近20年博斯腾湖与岱海水位变化比较分析

岱海和博斯腾湖是分布在我国西部干旱半干旱地区的两个典型湖泊,在过去的几十年中受气候和人类活动影响,湖泊水位都发生了比较显著的变化,但在表现上却很不一样,尤其是80年代中期之后,水位一涨一落。本文从水盐平衡出发,通过对两处湖区气候、人类活动、湖泊水量和盐平衡的分析认为,岱海水位下降主要是流域上人类活动加剧的结果;而博斯腾湖水位上升则主要体现了水文对区域气候变化的响应,尤其是近年干旱区西部暖湿化作用下上游山区降水增加和冰川消融发挥了重要作用。     

新疆平原湖泊最优运行水位评价指标体系初探

上世纪中叶以来,在人类活动和气候变化的双重影响下,新疆大多数平原湖泊咸化、萎缩甚至干涸,湖泊生态环境严重恶化。近十年以来,在全球气候普遍变暖的情况下,新疆气候逐渐向暖湿转变[1],气温升高、降水增加,部分湖泊水域又呈扩大趋势,给湖泊水资源的可持续利用带来新的挑战。如何确定湖泊最优运行水位,是实现湖泊水资源可持续利用的首要问题。本文旨在通过总结与分析影响新疆平原湖泊水位的因素及湖泊水位变化对湖区生态环境和社会济发展的影响,来构建新疆平原湖泊最优运行水位的评价指标体系。     

近期新疆湖泊变化所示的气候趋势

由绿洲及其所在荒漠盆地平原与周边山地系统共同组成的新疆地域系统、是我国西北干旱区的主要部分之一。由于荒漠盆地平原系统不产生径流 ,因此 ,地表水、浅层地下水和泉水、湖泊都必然地以相邻的山地系统为供给水源地。从山地进入荒漠盆地平原的河流就成为主要供给渠道。博期腾湖、艾丁湖、艾比湖 1 995年以来 ,湖水水位明显升高 ,湖水面积的不断扩大 ,从湖泊水面面积的演变过程 ,主要水源变化 ,气温略微上升 ,降水显著增多诸因素综合系统分析 ,说明在全球气候背景下 ,区域气候和水文变化朝着有利新疆社会经济发展的方向演变 ,这种趋势将持续到 2 1世纪前 1 0年     

基于ICESat-2卫星测高数据的呼伦湖水位变化监测

草原湖泊水位变化预示着草原生态环境的变化,是草原生态变化的重要指标。利用2018年11月—2022年1月ICESat-2卫星的ATL13全球内陆水体数据,构建呼伦湖高精度水位变化序列。使用DAHITI、Hydroweb和GREALM水位数据进行结果验证。依据湖泊面积与水位变化关系,构建水位面积关系模型,分析湖泊水位季节性变化特征及外界因素对湖泊水位的影响。研究结果表明：2018年11月—2022年1月,呼伦湖水位整体呈现上升趋势,年均水位上涨率为0.49 m·a-1;湖泊每年3—6月水位下降,7—10月水位上涨,11月—次年2月水位稳定。通过与DAHITI、Hydroweb和G-REALM水位数据对比验证可知,ICESat-2卫星监测水位数据稳定,水位序列精度高,均方根误差为9.7 cm,结果可靠。ICESat-2卫星水位监测成果结合湖泊水位面积模型,可实现多时段、高精度湖泊水位监测,并计算水位季节性变化时间序列,结果显示,呼伦湖水位季节性特征明显,且年际变化趋势基本稳定,春季至夏季水位下降,夏季至冬季水位上升。湖泊水位变化受外界因素的影响较大,气温升高引起的蒸发量增大是湖泊水位下降的...     

岱海水盐变化原因及影响研究

从湖泊水文要素变化出发,基于湖泊和流域的关系,利用相关分析方法,对近50 a来岱海水位、矿化度等水文要素变化序列进行了分析.并对变化原因进行了探讨,结果表明:相对封闭及较小尺度的流域面积等自身特性,决定了其水资源系统自我调节能力的脆弱性;而近年来流域上的人类活动,增大了降水径流滞留时间和蒸发作用,蒸发的水汽随环流流出流域,最终导致汇入流域的持水量和汇入湖泊的水量不断减少,矿化度在湖水量不断减少的情况下浓缩升高.最后就变化趋势及影响进行了讨论.     

