新疆博斯腾湖水生态环境变化分析

博斯腾湖曾是我国最大的内陆淡水湖 ,也是新疆境内迄今为止最大的湖泊。 195 8年前湖泊水位持续保持在 10 4 8.0m左右 ,此时湖体东西长约 5 5km ,南北宽约 2 0～ 2 5km ,湖水水面积为 116 0km2 ,湖泊容积 84 .1×10 8m3 ,水深变化在 8～ 15m之间 ,平均水深 8.1m。博斯腾湖的原始自然生态环境已发生巨大变化 ,其湿地面积已由 95 0km2 缩减到 12 0km2 ,沼泽面积亦由 6 0 0km2 缩减至 4 0 0km2 ,矿化度则由 0 .5 5mg/L上升至 1.2mg/L ,土著鱼种濒于绝迹。通过对博斯腾湖的形成与演变及湖泊水系的原始生态环境的探讨 ,分析近 5 0a来该湖水环境的变化及其主要影响因素。     

新疆博斯腾湖水环境问题研究

博斯腾湖是塔里木河流域4大源流--开都河的尾闾湖,孔雀河的源地.位于焉耆盆地东南,是我国最大的一个十分特殊,而又非常重要的内陆淡水湖泊.湖水清澈、水温适中(18.2～19.7 ℃),水生生物资源丰富.湖区西岸大片沼泽湿地是我国优质芦苇生产基地.博斯腾湖不仅对焉耆盆地和孔雀河流域环境具有调节作用,更为重要的是对当地的经济社会环境的可持续发展、对区域环境友好建设具有直接的影响.基于物质和能量的守恒理论,消耗品必须有出处,废弃物必须有去处.河流和气流在给博斯腾湖带来各种径流的同时,也带来了自然和人类活动产生的废弃物,导致湖泊生态功能受损.为适应变化着的湖泊环境,人类曾采取了一些限制自我行为的措施,收到了一定的成效.通过分析博斯腾湖水污染现状、机理,提出进一步适应和改善博斯腾湖水环境的措施.     

新疆阿尔泰山区白湖水质水量基本特征

白湖位于喀纳斯国家级自然保护区的核心区域,人迹罕至,湖泊及其流域环境保持自然状态。湖水直接接受喀纳斯雪冰融水补给,湖泊基本特征的变化敏感地反映了流域的气候变化。开展核心区湖泊流域水文、水质以及生物等基本特征的调查,为了解不同气候变化背景下自然环境的变化特征与规律,为科学保护和管理环境、适应未来气候变化提供依据。据调查,目前白湖最大水深为137 m,湖泊面积约9 km²,蓄水量4.1×10⁸ m³,湖水矿化度为32.9 mg•L^-1,硬度和碱度分别为17.1 mg•L^-1和18.2 mg•L^-1,pH为8.3,水体呈弱碱性。水化学特征与喀纳斯湖接近,但水体颜色差别大。采用LEO1530VP扫描电子显微镜、INA C300 X射线能谱仪分析表明,水体中白色悬浮颗粒主要为石英矿物,并从河源区物质、河水动力以及湖水介质3个方面分析了白湖颜色形成的原因。     

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。     

塔里木河流域生态环境恶化的水文效应

塔里木河是我国最大的内陆河。 4条源流出山口多年平均天然径流量 2 2 4 .9× 10 8m3 (195 7～ 2 0 0 1年 )。在全球变暖的大背景下 ,塔里木河流域山区气候出现变暖增湿的趋势 ,2 0世纪 90年代径流量达 2 4 1.9× 10 8m3 ,增幅 7.6 %。由于源流区人类开发利用水资源的影响 ,使得补给塔里木河干流的水量不断减少 ,水文条件改变 ,造成干流上、中游段耗水严重 ,导致下游生态与环境急剧退化。自 2 0 0 0年以来 ,实施的从开都河—博斯腾湖向下游绿色走廊应急输水 ,已使下游生态环境开始恢复生机。     

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.     

