Analysis of dynamic changes and influence factors of Lake Balkhash in the last twenty years

Lake Balkhash is the third largest inland lake in Central Asia after the Caspian Sea and the Aral Sea.The Ili River-Balkash Lake Basin resides in the southeastern part of the Republic of Kazakhstan and the western part of China's Ili Prefecture,which belongs to the arid and semi-arid region.In the middle to late 20^thcentury,the Ili River-Balkash Lake Basin was affected by climate change and human activities,and the problems of water ecology and water resources became increasingly prominent,which became the focus of attention for China and Kazakhstan.In this study,the water level derived from radar altimeter data,the water surface area extracted from Landsat data,and the temperature and precipitation data in the basin were comprehensively utilised.Data analysis of the time course and correlation of hydrological,meteorological elements in the lake basin,water dynamic changes,and influencing factors of Lake Balkhash was studied.The results show that the cyclical change of regional climate is the main factor affecting the change of lake water,and human activities in the short term can regulate the change of water volume in Lake Balkhash.The research results in this paper can provide a scientific basis for the solution of water disputes in cross-border rivers between China and Kazakhstan.     

巴尔喀什湖水量平衡研究

巴尔喀什-阿拉湖流域是中亚地区重要和独特的景观生态系统,巴尔喀什湖是该区域的核心,其水位变化作为巴尔喀什湖流域生态系统及其保护的主要指标,向来备受世人关注.研究巴尔喀什湖水量平衡,对合理确定巴尔喀什湖生态系统保护目标及保护措施,具有十分重要的理论与现实意义.在明晰巴尔喀什湖水系、水位影响因素的基础上,构建了巴尔喀什湖水...     

巴尔喀什湖分湖水平衡及其影响与优化保护研究

巴尔喀什湖是中亚干旱区最大的湖泊生态系统之一,其保护对中亚地区具有重要意义,但同时对相关区域也产生了较大的水资源压力.分析其水量平衡,对提出合理的保障措施具有重要的理论与实践价值.根据巴尔喀什湖形态、水文特征,在分析识别其水量平衡主要影响因素与作用机制的基础上,根据水量平衡原理与东西湖分治的思想,反演了1936-200...     

近60年气候变化及人类活动对艾比湖流域水资源的影响

以艾比湖流域为研究对象,基于研究区近60年水文、气象、社会经济等资料,分析了气候变化与人类活动对艾比湖流域水资源的影响。研究表明:(1)近60年,艾比湖流域三大主要干流径流总体呈现增加趋势;(2)近60年,虽然艾比湖流域干流径流量总体增加,但由于人类活动影响作用,导致艾比湖湖区面积和入湖量均呈现逐渐减少的趋势;(3)近60年,人类活动负影响的效果高于气候变化正影响的效果,人类活动的加剧是导致艾比湖流域湖区面积持续减少的主要原因。     

1976-2017年柴达木盆地湖泊面积变化及其成因分析

高原湖泊是反映气候变化敏感的指示器。利用1976-2017年的多源资料对柴达木盆地湖泊面积动态进行了监测。结果表明：近50多年来,柴达木盆地气候呈现气温升高,降水普遍增加的增暖增湿趋势,21世纪以来这一趋势更为明显,但存在地区差异,年平均气温升温速率自东向西趋于增加,降水增加速率自东向西趋于减小;柴达木盆地外围东部的托素湖面积1956-2017年总体呈弱的减小趋势,减速为0.41 km²·a^-1。但2005-2017年期间湖面以1.34 km²·a^-1的增速呈明显扩张趋势,中部的小柴旦湖面积与过去13年同期平均相比,扩大了19.87 km²,而西部的尕斯库勒湖呈先增加后减小的趋势。柴达木盆地气候变化、植被面积、入湖径流等因子是导致湖泊面积变化的主要原因。     

New evidence for an extended occupation of the Provo shoreline and implications for regional climate change, Pleistocene Lake Bonneville, Utah, USA

Lake Bonneville was a climatically sensitive, closed-basin lake that occupied the eastern Great Basin during the late Pleistocene. Ongoing efforts to refine the record of lake level history are important for deciphering climate conditions in the Bonneville basin and for facilitating correlations with regional and global records of climate change. Radiocarbon data from this and other studies suggest that the lake oscillated at or near the Provo level much longer than depicted by current models of lake level change. Radiocarbon data also suggest that the lake dropped from threshold control much more rapidly than previously supposed. These revisions to the Lake Bonneville hydrograph, coupled with independent evidence of climate change from vegetation and glacial records, have important implications for conditions in the Bonneville basin and during the Pleistocene to Holocene transition.     

