清末以来开封市水域景观格局变化

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６期
丁圣彦 等 ! 清末以来开封市水域景观格局变化
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现代城市发展的必然和历史使命 " 而正确认识城市水域景观格局的演变及其原因是保护 城市水域景观的前提 # 正如蔡蕃所述 ! $ 不知道水域的历史演变过程 " 就无从知晓现实 形成的 原 因 % 不 探 索 历 史 " 就 很 难 发 现 水 域 发 展 的 客 观 规 律 % 不 总 结 过 去 的 成 败 得 失 " 就很难避免重蹈覆辙 ［１３］&’ 目前 " 对景观格局演变的研究主要集中在森林 ( 湿地 ( 城市 ( 绿洲 ( 土地利用和土地覆被等方面 " 而对城市生态环境非常脆弱的水域景观格局演变的 研究尚不多见 & 基于此 " 本文运用景观生态学 ( 历史地理学 ( 生态学等多学科的理论和 方法 " 借助计算机技术 " 采用系统分析和综合研究 ( 定量与定性分析相结合的方法 " 探 讨了开封城市水域格局的演变及其原因 &
关键词： 水域 ’ 景观 ’ 清末以来 ’ 开封
景观格局是大小和形状各异的景观要素在空间上的排列和组合形式 % 一般指空间格 局 ［１］% 它包括景观组成单元的类型 $ 数目以及空间分布与配置 ［２］! 景观格局是景观空间异 质性的具体表现 % 它不仅体现着自然的 $ 生物的和社会的各种生态过程在不同空间尺度 上相互作用的结果 % 同时又决定着各种自然环境因子在景观空间上的分布和组合 % 从而 制约着各种生态过程 （如种群动态 $ 动物行为 $ 生 物 多 样 性 $ 生 态 生 理 和 生 态 系 统 过 程 等 ）［３］! 景观格局影响着景观内能量流 $ 物质流和物种流的变化 % 与景观生态系统抗干扰 能力 $ 恢复能力 $ 稳定性 $ 生物多样性有着密切的联系 ［４］% 同时 % 景观格局又是在不断发 展变化着 % 今天的格局是在过去的景观流 （自然 $ 社会和经济等各种生态过程 ） 的基础上 形成的 ! 因此 % 通过研究景观格局可以更好地理解生态学过程 % 通过分析景观格局随时 间的变化可以更好地反映景观生态过程 % 揭示景观演替的机制和规律 % 进而预测景观的 未来变化趋势 % 最终实现景观资源的可持续利用 ［５－１０］! 目前 % 景观格局的研究主要集中在两个方面 ［１１］& 一方面是景观格局的空间异质性问题 （包括景观指数及其空间统计特征分析 ）’ 另一方面是景观格局的演变即时间异质性问题 ! 空间异质性是景观格局的静态分析 % 是时间异质性的反映 % 是景观格局演变研究的基础 ! 时间异质性是对景观格局的动态分析 % 通过对景观格局的动态分析能够更好地揭示景观 格局演变的规律 % 预测未来景观的变化趋势 % 因此 % 对景观格局空间动态的研究更具有 理论意义和实践意义 ! 城市水域景观是城市中重要的绿色开放空间 % 是城市中自然要素最为密集 $ 自然过 程最为复杂的地域 % 对城市的形成和发展起着重要的作用 ! 然而 % 自工业革命以来 % 城 市水域景观一直处于被掠夺开发的状态 ［１２］% 盖填 $ 污染 $ 堤衬等破坏城市水域景观的现象 在很多 城 市 普 遍 存 在 ! 这 样 % 一 方 面 给 城 市 的 防 洪 $ 排 涝 带 来 困 难 % 增 加 水 灾 的 危 险 ’ 另一方面使城市景观质量下降 % 使城市生态环境日益恶化 ! 保护城市水域景观已经成为
收稿日期：２００４－０５－１６； 修订日期：２００４－０８－０３ 基金项目： 河南省级重点学科建设项目 ［!"#$%&’(")* Ｔ ｈｅ Ｋ ｅｙ Ｐｒｏｊ ｅｃｔ ｏｆ Ｈ ｅｎａｎ Ｐｒｏｖｉ ｎｃｅ］ 作者简介： 丁圣彦 （１９６３－）， 男 ， 河南商丘人 ， 教授 ， 博士生导师 ! 主要从事植被生态学和景观生态学研究 ! 已在 " 地理 学报 # $ " 植物学报 # $ " 生态学报 # 等刊物上发表论文 ６０ 多篇 ! Ｅ －ｍ ａｉ ｌ ： ｓｙｄｉ ｎｇ＠ ｈｅｎｕ． ｅｄｕ． ｃｎ
