中昆仑山区封闭湖泊湖面波动及其气候意义

封闭湖泊湖面波动是气候变化很敏感的指示器,其水量平衡特征对此可给予理论证明,进而可将这种灵敏度表示为Z=A_l/A_b=(P_b-E_b)/(E_l—P_l)。中昆仑山区的封闭湖泊自17000a B.P.以来曾经历了三次高湖面,即17000a B.P.前后、12000a B.P.前后及8000—6000a B.P.。其中第一期的高湖面与高山区冰体消融、西风带位置的变动及土壤湿度、太阳辐射值的变化有关,第二次的高湖面是湖泊总体收缩下降过程中出现的相对稳定或短暂回升,第三期的高湖面是全球性温湿气候的产物。理论探讨与实例分析均说明,封闭湖泊湖面波动不仅对无人类观测记录的地质历史时期的气候变化有着重要的指示性,而且可以弥补人类观测资料的不足,是研究气候变化的理想场所。     

全新世艾比湖流域不同时段降水量的估算

本文应用水热平衡模型,对艾比湖全新世时期三个高湖面期的降水量进行计算。结果表明,2ka—3ka B.P.降水量比现今高出9％,达到287mm/a;4.5ka—6ka B.P.增加16％,达到306mm/a;6.5ka—8.0ka B.P.增加了22％,达到322mm/a。     

全新世内蒙南缘黄旗海湖面的波动

黄旗海是一封闭湖泊,气候是控制其湖面变化的主要因素。地貌、沉积物、地球化学分析及历史考古资料均证实,一万年以来湖面在总体收缩下降过程巾不断地波动着。全新世初期,湖面扩张抬升,9000a B.P.前后湖面达最高(1340m),湖面面积也最大(约560km~2),其后,湖面持续地收缩下降。     

呼伦湖晚第四纪湖相地层沉积学及湖面波动历史

对内蒙古呼伦湖盆地扎赉诺尔地区晚第四纪湖泊沉积物进行了沉积学(沉积构造、结构、垂向层序等)和~(14)C年代地层学研究,并逐层识别出地层剖面的各种沉积相类型,包括开阔湖、近岸带、滨岸沙滩、滨岸沼泽和滨岸沙丘等不同类型沉积,依此恢复了30kaB.P.以来的湖泊演化和湖面波动历史。其中13～11kaB.P.是湖面最高时期,10.9～0.6kaB.P.的低湖面可能与新仙女木事件有关。     

湛江湖光岩玛珥湖全新世粒度变化特征及古气候意义

对湖光岩玛珥湖沉积物全新世粒度参数、550℃烧失量和Ti元素含量的变化特征研究后认为:粒度频率特征曲线指示湖光岩玛珥湖沉积物的外源输入部分主要来自其小流域;沉积物粒径的变化主要受降雨量,而不是湖泊水位波动的控制;较粗的粒径指示降雨量增加,较细的粒径指示降雨量降低.湛江地区全新世早期季风强盛,6085 a B.P.以后,季风显著减弱.湖光岩沉积物记录的全新世中期季风迅速减弱的发生时间与全球很多地质载体记录的全新世中期季风迅速减弱时间都非常接近,体现了湛江地区全新世季风演化的全球性.湛江地区6085 a B.P.以后的季风迅速减弱、气候转干很可能与厄尔尼诺活动增强有关.2000 a B.P.以后,粒度参数、550℃烧失量和Ti元素含量的变幅明显增加与人类活动的影响有关,是人类活动和气候因素共同作用的结果.     