近期长江源区湖泊扩张特征及其成因

选取长江源区1976—2010年5期遥感影像,解译面积大于1 km2以上的92个湖泊面积。结果表明:1976—1992年,长江源区大部分湖泊呈萎缩状态,扣除多尔改错扩张外,中小湖泊面积萎缩了3%;1992—2001年,湖泊面积由801.6 km2增加到844.5 km2;2007年和2010年,湖泊持续扩张,面积分别达到866.8 km2和927.5km2,2010年的湖泊面积较1976年增加了15.7%;2007—2010年湖泊扩张强度最大。同时,分析了研究区1959—2010年的气候水文变化,结果显示:年平均气温52 a呈显著上升趋势,年蒸发量在1959—1980年呈下降趋势,以后趋于稳定,年降水量、年径流量在1998—1999年间出现了突变上升。湖泊面积对气候、水文的响应关系表明,近期的湖泊扩张主要由降水引起。与青海湖、黄河源等地相比,长江源区气候、水文、湖泊面积发生转折的时间要提前7 a左右。     

西藏高原近50年气温和降水时空变化特征研究

利用西藏高原38个气象站点1961-2010年逐月气象资料,通过累积距平曲线和M-K检验可以看出,西藏地区平均气温和年降水均呈现1990年前后由偏低期到偏高期的转变,采用气候倾向率及GIS空间插值方法,对比分析了1990年前后两个时段平均气温和降水的时空变化特征。结果表明:近50年来,西藏呈现出温度升高、降水增多趋势,气温的高值区不断北扩、西伸,且西部地区增温速率最大,降水量的高值区有向西延伸趋势。20世纪90年代以来,除藏东高山深谷区气候由冷湿型向暖干型方向发展外,西藏大部分地区气候向暖湿方向发展。     

关中中部近10a地下水动态变化的区域响应分析——以咸阳市为例

通过分析关中中部典型地区-咸阳近十年来的典型井的地下水逐月数据,采用平均值法,回归分析法,相关分析法等方法发现咸阳近十年来降水呈缓慢增加的趋势,而气温则是在1998年后比较稳定而有降低的趋势,说明关中中部气候有湿润的迹象。分别研究咸阳市不同地貌区地下水的变化情况,发现渭河阶地区地下水在十年中呈明显的线型下降趋势,降水对它的影响并不明显;黄土台原区地下水位呈波动下降的趋势,水位的下降与降水量基本呈正相关,但在降水突变年,地下水位的变化具有滞后性,一般在下一年才体现出来;黄土高原丘陵沟壑区地下水位在2003年以前下降斜率很大,明显大于降水的下降斜率,2003年后水位有所回升,但2006年又开始下降。地下水下降导致本区出现多处漏斗区;产生了11处地裂缝;并且地下水硬度与矿化度明显升高,水质变坏。分析认为人为因素是本区地下水下降的主导因素,应该采取及时有效的措施。     

新疆湖泊沉积记录的气候水文变化及其环境效应

在综合分析湖泊沉积记录的西北干旱区全新世气候特征及演变规律基础上,对新疆不同时间尺度上湖泊的水文变化进行了研究.新疆不同地区全新世气候环境存在差异,北疆全新世主要经历了早期温干、中期暖湿以及后期温十的气候演化过程,但不同湖泊记录的气候转型时间有所差别.南疆全新世以来湖泊记录研究较少,对气候演变规律有不同的认识,但中全新世暖湿气候特征具有一致性.根据近千年来的湖泊沉积记录研究,近百年来新疆处于暖干化阶段.总体来看,全新世以来湖泊水位出现了明显的波动.并呈现总体下降的趋势.然而,近50年来,随着流域人口增加、社会经济发展等强烈的人类活动影响,造成流域水资源的匮乏,导致湖面的快速萎缩,引起严重的区域环境问题.地质历史时期的湖面升降,敏感地体现了气候的波动过程,由气候因子波动及人类活动趋势分析,新疆湖泊水面将继续萎缩.     

陕甘宁接壤区气候变化特征及其生态环境效应

为了能够正确反映陕甘宁接壤区多年气候变化的趋势,特别是1999年以后的气候改善状况,利用线性回归分析、趋势分析等方法对1951～2004年间39个测站的气温和降水的记录进行分析.结果表明:陕甘宁接壤区暖干化趋势明显,多年来一直处于干燥的状态,气温在波动中不断升高,降水在波动中不断减少,这种恶劣的气候状况严重影响了陕甘宁接壤区的生态环境建设.但是1999年之后,在气候暖干化的大背景之下,气温有所降低,降水有所增加,这是一个较好的气候变化趋势,对于气候的转型以及生态环境的重建有着重要的意义.     

