近40a岱海湖面动态变化研究

文中以位于干旱-半干旱过渡区的岱海为研究对象,利用地形图和13期Landsat遥感影像,通过人工目视解译方法提取岱海水域面积和流域耕地面积,探讨其最近40a内时空变化过程及机制。结果表明:从1976年的149.55km~2萎缩到2015年的60.54km~2,缩减幅度达到59.52%。其中1995-2000年湖面萎缩最显著,缩减面积达到18.76km~2,2000-2006年湖面萎缩了5.01km~2,2010-2015年间又缩减了8.85km~2。从湖泊面积变化过程分析发现,其面积变化主要受人类活动以及气候暖干化等因素的共同影响。自1976-2015年间气温升幅明显,降水量和蒸发量呈减少趋势,入湖径流量减少明显。随流域人口迅速增长导致流域工农业总用水量快速增加,对湖泊面积变化形成巨大影响。     

基于RS和GIS的内蒙古达里诺尔湖1999-2010年动态监测

近10年来干旱和半干旱地区的内陆湖泊发生了巨大变化,有的稳定、有的萎缩,有的消失。文中以多时相LandSat TM/ETM+影像和早期1:5万地形图为数据源,选择内蒙古地区第二大湖泊达里诺尔为研究区域,从面积、变化率和空间分异特征等多个方面对该湖泊近12年的变化过程进行分析。结果表明:达里诺尔湖从1999年到2010年湖泊重心西移岸线的发育系数减小,面积由220.3389km2缩减到190.0944km2,面积缩减了30.2445km2,年平均变化率为-0.012479%;对邻近三个气象台站50年气象资料的分析表明,湖泊萎缩的主要因素是气温的升高,蒸发量的上升以及降水量的减少。     

西藏羊卓雍错流域冰川-湖泊动态变化研究

基于landsat卫星数据,数字高程模型(DEM)数据以及气象数据,借助遥感和地理信息系统技术,定量分析了1977年到2012年西藏羊卓雍错流域内冰川、湖泊的变化及其原因。结果表明:35年间该流域冰川面积持续缩小,并且在2000年以后有加速退缩的趋势,共减少了58.45km2。湖泊经历了先缩小后增大再加速萎缩的过程,35年来湖泊共缩小了46.19km2。流域35年来年均气温上升明显,尤其是冬季气温上升幅度大,气温的升高是冰川快速退缩的主要原因;湖泊的消涨取决于降水和蒸发的综合作用,冰川和湖泊之间的水文关系不显著。该区域近年来有暖干化的趋势,水资源压力较大。     

亚洲中部干旱区湖泊的地域分异性研究

湖泊是干旱区气候与环境变化的敏感指示器,了解干旱区湖泊的空间分布和变化特征,有利于正确分析和评估气候变化和人类活动对干旱区水资源的影响。采用2010年的Landsat 遥感数据资料,对新疆、中亚五国及其毗邻高山地区的湖泊制图,并分析该区域内湖泊的数量、面积的时空分布特征。研究表明：① 2010年研究区域内大于0.01 km²以上的湖泊总数为30 952个,总面积为496 674.35 km²,其中哈萨克斯坦北部、阿尔泰山地区和昆仑山南麓是湖泊富集的地区。② 湖泊数量与湖泊面积呈幂指数关系,湖泊面积每升高一个10的量级,该量级内的湖泊数量下降4~6倍,湖泊面积增加1~2倍,与全球的湖泊分布相比,属于湖泊分布相对稀少的地区。③ 湖泊数量在纬度带的空间分布相对均一,大型湖泊集中分布在41°~44°、46°和48°~50°的纬度带上;低海拔地区的湖泊数量多,面积大,高海拔地区湖泊数量多,面积小;山区、河谷湿地和哈萨克斯坦北部草原湖泊数量多;荒漠区湖泊分布稀少。④近20 a来,高山地区湖泊与平原地区湖泊呈相反的变化模式,高山地区湖泊处于稳定或快速扩张态势,而平原地区的湖泊剧烈萎缩。     