巢湖杭埠河流域湖相沉积物多指标揭示的全新世以来环境演变

在巢湖杭埠河流域中的古湖盆中心——三河圩区获取28.6 m长的湖相岩芯（SZK1507孔）,利用AMS¹⁴C测年技术建立可靠的地层年代序列,通过对SZK1507孔738 cm以上段湖相沉积物平均粒径、磁化率、总氮（TN）、总有机碳（TOC）及C/N的综合分析,高分辨率重建了巢湖杭埠河流域全新世以来的古环境演变过程.结果表明,本区域的环境变化过程可以分为4个阶段,阶段Ⅰ（约10050—9700 cal.a B.P.）与阶段Ⅲ（约9250—5300 cal.a B.P.）气候较为湿润,巢湖水位较高,平均粒径、磁化率值较低,TN、TOC、C/N也偏低;阶段Ⅱ（约9700—9250 cal.a B.P.）与阶段Ⅳ（约5300 cal.a B.P.以来）气候干燥,巢湖水量减少,水位降低,平均粒径、磁化率值、TN、TOC、C/N均较高.一些全球范围内显著发生的气候突变事件在SZK1507孔沉积记录中也有体现,如9.3、8.2和4.2 ka B.P.事件等.将巢湖杭埠河流域10000 cal.a B.P.以来的平均粒径、磁化率、TN、TOC、C/N沉积记录与全新世以来的北纬30°夏季太阳辐射量、太阳黑子数、火山喷发对大气中硫酸盐含量贡献率等进行对比,发现巢湖杭埠河流域全新世气候突变事件主要受控于北半球夏季太阳辐射量变化、太阳活动以及火山活动等因素,并与它们之间复杂的响应机制有关.     

晚第四纪中亚高山湖泊的演化

中亚晚第四纪商山湖泊的演化受到复杂的气候波动釤响,主要由水汽的变化、湖盆冰川作用和径流与 流址的变化而引起的。冷干条件伴随右融水补给的减少和湖退;暖湿条件引起了冰川的后退,增加了融水补给,引起湖进。分布于不同海抜高度的天山和帕米尔竑原地区的湖泊,普遍处于较干旱的环境中,通过对湖盆地貌学、冰川和湖泊沉积物的分布和成份的研究、以及对湖泊沉积物的孢粉分析和埋藏植物碎屑的^l4C年代测定,可以里违晚贝新世以来益山湖泊的演化阶段和中亚高山区的古地理环堍。22000-17000a B.P.,天山查特尔库尔湖和帕米尔喀拉湖为外流淡水湖,面积超过目前的2-3倍。湖泊沉积物中孢粉以干草原植被为主,反映气候较暖湿。16000-11000a B.P.,冻川活动达到极盛,气候寒冷、干燥,湖泊干涸、消失。孢粉频率低,以旱生植物花粉为主。10000-8000a B.P.,温度、湿度提中湿植物和蒿属相对藜科增加,开始湖进。查特尔库尔湖水位较今高12m,面积超过现今3倍;8000—4000a B.P.,天山和东帕米尔的湖盆气侯相对暖湿。4000—3500a B.P.,气候变干,旱生植物花粉增加。3000a B.P.以来以气候干旱化为特征,植被以高山干草原和草原-荒漠为主。1500a B.P.以来气候更趋干早,干旱植物花粉增加,湖水位下降,一直持续至今。据历史和考古资料,公元14-16世纪天山气候暖干化,发生湖退;17—18世纪天山和帕米尔湿度增加,出现湖进。目前该地区湖水位普遍处于下降时期,仅若干冰融水补给湖泊有湖进的迹象。     

富蕴水磨沟探槽的孢粉组合特征及其意义

本文应用孢粉分析对富蕴水磨沟探槽的地层年代和古环境进行了探讨,认为富蕴地区在新冰期第一期活动中气候干净,为寒冻荒漠植被;在大西洋期为暖干气候,生长了草原化荒漠植被;在其后的新冰期活动中为冷湿气候,发育了灌丛草原植被。结合新疆特殊的地理条件,将上述环境演变过程与国内外全新世气候波动研究结果相比较,并参考有关(14)~C数据,作者认为该探槽中发现的第一次古地震活动应晚于6000a,B.P,第二次古地震活动似应发生于2500a,B.P之后。     

