近22年结则茶卡湖流域冰川、湖泊变化及原因分析

文中利用Landsat TM/ETM +/OLI遥感影像、SRTM4.1 DEM及ICESat卫星高程数据分别对结则茶卡湖流域的冰川和湖泊面积变化、高程变化、湖泊相对水量变化进行了分析.结果表明:1)1991-2013年流域冰川由133.62km2±0.02km2退缩至130.26±0.02km2,共退缩3.36±0.02km2,退缩百分比为2.5％;2)1991-2013年流域湖泊由107.87km2±0.02km2增加至115.82±0.02km2,共扩张了7.95±0.02km2,扩张百分比为7.4％;3)2003-2009年流域冰川水当量高度共降低2.77±0.10m(0.40m·a-),冰川物质损失为0.38±0.01km3水当量;湖高程共增加1.46±0.10m(0.21m·a-1),相对水量增加0.16±0.01km3;4)太阳辐射和升温是冰川消融的主要原因,略有增加的降水不能弥补太阳辐射和升温的影响.冰川融水增加是结则茶卡面积扩张、水位升高的主要原因,略有增加的降水和增加的冻土退化和消融量目前不是湖泊水量增加的主要因素.     

青藏高原南部佩枯错流域冰川-湖泊变化及其对气候的响应

冰川和湖泊变化反映了区域的水热平衡变化,是气候变化的天然指示器。佩枯错流域位于喜马拉雅山北麓,流域内冰川-湖泊变化是对气候变化的响应。文中利用Landsat系列影像及测高数据ICESat/GLAS和CryoSat-2,获取佩枯错流域内1991,2000,2009和2014年4期冰川和湖泊面积以及湖面高程变化;通过建立湖泊面积和高程的关系式,获得湖泊的水量变化,结合气象要素,分析冰川-湖泊变化对气候的响应。结果表明:1991年以来,佩枯错流域内冰川、湖泊呈退缩趋势,且退缩速率加快,在2013年降水量突增导致湖泊水位有所上涨。可知,气温升高导致冰川加速消融,降水量与蒸发量的差额变化量影响湖泊变化。流域内冰川、湖泊变化对气候变化响应显著。     

西藏玛旁雍错流域湖泊面积变化及成因分析

利用1975年地形图、1990年、1999-2009年TM卫星遥感影像和近35 a(1975-2009年)气温、降水、积雪日数、蒸发量等气候资料,分析研究了位于西藏阿里地区南部普兰县境内玛旁雍错、拉昂错湖泊面积变化对气候变化的响应。结果表明：在过去35 a里玛旁雍错、拉昂错面积先减少后增加,总体呈减小趋势,到2009年玛旁雍错面积为415.44 km²,拉昂错面积为261.36 km²。与1975年相比2个湖泊面积分别减少了1.56 km²和11.01 km²;受气候变暖的影响,流域附近的冰川面积也在加速退缩。对1975-2009年普兰县气象资料统计分析可知,降水量减少是导致湖泊面积缩小的主要原因,蒸发量不显著的增加及雪冰消融也是近几年湖泊面积波动变化的原因之一。     

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。     

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。     

近年来祁连山中段冰川变化

基于遥感和实测的方法,对近50 a来祁连山中段,包括黑河流域和北大河流域的冰川变化特征进行了分析。研究表明：1956-2003年,祁连山中段所研究的910条冰川面积共缩小了21.7%。其中,黑河流域冰川面积缩小了29.6%,北大河流域冰川面积缩小了18.7%。小冰川面积变化较大冰川要大,其对气候变化的敏感性较强。由于祁连山中段东西跨度较大,气候和地形等因素的不同,直接造成了冰川变化的区域差异。近期野外考察发现,位于黑河上游的葫芦沟流域,1956-2010年冰川面积缩小了30.1%,近7 a冰川面积缩小的比率达到前期的近5倍,且其中的十一冰川由于消融严重,已经完全分离成2条独立的冰川。雪冰融水径流是该流域中重要的水源,在稳定河川径流、调节其年际变化和年内分配方面发挥着重要作用。     

近23年来北天山冰川面积变化对气候的响应

利用1989、1998、2011年的Landsat TM、ETM+遥感影像为数据源,运用比值阈值法(b3/b5)结合目视解译方法,提取了北天山3个时段的冰川边界,并在地理信息系统技术支持下分析了该区域冰川的变化情况。研究表明:北天山整体变化幅度较大,冰川表现为萎缩的趋势,近23年来冰川面积减小了14.93%。分析认为,较大的变化率是由于研究区面积<1km2的冰川数量占总数的比重较大(近80%)造成的。同时分析了北天山冰川空间结构特征,<0.5km2面积的冰川对气候变化最为敏感,消融率最高,1～5km2面积的冰川对消融总量贡献比例最大。依据分形理论对未来冰川变化进行初步预测,分析认为研究区冰川的消融率仍保持比较高的状态。     

