念青唐古拉山东段八盖乡地区近40年冰川与气候变化研究

基于1970年航空像片和1999年、2011年ETM⁺数据,利用决策树分类和目视解译方法提取念青唐古拉山东段八盖乡地区关星冰川、麻果龙冰川、若果冰川、江普冰川和那龙冰川的冰川边界,研究了上述5条冰川近40 a进退变化及其与气候变化的关系。结果表明:1970—2011年间,研究区5条冰川整体呈萎缩态势,冰川总面积减小了216.52 km²,其中1970—1999年各条冰川退缩速率（面积和末端）均大于1999—2011年,冰川退缩具有减缓的趋势,分析研究区附近气象资料可知,降水增加是冰川减缓退缩的主要原因。近40 a来研究区5条冰川面积退缩速率和冰川末端海拔呈反相关关系,冰川面积退缩速率随冰川末端海拔升高而降低,江普冰川的末端海拔最低,为3 179 m,其退缩速率最大为 1.75 km²/a,关星冰川末端海拔最高,为4 276 m,其退缩速率最小为0.38 km²/a。依据丁青站温度和降水数据,对研究区未来十几年冰川变化情况作初步预测,认为研究区冰川将处于加速退缩状态。     

1984-2013年阿尔卑斯山中段瑞士地区冰川变化遥感监测

利用1984年、1990年、2003年、2013年的TM,ETM+,OLI/TIRS遥感影像资料作为数据源,通过目视解译,应用GIS技术,分析了阿尔卑斯山中段瑞士地区近30年的冰川变化,同时对研究区内及周边的气温和降水的格点气象数据进行趋势分析,研究其与冰川变化的响应关系。结果表明:（1）1984—2013年,冰川面积减少了364.33 km²,退缩比例达到30.69%,年退缩速率为12.56 km²/a。1990—2003年的退缩速率最大,近10年冰川退缩速率有所减慢;（2）冰川规模等级和面积减少百分比呈负相关关系,即规模越小,退缩越快;（3）冰川消融主要发生在海拔4 000 m以下,冰川面积退缩随着海拔的升高而减少;（4）冰川主要分布在坡度5°～40°的7个等级上,坡度越缓,面积减少量越大;1984—2013年,不同坡度的冰川面积都在减少;（5）各个坡向的冰川都在退缩。1984—2013年,东南坡、东北坡和西坡冰川面积减少量较大,而西南、西北和东坡相对较小;（6）研究区气温升高明显,降水量变化幅度不大,气温上升是冰川退缩的主导因素。未来10年研究区冰川将会减慢退缩。     

近40年乔戈里峰北坡冰川与气候变化关系研究

以乔戈里峰北坡冰川为研究对象,选取1978年、1991年、2001年、2014年4个时期的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像,通过遥感图像计算机辅助分类和目视解译等方法提取了不同时期乔戈里峰北坡的冰川边界,并分析了乔戈里峰北坡冰川1978—2014年的进退变化。结果表明:1978—2014年乔戈里峰北坡冰川面积减小了53.37 km²,占1978年冰川总面积的6.81%,冰川近40 a在气候变暖的背景下反而呈现退缩速率由快变慢的趋势,且近10 a冰川退缩尤为缓慢,年均退缩率仅为0.12%。研究区东向冰川退缩率明显高于西向冰川,冰川退缩率随冰川规模的增大而减小,同时也随海拔高度的上升而减小。冰川变化的原因分析显示:气温升高导致研究区冰川退缩,而降水量的持续增加在一定程度上抑制了冰川的退缩;研究区内12条典型前进冰川对冰川积累区面积贡献较大,使得研究区整体冰川退缩率由快变慢的趋势更为显著。     