晚第四纪青海湖演化研究析视与讨论

本文根据钻孔及湖周湖泊沉积露头的分析,重建了晚第四纪以来青海湖湖面波动的历史,并结合近年有关青海湖演变的文献,评述和讨论了造成青海湖高湖面和低湖面的原因,最后预测了青海湖近代萎缩的未来趋势。     

云南西南部黑河断裂晚第四纪分段活动特征

通过野外活动断裂地质填图,获得了云南西南部黑河断裂的断错微地貌、断错地层、最新活动时代及滑动速率等定量参数。对比分析表明,黑河断裂具有较明显的分段活动特征,根据断层几何特征大致可划分3条次级断裂段,自西向东分别为沧源—木戛段、木戛—南代段和南代—勐往段,各段晚第四纪以来新活动形成了丰富的断错地貌现象。由断层剖面及断错地貌特征分析,黑河断裂全新世晚期具分段破裂特征,其中沧源—木戛段存在古地震形变带,其年代介于(242±44)a B.P.和(1 714±49)a B.P.之间,木戛—南代段是1988年澜沧7.6级地震的主破裂带之一,南代—勐往段全新世晚期有过活动,最晚离逝时间介于(550±30)a B.P.和(1 290±30)a B.P.之间。根据对断错冲沟及台地的差分GPS测量和相应年代测试,得到沧源—木戛段全新世以来的右旋走滑速率为(4.0±0.7)mm/a,木戛—南代段全新世的右旋走滑速率为(3.5±0.8)mm/a。     

西藏扎布耶盐湖水位Winters和ARIMA模型分析

由于温室效应,气温加速上升,我国西部干旱一半干旱盐湖区盐湖水位出现加速下降或上升等变化．藏北高原湖泊众多,但都缺少湖水位的人工观测记录．中国地质科学院盐湖中心自1990年始在西藏扎布耶盐湖建立了长期科学观测站,进行水位动态观测,积累了连续13年珍贵的数据．如何根据湖泊水位历史记录数据,准确的定量预测水位中短期变化,是关系着盐湖资源开发命运的大事．本文用Winters线性和季节性指数平滑法、ARIMA乘积季节模型两种时间序列分析方法,根据西藏扎布耶盐湖1991年1月-2003年12月水位变化的时间序列数据,探讨了两种时间序列数据的预测方法在盐湖水位动态变化预测中的应用．     

全新世以来洞庭湖的演变

本文根据全新世沉积物的岩性、岩相特征和文化遗址的时空分布,结合孢粉资料与历史文献记载,揭示了全新世以来洞庭湖演变的六个阶段:(1)晚更新世末至全新世初为河湖切割平原;(2)中全新世早、中期(8000—5000a B.P.)是湖泊扩展时期;(3)中全新世晚期(5000—3000 a B.P.)四水复合三角洲发育,湖沼洼地零星分布;(4)商周至秦汉(3000—1700 a B.P.)四水分流间洼地湖泊和沼泽广布,汛期河湖水体相连;(5)魏晋至19世纪中叶,洞庭湖逐渐发展至鼎盛阶段;(6)19世纪中叶至今,三角洲迅速推进,湖泊逐渐萎缩。研究认为这种发育演化过程与区域性气候变化、人类活动直接相关。     

湖泊生态水位计算新方法与应用

水位是湖泊水文情势的主要特征指标,对湖泊的水量、水质和生物的栖息地等有直接或间接的影响,被认为是湖泊生态系统健康的关键影响因素.如何确定合理的湖泊水位以保证生态系统健康成为湖泊科学研究的重要科学问题.根据湖泊天然水位情势,从天然水文变化中识别多项反映完整水位过程的指标,构建了湖泊生态水位的计算方法.从湖泊天然水位情势中提取出高、低水位的历时、发生时间和变化率等水位指数来表征其生态水位.该方法弥补了传统湖泊生态水位计算方法仅给出最小生态水位的不足,体现了湖泊生态系统健康对水位过程的要求.基于提出的生态水位计算方法和鄱阳湖都昌水位站1952-2000年共49年的日均监测数据,计算了鄱阳湖的生态水位目标值区间,以期为鄱阳湖水利工程生态调度提供决策依据.     