1973-2010年布喀塔格峰冰川波动对气候变化的响应

通过遥感图像处理技术和目视解译方法提取1973-2010年位于昆仑山中段的布喀塔格峰冰川界限,用GIS分析近37a冰川面积变化,并系统地研究其对气候变化的响应情况。结果表明:1973-2010年布喀塔格峰冰帽表现先扩大(1973-1976年)后退缩(1976-2010年)趋势,总面积缩小了5.42%,每年退缩0.14%。分析1960-2010年研究区的气候变化特征,发现布喀塔格峰冰帽退缩的关键因素是气候变暖,年降水量的增加不能够抵消由夏季温度剧烈上升导致的冰川消融率,并且地形条件、地理位置以及冰川规模都是影响冰川波动的重要因素。     

红碱淖湖泊面积变化影响因素及预测分析

通过水量平衡计算,分析表明入湖地表水量减少是20世纪90年代末以来红碱淖湖泊持续萎缩的主要原因,而导致入湖地表水量减少的主要因素包括经济社会用水增加、水库工程拦蓄、植被建设耗水量增加、地下水超采和地下水位下降等方面。结合流域内水库工程供水情况,考虑适当压减农田灌溉面积以压采现状地下水超采量,设置不同用水情景预测了未来湖泊面积:若流域内水库工程按照现状供水水平向河道外供水,考虑压采现状流域内地下水超采量781.3万m3,湖泊面积可维持在35.6km2,较2010年湖泊面积38.2km2缩小2.6km2;若流域内水库工程按照设计供水能力向流域外供水时,即使压采781.3万m3的地下水超采量,未来湖面面积仍将进一步缩减至22.0km2。     

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。     

艾比湖最低生态水位研究

艾比湖最低生态水位的研究对解决流域生态退化问题具有重要现实意义。参考前人所提出的几种确定湖泊最低生态水位的方法,结合艾比湖流域实际情况对艾比湖最低生态水位进行了分析和计算,计算结果表明:艾比湖最低生态水位的范围为191.4m,相应湖面面积为570km2,从保护艾比湖湿地自然保护区的角度看,确定的最低生态水位合理。     

苏干湖湿地与奎屯诺尔湿地之间水力联系研究

选择位于柴达木西北部苏干湖盆地苏干湖湿地和奎屯诺尔湿地作为研究对象,采用氢氧同位素、地下水动态、地球物理勘探及遥感解译技术与方法,对苏干湖湿地与奎屯诺尔湿地之间的水力联系进行了研究.结果表明:(1)苏干湖湿地地下水主要接受大气降水和侧向径流补给,奎屯诺尔湿地地下水主要接受阿尔金山冰川融水通过地下径流补给;(2)苏干湖湿...     

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。     

1998年特大洪水前后霍林河流域下游洪泛湿地景观变化研究

以1998年特大历史洪水为背景,基于遥感技术平台,运用景观生态学理论,从时间尺度上进行单场洪水前后洪泛湿地景观格局的定量对比分析研究,通过特大历史洪水前后的景观动态变化、景观格局指数变化和景观转换变化三方面来揭示特大历史洪水对退化洪泛湿地景观的恢复功效.结果表明:(1)霍林河1998年特大历史洪水对流域下游退化的洪泛湿地具有很好的恢复功效,且以自然湿地有恢复效应较强,人工湿地的作用效果甚微.(2)在特大历史洪水作用下霍林河流域下游洪泛湿地景观整体性和多样性提升,稳定性增强.(3)霍林河1998年特大历史洪水促进数量众多的河流湖泊湿地生成,与此同时原有河流湖泊湿地面积扩张,使得河流湖泊湿地整体性增强,这主要是缘于特大洪水提供的丰富水源使得河道附近的沼泽湿地,以及湖泡周边的盐碱地大量的演变为河湖湿地.(4)霍林河1998年特大历史洪水虽然对沼泽湿地亦具有一定的恢复功效,亦主要来源于河道附近的盐碱地的转换输入贡献,但效果不及河流湖泊湿地的显著,这可说明单次偶发的特大洪水可能较难起到彻底恢复退化洪泛湿地景观的功能,而要实现该目标,可能需要超标准洪水的频繁泛滥,这需要进一步的研究.(5)特大历史洪水在促进流域下游洪泛湿地景观扩张的同时,洪水的冲洗盐作用对流域的盐化环境亦具有很好的改善作用,因此亦可以通过增大洪水的泛滥来改善流域严峻的盐化环境.但是需要多大频次的、多大量级的洪水泛滥作用还需要更进一步的研究.(6)偶发的特大历史洪水虽然可以很好的实现河流湖泡湿地景观的恢复,但这种恢复的效果能持续多久,还需要进行更长时间序列的更新研究.     