1960-2018年博斯腾湖水位变化特征及其影响因素分析

结合博斯腾湖1960—2018年水位、出入湖径流以及气象站点实测资料,采用集合经验模态分解(Ensem?ble Empirical Mode Decomposition,EEMD)、水量平衡和气候弹性方法,对近60 a博斯腾湖水位变化及其影响因素进行了详细分析。结果表明:(1)1960—2018年博斯腾湖水位总体呈下降态势,具体表现为“下降-上升-下降-上升”四个阶段。(2)在年际尺度上水位存在准3~4 a、准8~9 a的周期性振荡,而年代际尺度上表现出准29~30 a和准33~34 a的周期性变化。(3)1960—2018年降水、气温和潜在蒸散发对开都河、黄水沟和焉耆径流的累积贡献率分别达85.1%、42.1%和23.8%,而下垫面、其他气象变量和人为等因素累积对径流的贡献率分别约为14.9%、57.9%和76.2%。(4)对不同阶段博斯腾湖水位变化原因分析:1960—1987年水位急剧下降的主要原因同入湖径流减少和湖面蒸发量大有关;气温升高和降水量增加导致入湖水量增加是1988—2002年水位显著升高的主要原因;入湖径流减少和出湖水量增多,导致2003—2014年水位显著下降;博斯腾湖入湖水量的显著增加及对出湖水量的严格控制是2015—2018年水位明显上升的主要原因。     

湖泊水环境容量迭加计算方法研究

本文结合湖泊的二维水流———水质模拟,根据水环境容量满足叠加的原则,计算了湖泊经网格划分后的各个分块的水环境容量,以新疆博斯腾湖为例,分别计算了2010年水质保护目标下的CODMn、BOD5、TN、TP、可溶盐的环境容量,为博湖流域水污染防治提供了技术依据。     

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。     

天山典型湖泊水位变化影响因素对比分析——以博斯腾湖与伊塞克湖为例

利用1960~2015年水文、气候与社会经济数据,采用相关分析、主成分分析等统计分析方法定量的分析了近55年博斯腾湖与伊塞克湖水位变化影响因素。研究结果表明:1)近55年来,在人类活动与气候变化的共同影响下,博斯腾湖与伊塞克湖水位经历上升与下降的变化过程,其中博斯腾湖水位呈现下降-上升-下降的变化趋势,而伊赛克湖水位表现下降-上升-下降-上升的变化趋势。2)主成分分析结果表明,引起博斯腾湖水位变化的第一主成分为人文因素,第二主成分为自然气候因素,而引起伊塞克湖水位变化的第一主成分为气候因素,第二主成分为人文因素。     

新疆博斯腾湖水污染特点分析

通过实地调查和对监测资料的分析 ,对博斯腾湖水质污染的特点进行了讨论。结果显示 :(1)造成博斯腾湖水质污染的主要原因是大量农田排盐水入湖 ,导致湖水污染 ;(2 )博斯腾湖污染最严重的区域是黄水区 ,主要超标物是可溶盐、COD和氨氮 ;(3)污染物入湖量最大的时间是 7～ 9月 ,入湖污染物约占全年入湖量的一半 ;(4 )博斯腾湖水质的污染主要是几个大排水渠引起的 ,它们的排放量占全部排水渠排放量的 80 %以上。同时 ,根据博斯腾湖水污染的特点 ,提出了农业发展和水环境保护的具体措施。     

近50年岱海生态与环境变化分析

岱海是我国北方地区的一个内陆湖,历史时期受构造运动和气候变化的影响,湖泊经历多次扩张和收缩,最大水域面积曾达到760 km2。近50年来,随着全球气候变暖及湖区农业活动的加强,岱海的补给水量急剧减少,自20世纪70年代以来,岱海水位持续下降,且下降速度呈现出明显的加快趋势;与此同时,湖水的矿化度不断升高,咸化现象已十分明显;受农业活动和城镇生活的影响,岱海水体的富营养问题也日益突出;其原始的自然环境发生了巨大变化。通过对各影响因素进行分析,结果表明,近50年来岱海环境恶化主要是由人类对流域水土资源的过度开发利用和对污废水的不合理排放造成的,气候变化只是起到了加速强化的作用。     