贡嘎山近40年冰川对气候变化的响应

以Landsat影像为依据,通过遥感图像计算机辅助分类和目视解译等方法提取了贡嘎山区1974年、1990年、2000年、2010年冰川边界,并分析贡嘎山区近40 a来的冰川变化。结果表明:1974—2010年贡嘎山区冰川面积减小了30.20 km²,占1974年冰川面积的11.86%;冰川分布的平均海拔升高了44 m。结合气象资料分析认为,升温是研究区近年来冰川加速退缩的主要原因,预计贡嘎山区冰川的退缩速率会进一步加快。     

1977-2013年玛河流域山区冰雪覆被消融态势分析

对1977年MSS,1990年、2000年和2013年TM影像采用监督分类最大似然法区分冰雪与其他地物,探测冰雪面积及储量变化趋势,结合梯度、坡度、坡向等分析其分布规律。结果表明:（1）时间上:1977—2013年玛河流域山区冰雪面积从3 125.63 km²减少到745.81 km²,总退缩面积为2 379.82 km²,占1977年冰雪总面积76.14%。其中1977—1990年,年均变化率为1.6%,1990—2000年为2.9%,近13 a为2.0%,总体上呈“小—大—小”趋势退缩;玛河流域山区冰雪储量减少明显,减少量为1 446.75 km³。（2）空间上:海拔≤2 700 m的梯度冰雪消减最快,速率达到25.55 km/a,其次是海拔2 700～3 600 m,消减速率达到23.44 km/a,最后是海拔3 600～5 242 m的消减速率,仅为17.11 km/a;坡向上,冰雪分布阴坡大于阳坡,北坡、东北、西北坡分布最多,东坡、西坡次之,南坡、东南坡、西南坡最少,但不同坡向分布的冰雪百分比没有明显变化;坡度上,冰雪主要分布在坡度0°~50°,所占比例超过95%,≥50°雪盖分布较少。（3）控制冰雪变化的主要两个因素是夏季均温和年降水量,其中夏季气温对冰川的消融量起决定作用,年降水则影响冰川的积累量,冰雪覆被消融态势随自然因素和人类活动影响进一步加剧。     

1988-2013年布加岗日地区冰川变化及其对气候变化的响应

基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,采用比值阈值和目视解译相结合的方法提取分析了唐古拉山东段布加岗日地区近25 a来冰川现状及其变化,对比研究了四个时段的冰川变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:1988—2013年研究区冰川退缩比较严重,面积退缩34.25 km²,占1988年冰川面积的18.67%,且不同时段冰川退缩速率不同,1988—1994—1999—2006—2013年冰川退缩表现为:慢—最快—中等—快的特点,冰储量预测减少15.38%。夏季气温升高很可能是造成冰川加速退缩的主因,冰川变化对气候变化的响应更好地体现在长时段的气候变化上,而短时段气候变化对冰川总体变化趋势有一定的作用,这是造成各个时段冰川变化差异性的原因。研究区北坡冰川退缩明显快于南坡,这种变化的差异性一方面可能是由研究区季风气候特征和水汽来源对不同朝向冰川的影响造成的,另一方面也受冰川发育规模、分布海拔的影响。     

近40年来冷龙岭地区冰川退缩和气候变化的关系

运用比值阈值法(TM3/TM5)结合目视解译,从1973年、1999年和2010年3个时段的MSS、ETM、TM影像中提取了祁连山东段冷龙岭地区冰川的边界,并对距其较近的门源、乌鞘岭、武威和永昌4个气象站点1961—2010年的气象数据以及冰川区的气象数据进行了分析,结果表明:(1)37a来,冰川处在持续退缩状态;近10a来,冰川消融速度加快;南坡退缩较快,北坡退缩较慢,其它坡向介于二者之间;(2)该区增温趋势较明显;该区的降水虽有少量增加,但趋势却很不明显;(3)37a来,冰川退缩的主要原因是气温的升高;近10a来,冰川加速消融反映了20世纪90年代末以来的气温变化特征;南坡冰川对气候变化的反应较敏感。     

