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。     

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。     

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。     

近50年来新疆天山南北坡典型流域冰川与冰川水资源的变化

冰川是大自然修筑的"固体水库",在水资源的构成中占有重要地位。新疆地处内陆干旱区,是我国现代冰川面积分布最广的地区之一。冰川和冰川融水为新疆灌溉农业发展提供了可靠的水资源保障。本文根据中国冰川编目及近年来其它冰川研究成果和监测资料,对1960年以来新疆,主要是天山山区的冰川与冰川径流的变化进行了分析。分析表明,受全球气候变暖的影响,上世纪60年代以来至本世纪初,天山冰川的变化整体上以退缩为主,1963-2000年冰川面积平均减少12.5%。但受地理位置和地势条件的影响,不同流域的冰川变化存在着较大的区域性差异。随着冰川的强烈退缩和冰川融水的增加,使得近十余年来新疆天山地区大部分冰川补给河流径流量呈增加的趋势。     

1972-2013年新疆玛纳斯河流域冰川变化

利用多期遥感资料,分析了新疆玛纳斯河流域1972-2013年的冰川变化,并对其原因进行了分析.结果表明:1972-2013年冰川共退缩了159.02 km2(变化率为-24.61％),海拔3 800～4200 m之间退缩最为强烈,冰川末端海拔升高明显(41 a间海拔3 200～3300m之间的冰川消失).冰川变化存在一定的区域差异性,玛纳斯河主源冰川退缩速度最快,左岸次之,右岸退缩速度最慢.从朝向上看,各个朝向的冰川均处于退缩状态,偏东向的冰川退缩面积明显大于其他方向.近40 a,流域冰川总储量减少了59.09～85.94 km3.与中国天山其他地区冰川相比,该流域的冰川退速率较高,气温升高是该区域冰川退缩的主要原因.     

30 a来长江源区冰川变化遥感监测

根据地形图、航空相片和Landsat ETM+数字影像,采用比值阈值法对青藏高原东北部长江源区1969/1971-1999/2002年间的冰川变化进行了研究;同时,选取覆盖同一区域（格拉丹东峰北坡）的Landsat MSS (1973年)、Landsat TM (1992年)以及2景2005/2006年获取的1B级ASTER数字遥感影像,进一步分析源区冰川的连续变化规律。结果表明：① 研究区的冰川平均退缩了108.3 m,冰川面积减少了5.3%,其中,色的日峰地区的面积变化率最大,冰川面积减少12.9%;唐古拉山北坡冰川相对处于稳定状态,面积仅减少了4.3%。② 格拉丹东峰北坡冰川面积变化速率不均匀,1969-1973年冰川面积变化最快,平均变化量为-1.16 km²·a^-1,1973年后冰川变化有所减缓,1973-1992年和1992-2002年平均变化量均为-0.59 km²·a^-1,而2002年后冰川面积变化又有所加快,平均变化量为-0.95 km²·a^-1。③ 沱沱河、五道梁和治多3个气象站的气温和降水变化显示,暖季气温升高是导致研究区冰川退缩的主要因素,此外,气温升高的快慢可能是引起上述3个区域冰川变化差异的重要原因之一。     

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。     

祁连山自然保护区青海云杉林近四十年动态变化分析

数字化1960年测绘的祁连山地形图和基于知识规则分析祁连山1990年和2000年Landsat TM、ETM影像,对祁连山自然保护区青海云杉林空间分布及其变化进行分析。结果表明:青海云杉林主要分布在祁连山的东部和中部,即石羊河和黑河流域上游;1960年祁连山青海云杉林面积为1494.60km2,占整个保护区面积的5.456%。1990年青海云杉面积为1336.85km2,2000年青海云杉面积为1375.25km2,呈现先减少后增加的趋势;保护区东、中、西段青海云杉动态变化趋势不同,1960年到1990年东段和中段区域青海云杉面积减少4%,而1990年到2000年中段面积增加,东段和西段青海云杉林分布面积减少;设立保护区对祁连山青海云杉的保护起到了明显的作用,遏制了青海云杉面积的减少并且部分地区分布面积得到扩展。     

近40年来托木尔峰南坡三条监测冰川对气候变暖的响应

托木尔峰地区是中国现代冰川最大的作用中心之一。近四十年来,冰川消融加剧,退缩趋势明显,冰川融水径流增加。对托木尔峰南坡三条不同规模冰川的研究表明,面积减小厚度减薄是该区域冰川变化的主要趋势。受表碛覆盖影响,厚度减薄趋势显著,但末端退缩幅度差异很大。基于遥感监测资料以及实地考察数据,三条冰川自1964年以来面积分别减小了21.4%,15.8%和0.3%,末端平均退缩速率分别为41m·a~(-1)、30m·a~(-1)、1.5m·a~(-1)。大冰川大幅退缩对该区域水资源的短期和长期影响作用不容忽视。地形及表碛是影响冰川差异化消融的重要因子,温度升高是造成冰川退缩的重要驱动因素。     