博期腾湖流域风险评价

采用遥感技术确立生态风险受体,通过生态风险的综合计算和GIS分析叠加,得到博斯腾湖区域综合生态风险评价。研究表明:局部地区为高矿化度及富营养化危害;随着水域面积的缩小和水环境恶化,芦苇长势不断衰退。开都河入大湖河口区和西泵站区为洪涝灾害高发区;西南小湖区面积不断萎缩,矿化度严重;大湖平均水质为III级。在以博斯腾湖湖水水质改善、湖区生态系统多样性恢复和湖泊湿地生态系统健康、完整性保持为前提,实施水源地工程、灌区改造工程、芦苇湿地恢复工程和东泵站等工程,是区域可持续发展的道路,才能实现生态环境与社会经济最大效益。     

博斯腾湖流域风险评价

采用遥感技术确立生态风险受体,通过生态风险的综合计算和GIS分析叠加,得到博斯腾湖区域综合生态风险评价。研究表明:局部地区为高矿化度及富营养化危害;随着水域面积的缩小和水环境恶化,芦苇长势不断衰退。开都河入大湖河口区和西泵站区为洪涝灾害高发区;西南小湖区面积不断萎缩,矿化度严重;大湖平均水质为III级。在以博斯腾湖湖水水质改善、湖区生态系统多样性恢复和湖泊湿地生态系统健康、完整性保持为前提,实施水源地工程、灌区改造工程、芦苇湿地恢复工程和东泵站等工程,是区域可持续发展的道路,才能实现生态环境与社会经济最大效益。     

居延海的演变与环境变迁

本文根据实地考察,参考历史资料并利用卫片、航片,对居延海的形成、演变及其湖泊生态环境的变化进行了研究;并对终端湖和居延海的排泄,以及影响湖泊演变的因素等问题加以探讨。     

Growth of the Sayram Lake and retreat of its water-supplying glaciers in the Tianshan Mountains from 1972 to 2011

Inland lakes and alpine glaciers are important constituents of water resources in arid and semiarid regions. Understanding their variations is critical for both an accurate evaluation of the dynamic changes of water resources and the retrieval of climatic information. On the basis of earlier researches, this study investigated the growth of the Sayram Lake and the retreat of its water-supplying glaciers in the Tianshan Mountains using long-term sequenced remote sensing images. Our results show that over the past 40 years, the surface area and the water level of the lake has increased by 12.0±0.3 km2 and 2.8 m, respectively, and the area of its water-supplying glaciers has decreased continuously since the early 1970 s with a total reduction of about –2.13±0.03 km2. Our study has indicative significance to the research of regional climate change.     

人类活动干预后的博斯腾湖流域水资源持续利用问题

随着人类活动的加剧,博斯腾湖流域原有的水文状态发生了很大变化,水资源问题也日趋严重,并引起众多专家学者的关注。本文分析了在人类活动干预后博斯腾湖流域的水位、水环境变化、成因及其生态环境效应,并在此基础上提出了水资源可持续利用的若干对策措施。     

新疆博斯腾湖湖周水体碳和盐离子的空间分布

以博斯腾湖为研究对象,在大湖区周边及开都河取水样和表层土样,分析湖周水体中颗粒有机碳（POC）和溶解有机碳（DOC）在秋季的空间分布特征及其与周围土壤碳及水体盐离子的关系。结果表明：湖周水体中POC浓度的空间变化较大（0.1~1.2 mg•L^-1）,而DOC浓度的变化较小（8.5~12.3 mg•L^-1）。两者在出湖口和入湖口处的浓度均较低,与开都河的浓度相近。与早期相比,博斯腾湖水中无机碳存在由CO₃ ^2-向HCO₃^-转化的现象。回归分析显示,水体中各形态碳与土壤碳之间没有显著的线性关系,表明水体中碳的含量受周围土壤的影响不大。