!"! 资料处理方法
图例
都城 河流
通过对有关的历史记载和搜集 运河 城邑 今省界 到的资料分析% 发现从光绪以来% 湖泽 开封四周城墙和城内主要街道格局 始终保持着 ［２０］$ 如清光 绪 二 十 四 年 图 １ 战国时期鸿沟水系及大梁位置图 Ｆｉ ｇ．１ Ｔ ｈｅ ｗ ａｔ ｅｒ ｓｙｓｔ ｅｍ ｏｆ Ｈ ｏｎｇｇｏｕ ａｎｄ ｌ ｏｃａｔ ｉ ｏｎ ｏｆ Ｄ ａｌ ｉ ａｎｇ （１８９８ 年 ） 的 祥 符 县 城 图 % & 民 国 ’ ｉ ｎｔ ｈｅ ｐｅｒｉ ｏｄ ｏｆ ｔ ｈｅ Ｗ ａｒｒｉ ｎｇ Ｓｔ ａｔ ｅｓ 三 年 （１９１４ 年 ） 的 开 封 府 城 之 图 ! 民国八年 （１９１９ 年 ） 的开封省城街市图 ! １９４８ 年的开封市地图等与现在的开封市政区现状 图的 城 墙 和 主 要 街 道 对 照 % 基 本 上 是 一 致 的 " 明 清 以 来 % 开 封 古 城 墙 的 位 置 是 确 定 的 % 其周长已被测知 ［２１］% 从而可以确定 １８９８ 年 ! １９１４ 年 ! １９１９ 年 ! １９４８ 年开封市地图的比 例尺 % 由此再在 Ａ ｕｔ ｏＣ Ａ Ｄ 环境下计算其面积和周长 $ 在 Ｅ ｒｄａｓ 和 Ａ ｒｃＧ ＩＳ 软件支持下对遥 感影像进行处理 $ 考虑到自 ２０ 世纪 ９０ 年以后 % 开封市已经认识到保护水域景观的重要 性 % 其水域的面积变化不是很大 % 这里主要选用 １９８８ 年和 ２００２ 年的遥感影像进行分析 % 并以 １９９８ 年 １： １５ ０００ 的开封市城区规划设计图 （来自开封市规划设计院 ） 为参考 $
斑块面积也有减小的趋势% 平均斑块面积趋于减小% 但斑块密度却在增加% 这充分反映了开 封 市 水 域 景 观 破 碎 度 的 增 加 ! （３） 从 １８９８ 年 到 ２００２ 年 开 封 市 水 域 斑 块 的 连 通 性 指 数 是 在 不 断 减少的% 只是近年来% 才有增加的趋势’ 分维数也有增加的趋势! 引起开封市水域景观格局 变化的原因既有自然的因素% 又有人为的因素! 建国以前以黄河的影响为主% 建国后人类活 动的影响占有重要地位 !
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地 理 学 报
５９ 卷
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研究方法
!"# 资料来源
本 文 的 资 料 主 要 包 括 １８９８ 年 ! １９１４ 年 ! １９１９ 年 ! １９４８ 年 ! １９８８ 年 ! １９９８ 年 ! ２００２ 年 开 封 市 地 图 " １９７１ 年 ! １９７９ 年 开 封 市 １ # １０ ０００ 地 形 图 " １９８８ 年 ３ 月 １１ 日 的 Ｌａｎｄｓａｔ －５ Ｔ Ｍ 影 像 和 ２００２ 年 ３ 月 ２９ 日 的 Ｌａｎｄｓａｔ －７ Ｅ Ｔ Ｍ 影 像 （卫 星 轨道号 １２４／ ３６）" 通过野外调查获得 的开封城市水域景观变化资料和开 封市历史资料 " 开封市土地志 ! 开 封市城建志 ! 开封城市史 ! 开封市 土地利用总体规划等有关开封城市 发展的历史记载 $
１
开封市水域景观格局的形成
开封地处豫东大平原的边缘 ( 黄河中下游冲积扇的南部 " 北依黄河 " 南接黄淮海平 原 " 地质构造位于华北地台的南部 " 属于华北坳陷盆地 & 地势由西北向东南倾斜 " 平均 海拔在 ６９￣７８ ｍ 之间 " 地面坡降介于 １／ １ ０００￣１／ ２ ０００ 之间 & 长期以来 " 由于受黄河河水 的不断冲积和华北大平原沉降作用的共同影响 " 开封周围地形起伏较小 " 海拔高度较低 & 在上古时期 " 平均海拔 ７０ ｍ " 向海面的平均坡度不过 １／ ８ ０００ " 其高度变化和今日相差无 几 ［１４］& 战国张仪就曾对开封的地势进行描述 ! $ 魏地四平 " 诸侯四通 " 条达辐辏 " 无有名 山大川之阻 ’ ［１５］& 在地貌上 " 开封表现为黄河泛滥 ( 沉积所形成的松散沙层覆盖的广阔平原 & 同时夹 杂着在风力作用下形成的沙丘 ( 沙岗 ( 波状沙地等 ［１６］& 这样的地形地势特征决定了开封周 边的河流大都从西北向东南注入淮河 " 也为人工运河的开凿提供了天然便利的条件 & 开封属于暖温带大陆性季风气候 " 冬寒春暖 " 夏热秋凉 " 四季分明 & 这里日照充足 " 平均日照时数为 ２ ２６７ ｈ " 平均日照百分率为 ５１％ " 太阳辐射年总量为 １１４． ５ Ｋ Ｊ／ ｃｍ ２& 年 平均气温 １４． ７ ｏＣ " 地面温度年平均值为 １６． ２ ｏＣ & 年 平 均 降 水 量 ６２７． ５ ｍ ｍ " 相对变率为 ２１％ & 上古时期的开封 " 气候要比现在温和湿润些 " 且植物生长比较繁茂 & 据有关历史气 候的研究 ［１７］" 上古时代的开封年平均气温高于现在 ３￣５ ｏＣ " 年平均降水量在 １ ０００ ｍ ｍ 左 右 " 气候属于北亚热带范围 " 这就为开封及其周边的河湖水系奠定了充足的水源基础 & 有利的地形条件和充沛的降水使上古时代的开封附近就河湖密布 " 水系发达 " 素有 $ 水乡泽国 ’ 之称 & 据历史记载 " 在春秋战国时期 " 距离开封较近且和开封水运系统形成 关系较为密切的河流就有多条 " 其中有称四渎之三的河水 ( 济水 ( 淮水均从开封附近流 过 & 湖泊有大野泽 ( 圃田泽 ( 孟诸泽 ( 荥泽等 （图 １）［１４，１８］& 到了北宋 " 开封 （当时是东京 ） 更是湖光水色 " 河湖众多 & $ 金池夜雨 ’( $ 州桥明月 ’( $ 汴水秋声 ’( $ 隋堤烟柳 ’ 是 $ 汴京八景 ’ 中对北宋东京城美丽水景风光的反映 ［１９］& 然而 " 由于开封所处的特殊位置以 及开封城市地位的不断变化和人类活动的影响 " 开封城市水域景观不断发生着变化 " 特 别是北宋以后黄河几次大的决口与改道 " 使开封城市水域景观遭到了wenku.baidu.com大的破坏 " 原有 景观荡然无存 " 与此同时 " 在开封城区内低洼处又形成了大片的湖泊水面 " 并同时承担 着巨大 的 天 然 排 涝 调 蓄 作 用 & 解 放 后 " 由 于 一 些 方 针 政 策 的 不 当 和 城 市 化 进 程 的 加 快 " 开 封 城 市 水 域 景 观 又 受 到 不 同 程 度 的 人 类 活 动 的 破 坏 & 目 前 " 开 封 旧 城 １３ ｋｍ ２ 的 城 区 内 " 保存有包公湖 ( 龙亭湖 ( 铁塔湖 ( 阳光湖 ( 西北湖等大片湖泊水面 达 １． ６９ ｋｍ ２" 占 旧城区 面 积 的 １１． ２％ & 市 区 主 要 河 道 有 １２２ 条 " 流 域 面 积 在 １００ ｋｍ ２ 以 上 的 有 黄 河 ( 涡 河 ( 惠济河 ( 贾鲁河等 ３２ 条 & 另有沿黄河黑岗口 ( 柳园口等引黄灌溉工程配套水利设施 北干渠 ( 南干渠 ( 西干渠等 ４７ 条干渠 & 因此 " 以开封市为研究对象 " 很具有代表性 &
第 ５９ 卷 第 ６ 期
地 理 学 报
Ａ Ｃ Ｔ Ａ Ｇ Ｅ Ｏ Ｇ Ｒ Ａ ＰＨ ＩＣ Ａ ＳＩＮ ＩＣ Ａ
Ｖ ｏｌ ． ５９，Ｎ ｏ． ６ Ｎ ｏｖ． ，２００４
２００４ 年 １１ 月
清末以来开封市水域景观格局变化
丁圣彦 ， 曹新向
（河南大学环境与规划学院 % 开封 ４７５００１）
摘要： 借 助 历 史 资 料 和 地 理 信 息 系 统 技 术 % 对 清 末 以 来 开 封 市 水 域 景 观 格 局 的 演 变 进 行 了 分 析 ! 研究结果表明 & （１） １００ 余年来 % 开封市水域景观面积和景观优 势 度 经 历 了 一 个 由 小 变 大 % 然 后 又 由 大 变 小 的 过 程 ! 其 中 % ２００２ 年 的 水 域 面 积 为 １６９． ６ ｈｍ ２% 为 １９６６ 年 的 ３５％ % １８９８ 年 的 ８９％ ’ 景 观 优 势 度 由 １８９８ 年 的 １４． ６％ 增 加 到 １９６６ 年 的 ３６． ９％ % 到 了 ２００２ 年 变 为 １３． １％ ! （２） 从 １８９８ 年 到 ２００２ 年 开 封 市 区 水 域 斑 块 的 数 量 在 增 加 % 最 大 斑 块 面 积 有 减 小 的 趋 势 % 最 小