擦曷优化提供蒎摆。 华糸师馥j 太学2 0 0 6 描研究生硕士掌饿论文 1 2 研究内容 1 2 1 研究区域概况 ，上海市地处东经1 2 0 0 5 1 1 2 2 。1 2 ，北纬3 0 0 4 0 3 1 0 5 3 ，位于太平洋西岸， 亚渊大陆东沿，北界长江，东濒隶海，南临梳衍湾，西搂江苏和浙江两省，是长 汪三露测秘狡平藩煞一舔分，平均海拔为4 寒左右。全枣慈瑟获6 3 4 0 5 平方公里， 东嚣最大躐离约l o o 公攫，露北最大距离约1 2 0 公里，陆海岸线长约1 7 2 公里，占 全国丽积的o ，0 6 。上海正当我国南北海岸线的中部，交通便利、腹地广阔，地 理位邋优越，是一个良好的江海港口。改革开放以来的2 0 多年来，上海的城市化 水平快速掇高，入口、g d p 、第三产渡院铡和城市建成嚣面积分弱钛1 9 7 9 年酶 1 1 3 2 1 4 万人、2 8 6 ，4 3 亿元、1 8 7 9 蠢1 6 9 6 k 蠢，增长为2 2 年鹣1 3 3 4 2 3 万天、 5 4 0 8 7 6 亿元、5 0 9 5 鄹6 1 2 7 k m 2 ( 上海年鉴0 0 0 3 ) 。 浦东新区地处上海市东大门，总面积约为5 3 3 平方公里，占整个上海的8 5 ， 自2 0 世纪9 0 年代改革开放以来，已经成为上海城市化步伐最快的区域。面对复 杂多变的豳际国内经济环境，浦东新区积极椎迸功能开发，经济结搦不断含理调 整积俊亿舞级，综合经济实现了兹象寒有熬离速增长。壤内生产惑毽 年蹬世界发达孱窳发艘中国塞 城市人口( 百城市化水平城市人口( 百城市化水平城市人口( 百城市化水平 万)万)万) 1 9 5 07 3 42 9 2 4 4 75 38 2 8 71 7 0 l 譬6 81 0 3 23 4 2 5 7 l6 0 5 4 6 02 2 - 2 1 9 7 01 3 7 l3 7 1 6 鳃 稻隔6 7 32 5 4 1 9 8 0 7 6 43 9 6 7 9 87 0 2 9 6 62 9 2 1 9 9 02 2 3 44 2 6 8 7 77 2 ，5 1 3 5 73 36 2 0 0 02 8 5 44 6 6 9 5 07 4 4 1 9 0 43 9 3 2 0 l o3 6 2 35 t 8 1 0 7 6 鼢2 6 1 24 6 2 2 0 2 0霹4 35 7 瘁l 髓3 7 7 。2 3 鸵55 3 ，1 2 0 世纪以来，世界城市化的进程加快( 见表l 一1 ) ，1 9 5 0 年时，全球有3 0 左右 的人口居住在城市，到2 0 0 0 年时达到4 7 左右，据联合国预测，到2 0 3 0 年时全球 1 0 华求师范，大学2 0 0 6 描研究生硕惫掌傥论文 的城市人口比例达到6 0 ( l 黼t e dn a t i 吣2 0 0 1 ) 。城市化不单鼹一种人口、社会、 经济现象，也是自然、文化发生变化的复杂过程，它在带来巨大经济利益的同时， 也不免由予入们过度焱谲经济价德产生些阔题，主要俸现在： f 1 ) 蠢然、半垂然景鼹邀化，生态平囊失谣 在城市化的进程中，农田、林地、水体等自然、半自然斑块大量的退化与消 失，取而代之的是高密度、高强度的人工景观斑块。自然景观与人工景观之间缺 乏连续性，过渡生硬。自然景观单元主疆以城市绿地形式存在，但往往构成类搬 单一，覆被稀橙，难醣完成应有酶生态功能。阂时，原蠢自然生态系统静正常终 搀秘耱糍瀵强玻坏，致镬生境类黧趋予楚萃纯、破碎鼗、生物多样蠖锐减，室然 灾害频繁发生。生态系统内郝固有的联系和秩序被打乱，空间上的完整性被破坏， 加剧了生态系统的脆弱性，降低了生态系统自身的调控能力，甚至发生了不可逆 转的情况，生态平衡严重失调。 ( 2 ) 景瘸格简混蔬，生态环境质纛下降 鬻兹，城市地区戈其是发展中国家熬城枣布弱混熬，缺乏会理亵统一麴规划， 城镇内部健宅、正业和商业等功能分区不明确，基础设施较嫠，城市规划建设不 考虑实际情况，片面的追求“高、大、新、全”。城市工业和交通的发展使得城市 大气、水、土壤环境污染加剧，2 0 世纪以来馓界上发生的八大公害礴件都直接戏 蔺接与城带的工遭生产有关。道路体系不完善，蘸不耧予经济发展，遣不稠予 趣熬合理利写，造戏爨鼹熬皴碎化现象严重。一些污染严重载工厂秘孳亍业逐步从 城市良郊区迁移，虽然暂时推动了地方经济发展，提高了农民的收入，但其对郊 区自然环境和人居环境构成了巨大的破坏。 f 3 ) 人地关系矛j f 酋突出，城市无序扩张 城市羹羹区缝资源高葳紧张等致了城市不断离郊区扩张，舔这释扩张匏主簧 来源藏是农爱，这使缮经济发曩和裁趣保护之闯懿矛盾整趣突出。聪在城枣囊粼 区的扩张过程中，过于追求经济效益，建设用地规划相对滞后，用地规模、布局、 功能定位不尽合理，导致了粗放、低效利用土地，使得城市处于无序扩张状态。 1 4 2 研究现状 舀前，随着全球城市俊酶广泛开袋，城市佬及箕产生的生态学闷踅引起众多 学者熬关注。嚣内对予蠛索他方鞭的磺宠主要集中在城市化黪致城枣圭| 整剥用 华_ 撒师范大掌2 0 0 6 腻研究生硕哇蛆粤位论文 土地覆盖变化、城市扩张以及城市布局等方面，而对于城市化对生态学过程以及 后果方面涉及较少，只在近年来开始有相关方面的初步研究( 陈玉娟，2 0 0 6 ；季崇 萍，2 0 0 6 ) 。蔺外裔关城市优对城市区域艇态系统的彩晌渗及跑较广，主要集中在 城