人类活动和气候变化对红碱淖水面面积的影响

红碱淖是我国面积最大的沙漠淡水湖泊, 也是全世界最大的遗鸥繁殖与栖息地, 对该地区水面面积变化进行动态监测分析具有重要意义. 利用TM、 中巴资源卫星影像对红碱淖水面面积进行解译, 结合前人的研究成果, 对红碱淖水面面积的动态变化进行了模拟, 分析了引起红碱淖水面面积急剧萎缩的原因. 结果表明: 20世纪90年代以来红碱淖水面面积在大幅度萎缩, 水位急剧下降. 红碱淖水面面积急剧萎缩是气候变化和人为影响因素综合作用的结果, 可能的影响因素有气候变化、灌溉用水、生态环境建设、煤矿开采用水排水和水源地开采等5个方面, 其中上游河流截流是主要原因.     

艾比湖盐尘对周边地区土壤盐分及景观变化的影响

通过对准噶尔盆地西部艾比湖地区盐尘的扩散和堆积进行观测和取样分析,鉴别出粉尘中可溶盐的化学成分、pH和盐尘堆积强度,分析研究了盐尘的形成、分布特征和灾害强度以及盐尘暴与温度、降水、风等气候因子之间的相关关系.结果表明:近50 a来艾比湖的沉积环境总体是比较稳定的,但由于气候波动与人类活动引起艾比湖水位、水域面积曾发生较明显的变化,并产生了盐尘暴的发生、湖泊和土壤盐度以及湖周景观的变化.根据艾比湖周边盐漠区盐尘的时空分布规律、活动特点和危害强度分析,盐尘对准噶尔盆地西部土壤盐分及景观变化的影响强度范围和影响程度划分为3级区.     

伊犁河下游三角洲生态耗水研究

伊犁河三角洲是巴尔喀什湖流域重要的生态系统,其耗水也是影响巴尔喀什湖水量平衡的重要因素,研究三角洲生态耗水是巴尔喀什湖研究的关键问题之一.基于前人研究的部分成果及最新资料,结合统计学方法与4个年段的遥感解译资料,计算1936-2008年间的三角洲生态耗水系列,分析其年际变化规律,探讨中游卡普恰盖等水利水电枢纽建设、人为...     

近40年来青藏高原湖泊变迁及其对气候变化的响应

湖泊对气候波动有敏感记录。本文以GIS和RS技术为基础,在野外实地考察的基础上,从20世纪70年代、90年代、2000年前后和2010年前后4期Landsat遥感影像中提取了青藏高原所有湖泊边界信息,建立了青藏高原湖泊空间数据库。分析表明的青藏高原面积大于0.5 km2的湖泊总面积变化：（1）从20世纪70年代至90年代增加了13.42%; （2）从20世纪90年代至2000年前后增加了4.86%; （3）从2000年前后至2010年前后增加了13.04%。可见,近40年来,青藏高原湖泊个数和面积均呈增加的趋势。气象数据分析表明,青藏高原气候出现了由暖干向暖湿的转型,表现为气温升高、降雨量增加和蒸发量减小。笔者选取了研究区内面积大于10 km2的时间上合适做比较的所有湖泊,逐一分析了其在4个时期的动态变化情况,并根据变化结果进行了分区。不同时期的湖泊变迁具有区域差异性：（1）从20世纪70年代至90年代,西藏北部、中部、藏南、青海羌塘盆地和青海东部湖泊呈萎缩趋势; （2）20世纪90年代至2000年,青海北部湖泊萎缩; （3）2000年至2010年,除藏南外,青藏高原其余地区湖泊全面扩张。不同补给源的湖泊对气候变化的响应模式不同：（1）气温主要影响以冰雪融水及其径流为主要补给源的湖泊,如色林错、赤布张错等; （2）降雨量主要影响以大气降雨和地表径流为主要补给源的湖泊,如青海羌塘盆地; （3）蒸发量直接影响湖泊水量的散失,在青藏高原总体蒸发量减小的大环境下,部分地区因升温引起的湖泊蒸发效应超过了降水和径流量增加,湖泊出现萎缩的现象,如羊卓雍错流域。总之,地质构造控制了湖泊变迁的总格局,而短时间尺度的湖泊变迁主要受气候因素的影响。此外,湖泊动态变化还受冰川、人类活动、湖盆形状、补给和排泄区等因素的影响。     

The late Quaternary limnological history of Lake Kinneret (Sea of Galilee), Israel