1990-2011年南天山地区冰川面积变化对气候的响应

利用Landsat TM/ETM⁺影像资料,通过遥感图像计算机自动解译和目视解译方法得到南天山地区1990年、2000年、2011年三期冰川边界,并应用GIS技术系统研究了南天山地区冰川近21 a来的面积变化及其对气候的响应关系。结果表明:1990—2011年期间,南天山地区冰川面积变化了-13.2%。大规模冰川分解使得小规模冰川的总面积和条数均有所增加,朝西向的冰川退缩速率最大,为-15.9%。与1990—2000年时段对比发现,近10 a来,海拔大于3 800 m的冰川退缩速率加快。通过地面气象资料的分析发现,南天山地区的气温和降水均表现出增加趋势,海拔最高的巴音布鲁克站线性升温率为0.25℃/10 a,降水增幅为1.2 mm/a。与西风区其它现有研究对比,发现南天山地区冰川的强烈退缩可能主要受到气温升高的影响,降水的增加对其影响不大。此外,地形条件和冰川规模等都是影响冰川波动的重要因素。     

岗日嘎布地区冰川变化特征研究

以Landsat影像为数据源,通过遥感图像计算机辅助分类和目视解译方法,提取中国西部对气候变化最为敏感的西藏东南部海洋型冰川区（岗日嘎布地区）2005年,2013年冰川边界,分析了冰川变化特征及冰川变化与气候变化的响应关系。结果表明:2005—2013年冰川面积减少72.28 km²,占2005年冰川面积的15.75%;冰川分布的下限海拔高度升高61 m。结合气象资料分析认为,降水量是冰川发育规模的主要影响因素,而温度是冰川发育数量的主要影响因素,升温是研究区近年来冰川加速退缩的主要原因。由此预测未来冰川消融速率会进一步加快。     

基于GIS和RS的中亚阿拉套山脉近22年来冰川变化

运用Landsat TM/ETM⁺遥感影像资料,通过计算机自动解译结合目视解译的方法,提取了阿拉套山1990年、1999年及2011年3个时段的冰川边界,并应用GIS技术手段系统研究了阿拉套山冰川变化与气候的关系。结果表明:1990—2011年,阿拉套山地区冰川面积退缩了20.24%,其冰川主要分布在北坡、东北坡和西北坡;西坡的冰川退缩速率最大,达到30.96%。与1990—1999年相比,近10 a来冰川退缩加快。研究区冰川面积随海拔的升高先呈增加趋势,至3 600～3 800 m达到最大后呈减少趋势。对研究区附近温泉和阿拉山气象站点资料的分析表明,其气温升高但降水量变化不大可能是导致研究区冰川退缩的主要原因。     

内蒙古乌审旗土地沙漠化退化过程研究

利用1986-2005年共5期卫星影像数据分析,结果表明:乌审旗近20 a沙漠化土地面积尽管存在波动,但自20世纪90年代中期以来总体上处于逆转态势,沙漠化土地面积由1986年占全旗总土地面积的79.15%下降为2005年的54.25%。结合地面气象站观测数据和相关社会经济资料,分析结果显示,在人口密度增加、年平均降水量减少和气温升高的情形下,造成土地沙漠化发生逆转的原因主要有两个:一是土地利用方式和结构的变化,其中耕地面积从136.57 km²增加到198.10 km²,居民地用地面积由2.17 km²增加到11.20 km² ,其它土地利用类型面积的增加主要是通过沙地面积的减少来实现的;二是植被生态系统恢复,封沙育林育草、飞播造林等以防沙治沙为主的生态措施的实施,使得沙地植被得以恢复与重建,流沙面积逐年下降,沙漠化发生逆转。     