黄河中游砒砂岩地区皇甫川流域气候变化特征分析

采用 1 961～ 2 0 0 0年连续 40年的逐月气象数据 ,分析黄河中游典型砒砂岩地区-皇甫川流域气候及其变化特征。分析结果表明 :皇甫川流域大陆性气候特点明显 ,降雨主要集中在每年的 6月～ 9月 ,这四个月的降雨量占全年的 76.7% ,形成河川径流的汛期。皇甫川流域年降雨量和汛期降雨量具有明显的减少趋势而且降雨量年际之间的波动很大 ;年均气温具有明显上升趋势 ,近 40年来年均气温升高了 0 .4℃ ;年平均风速总的变化趋势是逐渐降低的。另外 ,皇甫川流域湿度指数总体变化具有降低趋势 ,而温暖指数则是大幅度增高。可见 ,皇甫川流域气候变化具有明显地干和热的趋势。     

1960—2019年黄河源区气候变化时空规律研究

黄河源区是气候变化敏感区及生态环境脆弱区,也是黄河的主要产流区,其气候变化问题备受关注。利用黄河源区均一化气温和降水观测数据,系统分析了近60 a黄河源区平均气候与极端气候事件的变化特征。结果表明:1960—2019年黄河源区年平均气温、平均最高及最低气温表现出增温趋势的一致性,且源区东部增温幅度高于西部;黄河源区年均气温在2000年前后发生突变转折,转折后升温速率达0.61℃·(10a)^-1,高于1960—2019年的增温率0.37℃·(10a)^-1。1960—2019年黄河源区年降水量总体呈微弱增加趋势[7.6 mm·(10a)^-1],2003年后进入降水偏多阶段,近10 a(2010—2019年)源区平均年降水量达到610 mm;春、夏、冬季降水增多,秋季降水减少;其中源区东部夏、秋季降水减少明显,阶段性干旱风险加剧。近10 a源区平均气温、降水量均为60 a来最高值,总体处于最暖湿阶段。受持续暖湿化影响,1960—2019年黄河源区平均极端气温阈值呈显著的增大趋势,而霜冻日数减少;年最大3日降水量和强降水日数增多,降水强度增大,其中尤以夏季最为显著,对源区生态保护和水资源利用乃至黄河全流域高质量发展均可能带来风险挑战。     

甘肃省近43年降水资源变化对农业的影响

选取甘肃省63个地面测站降水量资料,利用对比分析方法,研究了甘肃省降水资源变化特征及其对农业的影响.结果表明:年降水量,越冬作物生育期、春小麦生育期和秋作物生育期的降水量1987-2003年与1961-1986年相比,时空分布发生了明显变化,河西中东部为增多趋势,河东为减少趋势,分界线与黄河走向基本一致;河东年降水量减少的幅度和速率比河西增加的幅度和速率都大,河东气候向暖干化发展的趋势加快;旱作区降水量减少,极端干旱事件频繁发生,可利用降水资源更加紧缺,对农业可持续发展的负面影响明显增大.     

Long-term variations in runoff of the Syr Darya River Basin under climate change and human activities

In this study,we analyzed the hydrological and meteorological data from the Syr Darya River Basin during the period of 1930–2015 to investigate variations in river runoff and the impacts of climate change and human activities on river runoff.The Syr Darya River,which is supplied by snow and glacier meltwater upstream,is an important freshwater source for Central Asia,as nearly half of the population is concentrated in this area.River runoff in this arid region is sensitive to climate change and human activities.Therefore,estimation of the climatic and hydrological changes and the quantification of the impacts of climate change and human activities on river runoff are of great concern and important for regional water resources management.The long-term trends of hydrological time series from the selected 11 hydrological stations in the Syr Darya River Basin were examined by non-parametric methods,including the Pettitt change point test and Mann-Kendall trend tests.It was found that 8 out of 11 hydrological stations showed significant downward trends in river runof f.Change of river runoff variations occurred in the year around 1960.Moreover,during the study period(1930–2015),annual mean temperature,annual precipitation,and annual potential evapotranspiration in the river basin increased substantially.We employed hydrological sensitivity method to evaluate the impacts of climate change and human activities on river runoff based on precipitation and potential evapotranspiration.It was estimated that human activities accounted for over 82.6%–98.7%of the reduction in river runoff,mainly owing to water withdrawal for irrigation purpose.The observed variations in river runoff can subsequently lead to adverse ecological consequences from an ecological and regional water resources management perspective.     