河西走廊三大内陆河流域出山径流变化特征及其影响因素分析

以1961-2010年河西走廊三大内陆河流域出山年径流资料为基础,综合运用趋势分析、MannKendall突变检测、Morlet小波分析、R/S分析、降水-径流深度双累积曲线等多种数理分析方法,研究了河西走廊三大内陆河流域出山年径流的变化特征、影响因素及未来可能的变化趋势。结果表明:(1)1961-2010年,石羊河流域出山年径流呈微弱减少趋势,黑河流域和疏勒河流域出山年径流呈显著增加趋势,50年来黑河流域和疏勒河流域出山年径流存在显著突变特征;(2)1961-2010年,石羊河流域和黑河流域出山年径流经历了"枯-丰-枯-丰"4次交替,疏勒河流域出山年径流经历了"枯-丰"2次交替;(3)1961-2010年,石羊河流域、黑河流域、疏勒河流域出山年径流变化的主周期分别为5年、22年和15年,但不具有统计显著性;(4)河西走廊三大内陆河流域出山年径流变化受祁连山区降水影响较大,山区人类活动对年径流变化影响较小;(5)未来石羊河流域出山年径流可能呈减少趋势,黑河流域和疏勒河流域出山年径流可能呈增加趋势。     

Five decades of glacier changes in the Hulugou Basin of central Qilian Mountains,Northwest China

The Heihe River Basin is the second largest inland river basin in the arid regions of Northwest China. Glaciers provide a large proportion of water resources for human production and living. Studies of glacier changes and their impact on water resources in the arid lands are of vital importance. A joint expedition was carried out in 2010 for investigating glaciers in the Hulugou Basin, which is located in the upper reaches of Heihe River. Therefore, glacier changes in the Hulugou Basin of central Qilian Mountains during the past 50 years were analyzed in this study by comparing topographic maps, satellite images, digital elevation models and field observation data from different periods. Results showed that the total area of the 6 glaciers in the Hulugou Basin decreased by 0.590±0.005 km2 during the period 1956–2011, corresponding to a loss of 40.7% over the total area in 1956. The average area reduction rate of the 6 glaciers is 0.011 km2/a. During the past five decades, the glacier shrinkage was accelerated. The changes in glacier ice surface elevation ranged from –15 to 3 m with an average thinning of 10±8 m or an annual decrease of 0.23±0.18 m(0.20±0.15 m/a water equivalent) for the period 1956–2000. The area of Shiyi Glacier in the Hulugou Basin decreased from 0.64 km2 in 1956 to 0.53 km2 in 2011 with a reduction rate of 17.2%. The Shiyi Glacier had been divided into two separated glaciers because of severe melting. Comparative analysis showed that glacier shrinkage in the Hulugou Basin is more serious than that in the other regions of Qilian Mountains.     

干旱区流域绿洲时空变化及其景观响应

基于1973年的MSS、1980年的航片以及1990年、1999年、2009年的Landsat TM/ETM+等多源遥感影像,结合实地调查进行解译分类和验证,利用GIS、Fragstats和相关统计方法,对北大河流域中下游地区绿洲时空变化和景观响应进行分析。研究表明：① 近40 a来,北大河流域绿洲呈阶段性变化,在整个研究时段绿洲变化表现为扩张与萎缩并存,且以扩张为主。绿洲面积从1973年1 705.55 km² 增长到2009年1 990.60 km²,增长幅度为16.71%。② 绿洲变化在空间和时间尺度上不平衡。绿洲空间变化剧烈区主要集中在流域下游金塔绿洲;绿洲扩张主要表现为绿洲内部“填充式”和边缘“侵吞式”;绿洲萎缩变化主要发生在绿洲-荒漠交错带的生态脆弱区,且区域空间变化不稳定;1973-1990年,绿洲以萎缩为主,1990-2009年绿洲以扩张为主,且在近10 a动态度达到最大值。③ 绿洲面积的增加,促使绿洲景观的不稳定性增强,集中表现为下游和绿洲边缘区绿洲斑块密度、斑块数目和最大斑块指数的不稳定性变化,绿洲破碎化增加,生态脆弱性降低,这不利于维持干旱区内陆河流域生态系统稳定性和可持续发展。     

喀喇昆仑山盖孜河水文水资源特性分析

喀喇昆仑山河流自有水文资料记载以来 ,近 10年洪灾发生频率明显高于以往 ,人民的生命财产损失程度也大幅度增加。在分析了盖孜河流域的径流及气候多年变化过程后 ,认为洪灾频发的原因是近年来流域内降水及气温呈上升趋势 ,导致高山冰川退缩 ,河流径流增加 ,洪灾增大、频率增高 ;小区域多年气候变化过程从侧面印证了我国西北地区气候由暖干向暖湿变化。     