喀斯特山区土地利用演变与石漠化分布格局

喀斯特山区石漠化是制约区域社会、经济、生态发展的重要因素之一,人类活动是石漠化形成的主要因素,而土地利用是人类活动的基本载体,探究不同用地类型石漠化响应情况,对喀斯特山区石漠化治理及可持续化发展具有重要意义。基于三期土地利用和石漠化数据,辅以GIS空间分析技术和转移矩阵模型,对黔西南州2000年、2010年、2020年土地利用格局及石漠化景观的时空演变进行综合分析。结果显示:研究期间,黔西南州主要土地利用变化类型是草地转有林地和耕地,耕地转有林地和草地,灌木林地转草地和耕地,依次占全州国土面积的8.79%,5.82%,4.91%,4.08%,4.75%,3.85%。2000—2010年草地、灌木林地、耕地和有林地石漠化等级明显改善,改善面积依次为2 703.7 km²,1 347.8 km²,2 219.1 km²,2 532.8 km²; 2010—2020年草地、灌木林、耕地、有林地、裸地石漠化改善面积分别为557.14 km²,318.78 km²,819.35 km²,665.60 km²,244.48 km²。过去20年间,黔西南州石漠化状况持续恢复改善,但局部区域仍存在不稳定的恶化风险,此部分地区应作为黔西南州后期石漠化土地治理工作中的重点。对黔西南州长时间序列的石漠化演变情况进行研究,分析其在不同土地利用情况下的变化,可对研究区生态恢复以及土地利用规划提供决策依据。     

近20年黄土高原土地利用/植被覆盖变化特征及其成因

近20年来黄土高原土地利用结构发生了显著变化,生态环境取得举世瞩目的成效,揭示黄土高原土地利用/植被覆盖的变化特征及成因是促进区域土地利用空间格局优化的关键环节。运用GIS技术,对黄土高原2000年、2010年、2017年的遥感数据进行转移矩阵,系统研究了黄土高原地区、各省份和生态分区的变化特征并定性分析了造成土地利用变化的主要驱动力。结果表明:(1)黄土高原的土地利用类型主要以耕地、林地和草地为主。2000—2017年,耕地、草地和水域都呈减少趋势,分别减少了19 860 km²,42 410 km²和5 630 km²,而林地、建设用地和未利用地面积有所增加,分别增加30 650 km²,9 840 km²和27 410 km²; 草地为主要的转入与转出地类。(2)黄土高原7个省域主要土地类型与区域变化规律基本一致,草地退化现象在甘肃与宁夏的不同时间段较为严重,具体表现为甘肃省在2000—2010年有7 830 km²草地转移为未利用地,而宁夏在2010—2017年有8 900 km²草地转入未利用地。(3)黄土高塬沟壑区、丘陵沟壑区、风沙区和土石山区及河谷平原区水域面积持续减少,且主要向耕地发生转移,同时生态区土地利用主要发生耕地与草地的动态转移。(4)黄土高原土地利用/植被覆盖变化的主要驱动力是社会因子,其中国家政策的实施起到了主要的推动和促进作用,而人类活动等的影响相对小一些。研究结果可为黄土高原土地利用规划提供科学支撑,也为该区生态保护和高质量发展服务。     

1990-2011年天山东部冰川退缩对气候的响应

近年来全球气候变暖,我国山地冰川发生剧烈变化。针对天山东部地区冰川变化对天山山脉乃至我国西部地区冰川变化具有明显指示作用,利用1990年、2001年和2011年三个时段Landsat TM、ETM+遥感影像数据,运用比值阈值法结合目视解译分别提取了博格达山脉、巴里坤山脉和哈尔里克山脉的冰川边界,并在GIS技术支持下分析了该区冰川变化情况。研究表明:天山东部地区冰川面积整体退缩幅度较大,近21 a间冰川总体退缩了26.80%,其中博格达山脉、巴里坤山脉、哈尔里克山脉分别退缩33.58%,25.67%,16.08%。该地区冰川主要分布在西北、北和东北三个坡向,但东坡的冰川退缩速率最大为30.68%,研究区冰川面积主要分布在海拔为3 600~4 600 m处,而在3 300~3 400 m处的冰川退缩最快。研究认为气温上升、降水量小幅度上升甚至下降是引起天山东部地区冰川退缩的主要原因。此外,地形条件也是影响冰川退缩的重要因素。     