新疆博斯腾湖水盐变化及其影响因素探讨

在博斯腾湖水文和水化学实测资料的基础上,研究了博斯腾湖水盐的年际和年内变化。近40年来,水质年际变化经历了好→中→差→中的过程;年内变化与区内最大补给源开都河不同季节河流来水量变化以及湖周农田排盐水等因素直接相关,而湖水的矿化度与水位变化呈负相关。对湖水主要离子含量变化特点和湖区矿化度变化规律的研究表明,湖水补给源及湖水循环状况是影响湖水水质变化的主要因素。     

1976-2015年柴达木盆地湖泊演变及其对气候变化和人类活动的响应

柴达木盆地众多的湖泊不仅对维持当地脆弱的生态环境具有极其重要的作用,而且中心盐湖也是重要的矿产资源.进入21世纪以来,受气候变化和人类活动的共同影响,盆地湖泊发生了一系列重大变化.为科学认识这一问题,选取了1976-2015年6期Landsat系列卫星影像,解译了该区域1 km²以上的湖泊水面,并分析了湖泊变化对气候和人类活动的响应.结果表明：柴达木盆地湖泊面积总体上存在扩张（1976-1990年）萎缩（1990-2000年）扩张（2000-2010年）萎缩（2010-2015年）4个阶段的变化过程,2010年湖泊面积最大,2015年湖泊又明显萎缩.就气候水文因素而言,湖泊面积变化主要受山区降水径流的影响.湖面变化与前3 a的降水径流关系最为密切.进入21世纪以来,气候变化与上游社会经济耗水、盐湖周边人为阻隔河湖连通、开采卤水、修建人工盐田、排放老卤等人类活动,对盆地中心湖泊的空间格局、面积都产生了显著影响,苦水沟、达布逊湖南部形成了新湖泊,鸦湖、团结湖面积显著扩大,东、西台吉乃尔湖逐渐萎缩、干涸,一里平湖由以前的干盐湖在2010年一跃成为盆地最大的湖泊.针对盐湖大规模开发产生的负面影响,提出了合理开发盐湖资源的建议.     

1973-2010年巴丹吉林沙漠腹地湖泊面积空间变化的遥感分析

利用1973、1990、2000、2010年4个时期遥感影像数据,提取并统计了1973-1990、1990-2000、2000-2010、1973-2010年4个时期湖泊面积变化信息,分析了巴丹吉林沙漠湖泊面积变化的空间特征.结果表明,湖泊数量与面积整体表现为减小,同时也存在湖泊面积增大与湖泊新增;1973-2010年间,沙漠腹地共干涸19个湖泊、新增7个湖泊,43个湖泊萎缩、6个湖泊扩张,26个湖泊面积基本保持稳定;从湖泊面积的空间变化看,面积减小的湖泊在整个湖泊区域均有分布,面积增大的湖泊较多分布于研究区东侧,且多在中东部区域外围,面积减小剧烈的湖泊在空间上有聚集分布的态势;湖泊面积变化量在整个空间上并没有表现出显著的正相关关系.湖泊面积变化所表现的空间特征可能由于不同湖泊区域补给来源不同或不同湖泊补给方式存在差异造成的.     