1957-2009年祁连山老虎沟流域冰川变化遥感研究

利用1:50000地形图,4期Landsat TM遥感影像及2009年RTK冰川边界测量结果,获得了1957-2009年间老虎沟冰川流域的面积变化特征,结合气候变化背景资料,探讨了冰川面积变化对气候变化的响应。结果表明:目视解译是老虎沟流域冰川变化遥感研究的最优方法;1957-2009年间老虎沟冰川面积共减少了11.59%,以1994-1999年间的缩减最为显著,1999-2009年间的变化次之,1957-1994年变化最小。冰川缩减率与气温增加值成正比,与冰川规模成反比。该结果为进一步丰富冰川变化及水资源研究奠定了基础,具有重要的科研价值和社会意义。     

祁连山北大河流域冰川变化遥感监测

基于1956年地形图和2003年ASTER影像数据,在RS和GIS技术支持下,确定了1956年和2003年的冰川边界,对祁连山北大河流域冰川近47 a来的变化进行了研究。结果表明：该流域372条冰川面积在47 a间共减小了33.56 km²,平均每条减小0.09 km²,变化率-15.42%,冰川末端累计退缩51 015 m。分析显示,小冰川比大冰川消融的更快。对研究区附近气象站近年来的年平均气温、夏季平均气温和年降水量进行分析,认为气温升高是北大河流域冰川快速萎缩的主要原因。与中国西部其他冰川进行对比研究发现,北大河流域冰川消融速率比新疆要快,但较黑河流域及其他子流域要慢,初步推测是由冰川所在区域的气候及冰川自身因素共同作用的结果。     

近50年来天山博格达峰地区冰川变化分析

选取了博格达峰地区的112条冰川,对近50年来该区的冰川变化情况进行详细分析。结合1:5万地形图、Landsat ETM+影像及数字高程模型数据,通过雪盖指数提取的方法,参照专家指导意见进行冰川边界的再次修订,得到1962~2011年该区的冰川变化数据,并分析了过去近50年来冰川变化特征及其对气候变化的响应过程。结果表明:1962~2011年,研究的112条冰川总面积从109.94km2减少到85.88km2,减少了24.06km2,退缩率为21.88%;冰川平均面积从0.98km2减小为0.78km2。结合蔡家湖、乌鲁木齐、达坂城、奇台气象站气象资料分析,天山博格达峰地区冰川萎缩与该地区气温快速上升关系密切,气温上升导致的冰川消融在一定程度上抵消了降水增加对冰川的补给。     

祁连山西段水文水资源及其特征

祁连山西段河流水系包括疏勒河流域和苏干湖流域,有时归并为疏勒河流域。疏勒河靠近欧亚大陆＂旱极＂,降雨稀少,平原地区降雨量仅50 mm,山区降雨量随高度增加,最大可达170 mm左右。虽然雪线较高,因山体高大,西段祁连山冰川发育,雪冰融水在河川径流中占比重最大。随着气候向暖湿转型,降雨有增加趋势,雪冰融化速度加快,河流出...     

青海高原气候变化的环境响应

通过分析环境演变过程与气候变化的关系,从4个方面揭示全球气候变化的青海高原响应:①近45年来,青海高原表现出土地荒漠化、草地退化、冰川冻土萎缩、湖泊水位下降和河流流量减少等环境退化事实;②在全新世气候适宜期的温暖湿润背景下,高原植被、湖泊、土壤、冰川及冻土的良性响应,表明高原环境的优劣与气候环境变化密切相关;③全新世大暖期以来,青海高原从1 000年尺度看,20世纪正处于干冷期,从100年尺度看,正处于干暖化阶段,100年尺度上的升温则将带来湿润,而10年尺度上的升温多导致干旱;在增暖初期,由于降水变化滞后于温度变化,所以青海高原在经历20世纪80年代末以来大幅增温以后,预计未来降水量增加的可能性很大;④近20余年,高原迅速增温将导致蒸发量增加,可抵消甚至超过降水增加的作用,造成气候干暖化,在达到稳定的暖湿阶段前气温和降水出现大幅度频繁的波动,将带来严重的旱、涝等灾害,20世纪可能就处于稳定暖湿阶段前的剧烈波动与多灾阶段。     

托木尔峰南麓河流径流量变化特征及其对北极涛动(AO)事件的响应

由于冰雪融水很高的补给比重,本区河流径流量具有高度的季节集中性和多年径流变化的稳定性。温度变化的连续性和稳定性及其对冰雪消融的控制作用,使托木尔峰南麓以冰雪融水补给为主的河流径流量不如以降水补给为主的河流变化剧烈,1980年代中期以来增幅也明显小于以降水补给为主的河流。本区河流月径流量持续性很差,径流对气候变化具有较高的依赖性,并且对北极涛动(AO)事件具有较好的响应:强AO年较高的温度,促使了冰川消融加剧,以冰川融水补给为主的河流径流量明显增多;而弱AO年由于温度较低,冰川消融减少,河流径流量也明显减少。