1964—2014年柴窝堡湖面积的时序变化及驱动因素

以乌鲁木齐柴窝堡湖为例,根据Corona和Landsat遥感数据,提取近50 a湖泊水面变化的时间序列,利用激光测高卫星ICEsat/GLAS数据,提取2003—2009年水位变化信息,进而分析湖泊在气候变化和人类活动条件下的年、月空间变化特征。结果表明:柴窝堡湖水面变化分3个阶段:1964—2004年、2005—2010年和2011—2014年,其面积变化率分别为0.012 km2·a-1、-0.256 km2·a-1和-4.798 km2·a-1。水面变化由缓到急,并在2014年9月25日首现干涸,湖泊水体生态功能正在逐步丧失。湖泊水面的月变化在2005年以后逐渐明显,春季处于水面峰值,秋季处于低谷,多年的月变化曲线直观地反映了水面面积加速减退的趋势。湖面边界的空间变化与湖面水位的变化过程体现了"陡岸平底"的湖泊形态特征。2005年以前,湖水面积变化较小,而湖水水位变化相对明显;2005年以后,湖水面积显示有规律的加速缩减;2012年湖水边界退缩到湖盆底部后,湖水面积与地下水位变化呈现明显的相关性。驱动因素分析结果表明,1993年以后的地下水开采是湖泊水位与面积变化的主要动因,1999—2004年显著增加的降水减缓了湖泊水面的萎缩速度;而2004年以后,由于持续高强度地开采湖区地下水,湖泊的水量平衡被打破,导致了柴窝堡湖干涸的生态灾难。     

苏干湖流域冰川、湿地对气候变化的响应研究

苏干湖(包括大、小苏干湖)是祁连山西段山间内陆河流域尾闾湖泊，所在流域仅有少量牧业活动。研究湿地和冰川对气候变化的响应，可为未来水资源保护和利用决策提供支撑。以苏干湖流域气象数据、遥感影像、冰川编目数据、水文监测数据等为基础，识别流域气候变化拐点，分析冰川变化规律、河湖湿地的演变以及冰川和湿地对气候变化的响应。结果表明：1)1956年以来，苏干湖流域年均温呈上升趋势，年降水量先减少后增加，流域气候经历了冷湿-暖干-暖湿等一系列变化。2)冰川的数量、面积和储量都在持续减少，冰川消融加剧。其中≤0.1km²的小冰川数量和面积呈增加趋势，冰川规模越小则越易发生消融。3)1995-2020年地表河流总流程由302.16km延长到325.29km,增长了23.14km;主干河流大哈尔腾河的径流量、径流深都在增加。4)湖泊的面积和水位同步变化，其中大苏干湖面积和水位都有所上升，小苏干湖面积和水位则基本不变。     

黑河流域干旱化驱动力机制及其趋势预测

干旱与水资源短缺是黑河流域的基本环境特征。候变暖的背景下,该地区的降水量虽然有所增加,但是远远不能抵消气温升高带来的蒸发量。在气候干旱化增强的背景下,黑河流域的径流量在上游呈现增加的趋势,由于中上游对水资源的开发利用,使得黑河流域越往下游,径流量减少越明显,下游的水文干旱进一步加剧。受气候干旱、水文干旱、人为干旱的影响,近50a干旱灾害面积急剧扩张,选取1957—2004年的张掖市旱灾面积统计资料,采用马儿可夫预测方法,预测了2005—2010年的旱灾面积的状态概率,并提出一些对策。     