湖泊水情遥感研究进展

湖泊作为最直接的淡水资源之一,在人类的生产、生活各方面都占据至关重要的地位.受到全球气候变化与人类活动的影响,湖泊正在发生急剧变化,因而有必要对其进行快速、准确的时空变化监测,从而为水资源管理与保护、未来气候变化预警提供依据.遥感技术的产生与发展为大范围、实时动态的湖泊变化监测提供了难得的契机,它克服了人类对湖泊实地考察的局限性.本文对现有国内外湖泊水情遥感监测技术与方法进行了综合梳理,主要综述了国内外在湖泊水域范围提取、湖泊水位提取、湖泊水量估算、流域水文过程等方面的遥感研究进展情况,重点总结了该领域近年来提出的新方法和新技术.最后,结合当前遥感技术的发展,对未来遥感在湖泊动态变化监测中的应用潜力和趋势进行了简要论述,并对多源遥感数据融合与云计算平台的结合在地表水体连续变化监测中的应用进行了展望.     

21世纪以来泛北极湖泊水位变化时空特征及原因探讨

在全球气候变暖和极端气候事件增加的背景下,流域水文循环过程受到的影响越来越强烈,导致湖泊水位变化表现出复杂的时空特征。而泛北极地区是地球上湖泊数量与面积分布最为集中的区域之一,该地区湖泊对气候变化响应非常敏感。因此,了解这些湖泊近期水文变化特征十分必要。本研究共搜集了36个泛北极大型湖泊(>500 km²)基于遥感或站点观测的近20年水位数据,分析其时空变化特征。本文使用线性回归模型来估算湖泊水位的变化趋势,进而利用皮尔逊相关分析了其主要水文影响变量和大气环流机制,并运用Mann-Kendall突变检验法探讨了水位突变的原因。结果表明,泛北极湖泊的水位整体上呈现不同程度上升(平均速率为0.013 m/a),有23个(64%)湖泊的水位呈上升趋势;研究湖泊中有10个通过90%统计显著性检验。其中,水位上升速率最大的湖泊是位于哈萨克斯坦的腾吉兹湖,上升速率为0.078 m/a。泛北极湖泊水位的波动主要与径流有关,有19个(53%)湖泊的水位波动与径流的增加更为相关;相比而言,位于亚洲的极地湖泊水位的上升与流域蒸发的降低显著相关,尤其是库苏古尔湖。从区域大气环流影响来看,泛北极湖泊水位变化主要与厄尔尼诺-南方涛动有关,其次是北极涛动和北大西洋涛动。本研究有助于加深对泛北极湖泊近20年水位变化规律及气候影响特征的科学理解。     

The paleoenvironmental significance of spatial distributions of grain size in groundwater‐recharged lakes: A case study in the hinterland of the Badain Jaran Desert,northwest China

For lakes in desert hinterlands that are not recharged by river runoff, sediment input solely comes from wind transport. While the processes of sediment transport and deposition in these lakes differ significantly from those with river discharge, the spatial distribution of sediment grain size in these groundwater‐recharged lakes remains largely unknown. Moreover, whether the grain size distribution in these lake sediments can be used as a proxy in the study of past climatic change and environmental evolution studies is unclear. In this study, five lakes with a range of surface areas that had no runoff recharge were selected from the hinterland of the Badain Jaran Desert of north‐western China, and a total of 108 samples of lake surface sediments were collected to examine the spatial distribution of grain size. Moreover, an end‐member‐modeling algorithm was used to calculate end members from all grain size measurements. Our results showed that both the median and mean grain sizes in the lake sediments decreased from the nearshore to the offshore, deep‐water zone. However, the lowest median and mean grain sizes were not found in the center of the lakes, in contrast to lakes recharged by surface runoff. The median grain size of sediment in the lake center was negatively correlated with lake level, and thus could help reveal lake evolution at low resolutions. Moreover, EM1 and EM2 were interpreted as wind transported sediment, and sediment perturbed by lake waves after wind transport, respectively. The modal grain size of EM1 varied slightly between lakes, while changes in the modal grain size of EM2 were related to lake area. Given the positive relationship found between EM2 content and lake level, changes in the EM2 content (%) can serve as a rough indicator of lake level fluctuations at low temporal resolutions. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.