祁连山南坡土壤侵蚀时空变化及迁移特征分析

土壤侵蚀是威胁人类生态环境及社会经济的重要因子。为实现土地资源更加有效的保护与治理,基于RUSLE模型和GIS/RS空间信息技术,分析和讨论了祁连山南坡2000—2019年土壤侵蚀时空变化及土壤侵蚀重心迁移特征。结果表明:祁连山南坡土壤侵蚀模数在空间变化上整体呈现出由西北向东南递减的趋势,土壤侵蚀模数平均值由2000年的1 966.63 t/(km²·a)增加至2005年的3 228.51 t/(km²·a),最后下降至2019年的2 299.06 t/(km²·a); 草地土壤侵蚀量最大,为2.65×10⁷～4.25×10⁷ t/a,虽侵蚀较为严重,但土壤侵蚀重心并未发生较大的迁移,五县中祁连县土壤侵蚀最为严重且重心迁移距离最大,侵蚀量为3.01×10⁷～4.83×10⁷ t/a,共迁移351.89 m,迁移速率为17.59 m/a,说明祁连县土壤侵蚀不稳定,土壤低级侵蚀更容易向高级侵蚀转化; 土地利用类型中冰川迁移最大为367.78 m,迁移速率为18.39 m/a。综合得出,对于土壤侵蚀较轻且重心迁移不大的区域可以采取定点治理,对于祁连县应长时间监测,全力推进祁连县水土保持综合治理工程,缓解水土流失; 相较于其他生态系统,对于草地与林地应加强治理。     

艾比湖流域气候变化及对地表水资源的影响

利用艾比湖流域逐月气温、降水数据,结合流域地表径流和艾比湖湖泊面积数据,分析了1961—2010年流域气候要素变化趋势和突变特征,探讨了气候变化对流域地表水资源的影响。结果表明:(1)近50a来艾比湖流域气温、降水均呈波动上升趋势,气候由暖干型向暖湿型转变。冬季升温对流域气温增幅贡献率大,气温在1995年发生突变。冬季降水量增幅明显,夏季只有温泉站点降水量增幅显著,降水量在1984年发生突变;(2)流域年均气温与径流量呈正相关,年降水量与径流量的变化呈显著同步性;(3)流域年平均气温与艾比湖面积大小关系复杂;年平均降水量与湖泊面积的变化趋势趋于同步,1996—1999年这种同步性更明显;(4)气候变化直接影响冰川伸缩与雪线升降,冰川数量和规模均逐渐减小,用水矛盾日益尖锐,影响绿洲社会经济发展。     

青藏高原纳木错流域冰雪融水径流量估算

冰川积雪是寒区固体水资源的重要组成部分,在全球气候变暖背景下,进行冰雪融水量的计算具有重要意义.本文以青藏高原纳木错流域为研究对象,近40年,纳木错流域气温增幅达到0.04℃/a,所对应的是流域冰川年退缩率达到1.12 km2/a,湖泊面积扩张速率达到2.1 km2/a.借助第1、2次中国冰川编目数据和MODIS遥感影像资料,基于水量平衡建立冰川体积-融水径流量经验公式(包括冰川区降水量、冰川消融量、蒸发量和融水径流量等参数),并采用SRM积雪消融模型(积雪覆盖衰减率、气温直减率、度日因子值和径流系数等参数),分别对纳木错流域内的冰川和积雪融水径流量进行估算,从而实现大尺度稀缺资料的高寒地区水文模拟.结果表明:纳木错流域年均冰川融水径流量是2.99亿m3/a,积雪融水径流量是8.10万m3/a,冰川融水量约是积雪融水量的38倍.通过比较纳木错流域气温升高、冰川退缩和湖泊扩张之间的关系,纳木错湖泊增加水量约为流域内冰川融水径流量的80％,远高于季节性积雪融水的补给量;因此,可以推测随着气候变暖,纳木错流域东南侧念青唐古拉山大面积冰川的急剧消融,是造成纳木错湖泊扩张的重要原因之一.     