青海省共和盆地20年来沙漠化土地变化

对共和盆地1990、2000、2010年三期TM数据进行处理与信息提取,获得了20年来沙漠化土地空间分布信息,在GIS技术支持下,分析了各类沙漠化土地的类间转化特征及时空变化。结果表明:研究区沙漠化土地以正在发展中沙漠化土地、强烈发展中沙漠化土地、严重沙漠化土地为主,1990年研究区沙漠化土地总面积为573.66km2,占研究区总面积的2.83%;2000年沙漠化土地总面积为577.44km2,占研究区总面积的2.85%;2010年沙漠化土地总面积为630.57km2,占研究区总面积的3.12%。从空间分布上土地沙漠化最严重的区域分布在龙羊峡库区周围的木格滩、河卡滩、塔拉滩。1990年到2000年沙漠化土地总面积增加3.78km2,年均增加0.38km2,2000年到2010年沙漠化土地面积增加57.13km2,年均增加5.31km2。总体来看研究区沙漠化土地面积呈增加趋势。     

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。     

近20年长江源头各拉丹东冰川变化及其对气候变化的响应

基于1992、2002、2008年三个时相TM数字遥感影像和1:10万地形图数据,通过目视解译方法提取冰川面积,研究了青藏高原腹地长江源头各拉丹东地区冰川变化问题。结果表明:各拉丹东地区总冰川面积自1992年以来呈持续下降趋势,面积由1992年的931.59km2减少至2002年的927.66km2,至2008年时缩减至915.13km2。1992~2008年冰川面积共减少了16.46km2,年平均递减约1.03km2,总面积减少约1.77%。2002-2008年总面积下降约1.35%,约为1969-2000年的31a间冰川消融面积的80%,表明近二十年青藏高原腹地冰川退缩速率明显加快。进一步分析发现,面积较小的冰川其消融或退缩速度更快,面积较大的则相对较为缓慢。在总体退缩趋势下,2号冰川末端部分地区2002年出现了增长趋势,其变化趋势表现为:退缩-短暂前进-退缩。对影响冰川变化气候因子分析表明,近几十年青藏高原地区升温所引起的气候变暖是影响20世纪90年代中期以来该地区冰川加速消融的根本原因,气候显著变暖冰川明显退缩。     

塞北湖城建设的初步研究

在城市规划建设中,保护和开发利用好城市湿地对优化城市人居环境,实现可持续发展具有重要意义。围绕"塞上湖城"建设,在阐述银川湖泊湿地历史变迁、形成背景的基础之上,分析了"塞上湖城"建设的意义及可行性,探讨了开发建设中应关注的问题及应着力解决的问题。     

亚洲中部干旱区的湖泊

采用系统论的观点,对亚洲中部的干旱区湖泊（包括咸海、巴尔喀什湖、博斯腾湖、艾比湖、玛纳斯湖、艾丁湖与罗布泊等）的水分循环与其他物质循环进行综合研究,其结果不仅丰富了生态循环的理论,而且深刻地揭示了干旱区湖泊与湿润区湖泊截然不同的特征;表现出水分循环的独特性、形态测量学的复杂性、风生湖流的奇特性与泥沙运行的规律性以及内陆湖水化学特征和别具一格的水生态循环系统等。干旱区湖泊作为陆地水圈的组成部分,他是一个完整的生态系统。他由湖泊中的生物和水两大亚系统组成,相互作用而又相互联系。尽管大陆性气候严酷和强烈,风生湖流强劲（有时还多亏他的作用）,蒸发量大,但内陆湖能生存数千年,即在现代时间尺度上是无IL尽的。     