两千年来太原盆地古湖泊的水量平衡研究

根据1919-1970年汾河流域近50年器测的水文、气象资料,应用水量平衡的方法,从湖面降水量,入湖径流量和湖面蒸发量等方面,对两千年来不同的历史时段,太原盆地湖泊的水量平衡进行了估算。研究表明：在不考虑湖泊出湖水量的情况下,所有时段太原盆地湖泊水量都处于盈余的状态,所以能够维持存在。如果不考虑入湖径流量,只有先秦时期...     

全球气候变化背景下中国黄河流域的响应

黄河流域地处干旱、半干旱地区,水资源系统对气候变化十分敏感。最近几十年黄河流域气温和降水发生了明显变化。20世纪80年代中期以来,黄河流域气温明显升高,且以冬季增温为主,流域北部增温尤其显著;20世纪90年代,黄河流域降水明显减少;进入21世纪,降水略有增加。气温升高和降水减少是黄河流域径流锐减的重要原因。根据气候模式...     

黄河流域旱涝灾害的时空分布特征

本文以月降水距平为指标,根据黄河流域典型台站４０年的降水资料,对黄河流域旱涝灾害的时空分布特征进行了分析,并进行了区域划分。     

气候变化对干旱缺水区中尺度流域水文过程的影响

基于1997-2003年的气象水文资料,选择了黄土高原泾河流域上游,对半分布式生态水文模型SWIM进行了率定和验证,并以流域历史气象条件为基准,固定其它气候因素不变,针对单一气候因素变化(降水或温度)进行了情景模拟,分析、评价了降水和温度对流域径流量、蒸散量和土壤蓄水量各水文过程的影响。结果表明:流域降水量增加(减少),年径流、蒸散及蒸散分量、土壤蓄水量均增加(减少),且降水转化为各水量平衡分量的比例大小依次为径流量(蓝水)>蒸散量(绿水)>土壤蓄水量;流域温度升高,蒸散及其分量随之增加,但径流和土壤蓄水量则随之相应减少。研究结果对于变化环境下的干旱区流域水资源管理具有一定的意义。     

Effects of climate change and human activity on lake shrinkage in Gonghe Basin of northeastern Tibetan Plateau during the past 60 years

Changes in the status of freshwater resources are a topic of major global,regional and local concern.This is especially so in the arid and semi-arid regions of China,where shortage of water resources plays a crucial role in limiting sustainable socioeconomic development,as well as in sustaining natural ecosystems.Recent climate change,as well as the effects of localized human activity,such as the use of water for irrigation agriculture,may have significant effects on the status of the water resources in the region.Here,we report the results of a study of changes in the areas of lakes in Gonghe Basin,northeastern Tibetan Plateau of China,over the last 60 years.The data were acquired from optical satellite images and demonstrate that the total water area of lakes in Gonghe Basin decreased significantly from the 1950 s to 1980 s.The cause is ascribed mainly to human activity including exploitation of farmland,against a background of increasing population;in addition,climatic data for the region demonstrate a minor drying trend during this period as the temperature increased slightly.After the construction of several reservoirs,significant amounts of water were redistributed to promote irrigation agriculture and we conclude that this caused a significant shrinkage of the natural lakes.However,both the area of farmland and the population size remained approximately constant after 1990.We conclude that the variation of the total area of lakes during the second period was mainly controlled by climatic factors(precipitation and temperature).As the regional temperature reached a new high,the area of some of the lakes decreased sharply before finally maintaining a relatively steady state.We emphasize that anthropogenic climate change and human activity have both significantly influenced the status of water resources in the arid and semi-arid regions of China.     

1976-2009年青藏高原内陆湖泊变化的时空格局与过程

为了揭示近几十年来气候变化条件下青藏高原内陆现代湖泊的时空变化规律,在1976年、1990年、2000年和 2009年4个时段青藏高原内陆湖泊变化制图结果的基础上,重点分析流域内湖泊变化的时间过程和流域间湖泊变化的空间模式,并从气候要素变化、流域水源补给等方面探讨影响内陆湖泊变化的主要因素。结果表明：流域内湖泊总面积1970-1990年萎缩、1990-2009年扩张,1976-2009年呈现扩张的变化趋势,年均降水量和年均气温的变化趋势较好地解释了湖泊由萎缩到扩张的变化状况。从湖泊变化的空间格局来看,不同地域、不同流域的湖泊面积变化模式及其剧烈程度与流域内的水源补给方式有关,以雪冰融水补给的流域内湖泊总面积变化的剧烈程度远不及以冻融水补给为主的流域。因此,区域气候的变化是近几十年来高原内陆湖泊整体显著萎缩或扩张的主要原因,而流域水源补给的方式诠释了湖泊变化的区域差异。