气候变化条件下马尾松人工林潜在地理分布的诊断

基于186条中国马尾松分布记录和1931-1960年、1961-1990年、1991-2017年3个时期19个气候因子数据,利用最大熵模型(MaxEnt),研究过去近90a影响中国马尾松适生区分布的气候因子、适宜马尾松生长及分布的气候条件,以及马尾松在不同时期适生区分布变化情况,以期为中国南方人工林应对气候变化提供决策支持。结果表明：(1)影响马尾松适生区分布的主要气候因子为最冷季度降水量、最干燥月降水量、气温年较差、温度季节变化标准差、年降水量和最干季度平均温度。(2)1931-1960年适宜地区总面积和较适宜地区面积最大,分别约为184.88万km²和87.45万km²,1961-1990年完全适宜地区面积最大,约为52.71万km²,1991-2017年北侧边界较1931-1960年向北偏移约1°,南侧海南岛适宜区域减至0,雷州半岛分布边界较1931-1960年向北偏移约2°。(3)随着近90a来气候变化,马尾松潜在适生区整体向东向北偏移,原有西侧和南侧零散的适生区域减退,适宜地区总面积呈现先减少后增加的趋势,现状...     

近35年松嫩沙地风沙-植被动态演变及模拟预测

在全球气候变化与人类活动影响下,松嫩沙地风沙—植被发生了明显变化。基于Landsat系列影像与该区气象、社会经济数据,分析了1980—2015年松嫩沙地风沙—植被动态演变过程及驱动因素,并对其未来发展变化进行了模拟预测。结果表明:近35 a该区风沙地貌面积呈波动增加趋势,净增355.00 km²,变幅21.43%,其中2000年达最大值,而后持续减少;植被覆盖面积总体减少了812.29 km²,其中,高、低植被覆盖区面积呈波动减少趋势,分别减少了7 919.35,15 479.84 km²,而中植被覆盖区面积呈增加趋势,净增22 587.90 km²;风沙覆盖面积与低植被覆盖区面积呈显著负相关。根据预测,到2020年松嫩沙地风沙地貌面积仍呈减少趋势,植被覆盖面积有所增加,尤其低植被覆盖区面积增长明显,达4 292.95 km²。松嫩沙地风沙—植被动态演变受控于区域气候变化和社会经济发展,且与社会经济因素相关性较强。研究为松嫩沙地风沙治理及区域持续发展提供科学依据。     

青藏高原冻融荒漠化退化区分布及影响因素

[目的]青藏高原由于其高海拔、气温低、冻融侵蚀强烈的特点,是冻融荒漠化的主要发生区。探究青藏高原冻融退化区分布及其原因,对该区水土保持工作和生态环境保护具有重要参考意义。[方法]选择植被覆盖度、冻融循环次数、土壤温度日较差、土壤含水量、年降水量和坡度作为冻融侵蚀因子,对2000—2019年青藏高原冻融侵蚀敏感性进行了评价,结合研究期内青藏高原荒漠化趋势,构建了一种判定冻融荒漠化退化区域的方法。[结果]2000—2019年青藏高原冻融侵蚀区总面积为1.531×10⁶ km²,中度及以上敏感性区域面积为9.131×10⁵ km²,占青藏高原总面积的35.92%。青藏高原冻融荒漠化退化区域面积约为1.113×10⁵ km²,主要分布于高原西南部,退化程度以中度退化为主,面积占比为44.35%。[结论]气温上升、湿润指数下降和净太阳辐射增强是青藏高原冻融荒漠化发生的主要自然驱动因素,高原南部部分地区由于气候条件的差异,三者发挥了相反的作用。