The freshwater Lake Kinneret (Sea of Galilee) and the hypersaline Dead Sea are remnant lakes, evolved from ancient water bodies that filled the tectonic depressions along the Dead Sea Transform (DST) during the Neogene-Quartenary periods. We reconstructed the limnological history (level and composition) of Lake Kinneret during the past ∼40,000 years and compared it with the history of the contemporaneous Lake Lisan from the aspect of the regional and global climate history. The lake level reconstruction was achieved through a chronological and sedimentological investigation of exposed sedimentary sections in the Kinnarot basin trenches and cores drilled at the Ohalo II archeological site. Shoreline chronology was established by radiocarbon dating of organic remains and of Melanopsis shells.The major changes in Lake Kinneret level were synchronous with those of the southern Lake Lisan. Both lakes dropped significantly ∼42,000, ∼30,000, 23,800, and 13,000 yr ago and rose ∼39,000, 26,000, 5000, and 1600 yr ago. Between 26,000 and 24,000 yr ago, the lakes merged into a unified water body and lake level achieved its maximum stand of ∼170 m below mean sea level (m bsl). Nevertheless, the fresh and saline water properties of Lake Kinneret and Lake Lisan, respectively, have been preserved throughout the 40,000 years studied. Calcium carbonate was always deposited as calcite in Lake Kinneret and as aragonite in Lake Lisan-Dead Sea, indicating that the Dead Sea brine (which supports aragonite production) never reached or affected Lake Kinneret, even during the period of lake high stand and convergence. The synchronous level fluctuation of lakes Kinneret, Lisan, and the Holocene Dead Sea is consistent with the dominance of the Atlantic-Mediterranean rain system on the catchment of the basin and the regional hydrology. The major drops in Lake Kinneret-Lisan levels coincide with the timing of cold spells in the North Atlantic that caused a shut down of rains in the East Mediterranean and the lakes drainage area.     

咸海和巴尔喀什湖水文变化与环境效应对比

以咸海和巴尔喀什湖流域为研究对象,采用定性和定量分析相结合的途径,对两个湖泊的水文特征、主要补给河流的入湖径流特征、流域人类活动情况、生态环境问题及未来趋势等进行对比,分析咸海和巴尔喀什湖流域各方面的异同。研究发现:咸海的水位变化呈现相对单一趋势,从1960年开始急剧下降并于2009年分裂成4个水体;巴尔喀什湖的水位变化呈现明显周期性波动,从1970年开始出现下降并于1987年降至历史最低水位;目前的咸海仍不容乐观并将面临最终干涸,巴尔喀什湖正值丰水期并将进入枯水周期。在咸海和巴尔喀什湖两个跨界河流-湖泊流域的水资源和生态环境保护中,流域各国均负有重要责任。     

岱海湖开发利用中存在问题及对策研究

岱海湖位于内蒙古自治区乌兰察布市凉城县境内,是内蒙古第三大湖泊.近年来,受干旱气候和人类活动的影响,湖水成化、湖盆萎缩,流域内水土流失、水体污染加剧,生态环境问题突出.为促进岱海湖环境发展,分析岱海湖开发利用中存在问题,提出流域治理与环境保护的对策具有十分重要的意义.     

西北地区近年来内陆湖泊变化反映的气候问题

内陆湖泊是气候变化敏感的指示器,高山湖泊处于自然状态,受人类活动影响较小,能够较真实地反映气候状况,而内陆河尾闾湖变化是自然和人类活动共同作用的结果.利用NOAA/AVHRR、EOS/MODIS卫星资料和相关文献资料研究分析了祁连山哈拉湖和大、小苏干湖,黑河下游东居延海、新疆博斯腾湖、塞里木湖和艾比湖面积变化.结果表明,近年来祁连山哈拉湖面积呈逐渐扩大趋势,大、小苏干湖面积变化稳定;2002年是黑河流域降水较多的年份;2002年新疆内陆和高山湖泊面积显著增加,预示着这些地区降水增多,冰雪融化加快.内陆湖泊变化应引起人们的关注.     

基于多源卫星测高数据的洞庭湖流域2003—2017年湖泊水位变化监测

利用ICESat-1和CryoSat-2测高数据获取了2003—2017年洞庭湖流域内湖泊的水位信息,分析了湖泊水位的时间变化过程,并结合TRMM卫星降水数据及人类用水等数据,讨论了湖泊水位变化对气候及人类活动的响应.结果表明,流域中80%的湖泊在2003—2009年呈现出水位下降趋势（-0.18~-0.09 m/a）;75%的湖泊在2010—2017年呈现出水位稳定或上升趋势（0~0.39 m/a）;总体来看,75%的湖泊在2003—2017年呈现出水位上升趋势（0.02~0.22 m/a）.分析表明,湖泊水位变化为多种因素共同作用的结果,降水为近年来洞庭湖流域内湖泊水位变化的主要驱动因子;以三峡水库为代表的水库运行会对湖泊水位产生季节性影响;同时,人类用水的持续增长也对湖泊水位有一定的影响.多源测高卫星为长时序大范围的湖泊水位监测提供了有力的手段,这对研究湖泊水位变化及其与气候和环境的响应具有重要意义.      