MIS 3阶段吉兰泰古湖演化的初步研究

本文采用遥感影像分析和差分GPS方法精确测量各级湖岸堤高程,通过OSL定年技术对湖滨沉积物进行年代测定,重建湖泊演化的时空分布格局和环境变化历史。通过大范围的野外调查和测试,结果表明:在吉兰泰盐湖周围存在海拔高度1080~1070m,1060m,1050m,1044m和1035m的5级湖岸堤。在吉兰泰东北70km处乌兰布和沙漠腹地贺日木西尼也存在1080m的古湖岸堤和海拔高度1052m到1035m的长达11km的古沙嘴。各级湖岸堤沉积物由湖滨砂或湖滨砂砾石组成,含有蓝蚬等贝壳体,这些证据是吉兰泰古湖存在和湖面波动的重要标志。通过1080m湖岸堤沉积物的OSL年代测定,确认在MIS 3阶段的60ka B.P.前后发育吉兰泰古大湖,此时湖水向东延伸至乌兰布和沙漠腹地,水深达到60m。根据贺日木西尼湖岸堤高程和分布特征来推断,此时的吉兰泰古湖可能与河套古湖产生水源联系。吉兰泰古大湖形成和演化过程,受到区域气候、黄河(内蒙古段)演化和河套古湖的演变以及区域构造运动等诸多因素的影响,需要进一步研究。     

流域气候变化和人类活动对内陆湖泊影响的分析

近几十年来干旱和半干旱地区的内陆湖泊发生了巨大的变化,有的出现了面积萎缩和水位下降,有的水位和面积保持稳定,有的消失;博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖,青海湖是我国最大的内陆咸水湖;因此,研究其流域气候变化和人类活动对湖泊的影响具有代表性,对更好保护内陆湖泊,合理利用湖泊水资源具有重要的意义。利用1958-2000年流域降水和温度的资料和灌溉引水量的资料,采用年代对比、距平百分率、滑动平均曲线方法分析了气候变化和人类活动对博斯腾湖和青海湖的影响。分析结果表明气候变化是湖泊水位变化的主要原因;人类活动对博斯腾湖水位变化有一定的影响,而对青海湖水位变化的影响微弱。     

新疆玛纳斯湖演化的地貌特征

在北京一号卫星遥感影像的支持下,利用最新实测精度达到1 m分辨率的地形等高线数据、野外测量数据,结合20世纪50年代野外实地调查资料等前人研究成果,对玛纳斯湖演化的构造地貌特征及补给来源等进行了详细分析。结果表明:①构造运动奠定了玛纳斯湖及周围湖泊演化的基本地貌特征,玛纳斯湖是古玛纳斯湖在3次区域性构造运动和气候因素作用下解体后分离出的几个小湖泊之一,早在1915年玛纳斯河改道之前就已经存在,并不是游移湖。玛纳斯湖北部的洪积扇与古河道、多斯他浪岗冲积扇等表明,除接受玛纳斯河补给外,很多发源于准噶尔盆地南、北部山区河流都曾补给过古玛纳斯湖;这些冲、洪积扇的扇缘位置、玛纳斯湖和艾里克湖北部的两级阶地,玛纳斯河的三角洲平原及各湖泊都在海拔280 m的范围内,表明古玛纳斯湖的范围可能在海拔280 m的高程范围内;湖区钻孔取样分析等相关研究也表明,自晚更新世以来,该区域一直为湖泊环境。②各湖泊的补给关系分析及湖泊演化过程表明,人类活动是近半个世纪以来湖泊演化的主要驱动力,保证白杨河、玛纳斯河这两条补给河流的入湖水量,是该地区湖泊湿地得到恢复和维持的前提。     

Lake surface area method to define minimum ecological lake level from level-area-storage curves

