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。     

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。     

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。     

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。     

基于MODIS数据的近期新疆主要湖泊水面变化分析

湖泊的水面积变化是气候变化和人类活动的指示器。利用2000-2011年的MODIS影像,提取新疆水面面积大于100 km²的11个湖泊信息,分析其变化特征。结果表明：11个湖泊总的水面积年变化大,其中最低值出现在2001年,约为4 585 km²,峰值在2003年,水面积为52 77 km²,湖面变幅大且频繁,而近几年湖泊面积总体呈增加趋势。从海拔和地域上分析,阿雅克库木湖等青藏高原型湖泊呈现持续扩张态势,山地湖泊如赛里木湖等湖泊面积基本保持稳定,而出山口绿洲湖泊如博斯腾湖水面积逐渐萎缩,尤其是平原湖泊艾比湖和玛纳斯湖等湖泊水面年变化幅度大,且极不稳定。新疆地区不同海拔和区域主要湖泊水面积变化存在明显的差异,体现了不同区域气候和人类活动的影响特征,但近期湖泊变化的总体趋势与气候变化一致,主要受气候变化的影响。      

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...     

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。     

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。     

西北典型内陆湖泊近40年来的演化特点及机制分析

利用40年来的实测数据研究揭示了西北典型内陆湖泊的演化特点及机制。研究表明:赛里木湖气候向暖湿转变,降水逐渐增加,处于湖面稳定扩张阶段;青海湖降水无明显变化,入湖地表径流却逐年减少,湖泊处于持续萎缩阶段;察尔汗盐湖,入湖水量少,湖面蒸发量大,处于干涸、半干涸状态,更容易萎缩。影响湖泊演化的因子主要是气候变化及人类活动。     

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.     

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。     

Characterizing regional precipitation-driven lake area change in Mongolia

Lake area is an important indicator for climate change and its relationship with climatic factors is critical for understanding the mechanisms that control lake level changes. In this study, lake area changes and their relations to precipitation were investigated using multi-temporal Landsat Thermatic Mapper(TM) and Enhanced Thermatic Mapper plus(ETM+) images collected from 10 different regions of Mongolia since the late 1980 s. A linear-regression analysis was applied to examine the relationship between precipitation and lake area change for each region and across different regions of Mongolia. The relationships were interpreted in terms of regional climate regime and hydromorphological characteristics. A total of 165 lakes with areas greater than 10 hm2 were identified from the Landsat images, which were aggregated for each region to estimate the regional lake area. Temporal lake area variability was larger in the Gobi regions, where small lakes are densely distributed. The regression analyses indicated that the regional patterns of precipitation-driven lake area changes varied considerably(R2=0.028–0.950), depending on regional climate regime and hydromorphological characteristics. Generally, the lake area change in the hot-and-dry Gobi regions showed higher correlations with precipitation change. The precedent two-month precipitation was the best determining factor of lake area change across Mongolia. Our results indicate the usefulness of regression analysis based on satellite-derived multi-temporal lake area data to identify regions where factors other than precipitation might play important roles in determining lake area change.     

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。     

Climate effects on an inland alpine lake in Xinjiang,China over the past 40 years

Inland lakes are important water resources in arid and semiarid regions. Understanding climate effects on these lakes is critical to accurately evaluate the dynamic changes of water resources. This study focused on the changes in Sayram Lake of Xinjiang, China, and addressed the effects of climate fluctuations on the inland lake based on long-term sequenced remote sensing images and meteorological data from the past 40 years. A geographic information system (GIS) method was used to obtain the hypsometry of the basin area of Sayram Lake, and estimation methods for evaporation from rising temperature and water levels from increasing precipitation were proposed. Results showed that: (1) Areal values of Sayram Lake have increased over the past 40 years. (2) Both temperature and precipitation have increased with average increases of more than 1.8℃ and 82 mm, respectively. Variation of the water levels in the lake was consistent with local climate changes, and the areal values show linear relationships with local temperature and precipitation data. (3) According to the hypsometry data of the basin area, the estimated lake water levels increased by 2.8 m, and the water volume increased by 12.9×10 8 m3 over the past 40 years. The increasing area of Sayram Lake correlated with local and regional climatic changes because it is hardly affected by human activities.     

新疆湖泊水化学研究

本文对新疆30多个主要湖泊的pH、矿化度及水化学类型作了研究,并按湖水的盐分含量和矿化度划分为淡水湖、咸水湖及盐湖三种类型。新疆由于是内陆干旱地区,淡水湖的面积很小,主要是咸水湖和盐湖。