基于LUCC的城市湿地损失和内涝灾害的响应研究

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城市湿地在调节城市局部气候、防洪抗旱、维护生物多样性等方面发挥着重要作用,是城市生态环境和人类生存环境的重要组成部分在。然而,在城市建设中存在大量不合理的开发行为,导致湿地被填占、退化甚至消失。城市湿地的退化将对城市的生态环境产生严重影响,弱化其滞蓄雨洪的作用,加剧内涝发生的概率和危险程度,长远来看会对城市社会经济的可持续发展产生不利影响。以进入快速城市化发展的武汉市为例,本文以武汉市武昌地区为研究区,以研究区土地利用数据库和Landsat遥感影像为数据源,首先对研究区土地利用/覆被变化(LUCC)背景特征进行分析;在此基础上,通过目视解译提取研究区湿地水体信息分析时空特征及湿地变化的驱动因素;最后通过社交媒体获取研究区内的滞水点,结合研究区湿地损失、高程等影响因子通过逻辑回归模型评价内涝灾害风险状况并制作风险分级图。主要研究结论如下:(1)1990~2015年,武汉市武昌地区土地利用/覆盖变化程度剧烈,建设用地面积持续增长,耕地、林地、草地、水域、未利用地的面积均发生不同程度的缩减,从变化幅度上看,建设用地变化最大,面积翻了一番,其它用地变化幅度从大到小依次排序为耕地、未利用地、水域、林地、草地。(2)1990~2015年,武汉市武昌地区湿地面积共减少5869.06ha,平均每年减少量为234.76 ha,根据研究湿地损失变化的差异,可以将湿地变化划分为1990~2005年湿地快速损失、2005~2010年湿地急速损失、2010~2015年湿地损失减缓三个阶段。研究区内三大湖泊湿地同时也是武汉市中心城区面积最大的三个湖泊,即汤逊湖、南湖和东湖湿地,25年间的萎缩率约占整个研究区湿地萎缩面积的40%。(3)以2016年武汉市武昌地区发生的内涝灾害为例,通过社交媒体挖掘研究区滞水信息,最终得出在研究区范围内,社交媒体信息中所提到的滞水点共有167处。根据对影响城市内涝灾害风险因素的分析,结合研究区实际情况,选取高程、坡度、曲率、土地利用类型、归一化植被指数、降雨量、汇流累积量、湿地损失共8个影响因子对研究区内涝风险评级并绘制内涝易发性评价图。图上明显看出:高风险区大多位于中心城区三环线以内居住或商业聚集区等人口活动较为频繁的区域;湿地损失对内涝易发性区域分布控制比较明显,原湿地范围内发生内涝灾害的风险较高。(4)武汉市武昌地区湿地损失和内涝灾害响应情况可以看出,随着研究区湿地不断被转换成其他用地类型,区域湿地调蓄分流雨水作用下降,同时城市湿地高程较低,原湿地所在区域内发生内涝的概率随之提高。基于此,应提出湿地的恢复及保护措施,强化城市湿地防涝作用。同时在未来在城市规划过程中应转变传统理念,立足长远建设海绵城市,并结合地区实际从不同土地利用类型的角度出发打造城市“海绵体”,增强区域防涝能力。
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