新疆玛纳斯湖近50年来的变迁

利用近30年来共8期覆盖新疆玛纳斯湖地区的遥感影像(1972MSS、1976MSS、1989TM、1999ETM、2000CBERS、2001CBERS、2003CBERS和2004CBERS),最新实测的精度达到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,对玛纳斯湖及周围湖泊演化进行了分析。结果表明:①玛纳斯湖并非迁移湖泊而是古玛纳斯湖群的一部分;玛纳斯湖及周围湖泊自第四纪中期以来一直处于萎缩消亡状态,新构造运动使古玛纳斯湖群萎缩分裂后,残留的各小湖泊在近现代也相继萎缩、消亡;②近50年来湖泊演化可分为两个阶段:湖泊萎缩、干涸的逆向演化阶段(1949-1999/2001)和湖泊恢复的正向演化阶段(1999/2001-至今),人类活动与气候变化的叠加是湖泊演化的主要驱动力。     

利用被动微波探测青海湖湖冰物候变化特征

湖冰物候是气候变化的敏感因子,不仅能反映区域气候变化特征,还可以反映区域气候与湖泊相互作用.利用长时间序列(1978—2018年)被动微波遥感18 GHz和19 GHz亮度温度数据、MODIS数据(2000—2018年)、实测湖冰厚度数据(1983—2018年)和气温、风速、降水(雪)数据(1961—2018年),分析...     

应用氢、氧同位素研究苏干湖盆地大、小苏干湖湖水补给来源

苏干湖盆地是嵌套在柴达木盆地中的一个封闭盆地,大、小苏干湖是盆地地表水和地下水的汇集中心,两湖相距20km,但大苏干湖为咸水湖、小苏干湖为淡水湖。文章通过氢、氧同位素分析盆地中大、小苏干湖湖水补给来源,解释了两湖虽近,但矿化度差别较大的原因。为解决敦煌盆地地下水资源短缺问题,政府部门计划从苏干湖盆地地下水的主要补给源——大哈尔腾河引水至党河当中,但湖水补给源的不同,导致引水对两湖影响不一。结果表明,大苏干湖湖水补给来源为大、小哈尔腾河上游4 800m以上冰雪融水补给,且径流路径长,蒸发强烈。小苏干湖主要由来自党河南山西段和阿尔金山区雨水补给,径流路径短。因此,大、小苏干湖矿化度差别较大,补给源的不同导致引水对大苏干湖湖水影响较大,而对小苏干湖湖水影响较小。     

岱海流域水资源遥感调查评价

本研究以遥感信息为主要资料，对封闭的水文地质单元－岱海流域的水文下垫面类型进行目视解译分析，结合少量实测资料，根据水文学相似性质原理进行计算分区和水资源量计算。在地表径流量计算中，用降水量Ｐ与最大可能损失量Ｅ建立相关关系。在Ｐ＜６５０ｍｍ的北方地区，Ｐ与Ｅ的线性关系较好，其相关系数为０．９左右，不同类型区只是斜率和截距不同。     

Extreme aridity prior to lake expansion deciphered from facies evolution in the Miocene Ili Basin,south‐east Kazakhstan

Central Asia witnessed progressive aridification during the Miocene, commonly related to mountain uplift, the Paratethys retreat and global climate cooling. However, the formation of Miocene lakes in Central Asia seems to oppose drier conditions, suggesting that the precise timing, extent and forcing of the aridification is still not well constrained. This study presents a facies model for the alluvial–lacustrine part of the Middle to Late Miocene of the Ili Basin, obtained from two successions. The model enables the semi‐quantitative assessment of regional water level and salinity, and characterizes the control of water level on evaporite formation and diagenesis. Both the proximal Kendyrlisai and the distal Aktau successions show an overall increase in water availability from dry mudflat deposits to lacustrine sedimentation with a transitional playa phase. Increasing evaporation rates outpaced the water supply and caused groundwater salinization. Subsequent lake expansion coincided with a basin‐wide desalinization and required a shift to a positive water budget. A climatic control of the hydrological evolution is inferred due to abrupt salinization and a minor tectonic influence. The long‐term water accumulation is probably related to the hydrological closure of the basin in the early Middle Miocene (15·3 Ma). Starting at 14·3 Ma, the step‐wise salinization occurred simultaneously with the global cooling of the Miocene Climate Transition. The Miocene Climate Transition led to extreme aridity in the Ili Basin, highlighted by the early diagenetic formation of displacive anhydrite in the basin centre. The expansion of the freshwater lake (12·7 to 11·5 Ma) was possibly promoted by lower evaporation rates due to decreasing air temperatures in the Ili Basin after the Miocene Climate Transition. The extreme aridity in the Ili Basin is interpreted as a continental counterpart to the Badenian Salinity Crisis in the Central Paratethys. This emphasizes the role of atmospheric forcing on evaporite sedimentation across Eurasia during the Middle Miocene.