Lake level assessment is essential for the protection of ecosystem in shrunk or shrinking lakes. Minimum ecological lake level is the critical lake level below which there should be no human activities to further decrease the lake level, and this level can provide a certain protection for the lake ecosystem. Lake surface area method was proposed to define the minimum ecological lake storage as the breakpoint of the lake surface area-storage curve, where the curve slope equals to the ratio of maximum lake surface area to maximum lake storage. If the curve can be expressed as a simple analytical function, the minimum ecological lake storage can be calculated analytically. Otherwise, it can be calculated numerically using the ideal point method for an equivalent multi-objective optimization model that balances ecosystem protection and water use. Then the minimum ecological lake level can be estimated from the lake level-storage curve. Compared with available lake morphology analysis methods, the lake surface area method is superior in its definition of minimum ecological lake level, applicable range of lake morphology, and calculation complexity. The proposed method was applied to two representative lakes in China, including one freshwater lake (the Dongting Lake in Hunan province in Central China) and one saltwater lake (the Ebinur Lake in Xinjiang Uygur autonomous region in Northwest China). The estimated minimum ecological lake level for the Dongting Lake is 26.7 m, at which 31% of the maximum lake storage provides 87% of the maximum lake surface area. The result for the Ebinur Lake is 191.2 m, at which 24% of the maximum lake storage provides 54% of the maximum lake surface area. The estimated minimum ecological lake level balances the conflict between economical and ecological water uses, and can provide a relatively larger habitat for the lake ecosystem with relatively smaller lake storage. These results are rational compared with the results of other methods. The calculated minimum ecological lake level can be used in the protection of lake ecosystems and the planning and rational use of water resources in lake basins.     

Tectonic geomorphological characteristics for evolution of the Manas Lake

Owing to global climatic changes and human activities,the lakes have changed dramatically in the Junggar Basin of Xinjiang in recent 50 years. Based on the remote sensing images from Beijing Satellite No.1 in 2006 together with the measured topographical data in 1999 and other data since the 1950s,this paper analyzes mainly the features of landforms around the Manas Lake and the changes of feeding sources of the lake. The results are as follows:(1) Tectonic movement brought about the fundamental geomorphological basis for lacustrine evolution,and the Manas Lake is one of small lakes broken up from the Old Manas Lake due to tectonic movement and drought climate; the Manas Lake had existed before the Manas River flowed into it in 1915. The geomorphologic evidences for evolution of the Manas Lake include:(a) Diluvial fans and old channels at the north of the lake indicate that the rivers originating from the north mountains of the Junggar Basin had fed the Old Manas Lake and now still feed the lake as seasonal rivers; (b) The Old Manas Lake was fed by many rivers originating from the mountains,except for the Manas River,from the evidence of small lakes around the Manas Lake,old channels,alluvial fans,etc.; (c) The elevations of the alluvial and diluvial fans are near to the 280 m a.s.l. and all of the small lakes and lacustrine plains are within the range of the 280 m a.s.l.,which may prove that the elevation of the Old Manas Lake was about 280 m a.s.l.; (d) Core analysis of the Manas Lake area also indicates that the Manas Lake has existed since Late Pleistocene epoch. (2) Analysis on the feeding relations between the lakes and the lacustrine evolution shows that human activities are one of main driving forces of the lacustrine evolution in recent 50 years,and it is the precondition of restoring and maintaining the lacutrine wetlands in the study area to satisfy the feeding of the Baiyang and Manas rivers to the Manas Lake.     

新疆艾比湖湖面动态变化及其影响研究

艾比湖是新疆典型的平原区湖泊,随着近50年来流域气候和人类扰动双重影响下,艾比湖湖面相应呈现出动态变化的态势。由于其地理区位独特,艾比湖湖面变化所引发的区域性生态环境问题,已成为关系到新疆社会经济可持续发展全局的紧迫问题。本文以艾比湖为研究靶区,从年内与年际尺度对湖面变化进行研究,并在剖析湖面动态变化原因的基础上,系统地分析了湖面动态变化的生态环境效应及其影响[1,2]。指出要维护艾比湖地区良好的生态环境,必须对艾比湖最优运行水位加以研究,通过最优运行水位模型的构建来确定具体优化管理方案,以确保艾比湖流域生态环境与社会经济的和谐发展。     

博斯腾湖的咸化与淡化

博斯腾湖的功能是多方面的，在南疆经济建设中很重要。本文对该湖概况、湖体效应、水质演变、水盐平衡、生态环境等作了介绍和分析，提出了治理建议，对湖水淡化作了预测。