张掖市甘州城区及外围地下水位上升原因分析

采用传统的水均衡方法及环境同位素分析、氟里昂测年等技术,结合地震、地面物探、气象水文及地下水流场分析手段,分析了甘州城区及其外围地下水位上升的原因。结果表明:实施"黑河流域节水灌溉综合治理工程"引起水资源利用分配格局的变化不是引起地下水位大面积上升的原因;水位上升区第四系深层承压水与祁连山基岩裂隙水具有相同的水文地球化学特征和环境同位素特征。其结论:张掖盆地中心地带基底存在与祁连山区相连的北西向深大断裂带一直存在少量,且稳定的地下水越流补给量;自2003年10月山丹、民乐发生大地震以后,使得祁连山山前及盆地内基底断裂活动加剧,同时断裂活动错断了第四系松散层内的隔水层,基底断裂带变为导水通道,加快了祁连山区基岩裂隙水沿着这个通道向上越流补给盆地第四系孔隙水的速度,增大了越流补给量,使盆地地下水补给量大于排泄量,造成地下水位大面积上升。     

黑河流域水资源开发利用现状及存在问题分析

本文根据有关资料对黑河流域水资源的数量、分布与变化特征进行了较为详细的阐述 ,并且从可持续发展的内涵出发 ,分析了该地区水资源开发利用中出现的问题及对策。结果表明 ,黑河流域水资源开发利用中所出现的种种问题固然与西北内陆地区气候干旱等先天不利条件有很大的关系 ,但最主要的原因还是人类对水资源的开发利用不当所造成的。因此 ,必须改变传统的以牺牲生态环境为代价的经济发展模式 ,社会经济发展应充分考虑流域水资源的制约条件。     

Spatiotemporal changes of typical glaciers and their responses to climate change in Xinjiang,Northwest China

Glaciers are highly sensitive to climate change and are undergoing significant changes in mid-latitudes. In this study, we analyzed the spatiotemporal changes of typical glaciers and their responses to climate change in the period of 1990-2015 in 4 different mountainous sub-regions in Xinjiang Uygur Autonomous Region of Northwest China: the Bogda Peak and Karlik Mountain sub-regions in the Tianshan Mountains; the Yinsugaiti Glacier sub-region in the Karakorum Mountains; and the Youyi Peak sub-region in the Altay Mountains. The standardized snow cover index (NDSI) and correlation analysis were used to reveal the glacier area changes in the 4 sub-regions from 1990 to 2015. Glacial areas in the Bogda Peak, Karlik Mountain, Yinsugaiti Glacier, and Youyi Peak sub-regions in the period of 1990-2015 decreased by 57.7, 369.1, 369.1, and 170.4 km², respectively. Analysis of glacier area center of gravity showed that quadrant changes of glacier areas in the 4 sub-regions moved towards the origin. Glacier area on the south aspect of the Karlik Mountain sub-region was larger than that on the north aspect, while glacier areas on the north aspect of the other 3 sub-regions were larger than those on the south aspect. Increased precipitation in the Karlik Mountain sub-region inhibited the retreat of glaciers to a certain extent. However, glacier area changes in the Bogda Peak and Youyi Peak sub-regions were not sensitive to the increased precipitation. On a seasonal time scale, glacier area changes in the Bogda Peak, Karlik Mountain, Yinsugaiti Glacier, and Youyi Peak sub-regions were mainly caused by accumulated temperature in the wet season; on an annual time scale, the correlation coefficient between glacier area and annual average temperature was -0.72 and passed the significance test at P<0.05 level in the Karlik Mountain sub-region. The findings of this study can provide a scientific basis for water resources management in the arid and semi-arid regions of Northwest China in the context of global warming.     

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。     

1960-2009年中国天山现代冰川末端变化特征

基于冰川定位观测、野外考察、航空摄影、遥感影像和地形图分析方法,研究了1960-2009年中国天山8条冰川末端变化特征。结果表明：1960-2009年,在天山地区气温与降水呈上升趋势的背景下,8条冰川均处于退缩状态,退缩速率由西向东逐渐减缓,其变化幅度因气候环境、地理位置、冰川规模和冰川形态等的不同而存在明显的区域性与阶段性差异。其中,乌鲁木齐河源1号冰川1962-1973年冰川末端退缩速率为5.96 m•a^-1,1973-1980年为3.28 m•a^-1,1980-1993年为3.93 m•a^-1,在1993年完全分离成东、西两支独立的冰川;博格达峰四工河4号冰川末端1962-1981年退缩速率为6 m•a^-1,1981-2006年为8.9 m•a^-1,2006-2009年为13.3 m•a^-1。表碛覆盖的青冰滩72号冰川和74号冰川末端1964-2009年退缩速率分别为41 m•a^-1和30 m•a^-1,远较无表碛覆盖的庙儿沟平顶冰川退缩迅速（1972-2007年冰川末端退缩速率为2.32 m•a^-1）。表面特征（表碛）亦是造成冰川变化差异的一个主要原因。