2000年以来青藏高原湖泊面积变化与气候要素的响应关系

青藏高原星罗密布的湖泊对气候变化十分敏感,在自然界水循环和水平衡中发挥着重要作用.以MODIS MOD09A1和SRTM DEM为数据源,提取了2000-2016年青藏高原丰水期面积大于50 km²的湖泊边界,从内外流分区、湖泊主要补给来源和湖水矿化度三个方面对2000年以来湖泊面积变化进行分析,并结合青藏高原近36年气象数据,根据气象要素变化趋势分区,初步探讨青藏高原湖泊面积变化与气候要素的关系.结果表明：青藏高原面积大于50 km²的138个湖泊整体扩张趋势显著,总面积增加2340.67 km²,增长率为235.52 km²/a.其中,扩张型湖泊占67.39%,萎缩型湖泊占12.32%,稳定型湖泊占20.29%.内流湖扩张趋势显著,外流湖扩张趋势较明显;以冰雪融水为主要补给来源的湖泊整体扩张趋势明显,以地表径流和河流补给为主要补给源的湖泊也呈扩张趋势;盐湖和咸水湖以扩张为主,淡水湖的扩张、萎缩和稳定三种类型较均衡.在青藏高原气候暖湿化方向发展背景下,湖泊面积变化与气候要素具有显著的区域相关性.气温和降水变化趋势分区结果表明,气温增加、降水增加强趋势的高原Ⅰ区湖泊扩张程度（78.18%）依次大于气温降低、降水量呈增加趋势的Ⅴ区（66.67%）,气温、降水量呈增加趋势的Ⅱ区（60.78%）,气温呈降低、降水量呈增加强趋势的Ⅳ区（58.83%）和气温呈增加、降水量呈减少趋势的Ⅲ区（50.00%）.湖泊面积变化对气候变化响应研究表明,升温引起的冰雪融水补给对Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区湖泊面积扩张的影响显著,加之降水量的增加,湖泊扩张速率明显;Ⅳ区和Ⅴ区湖泊面积扩张主要受降水量增加影响显著.整体而言,气温主要影响以冰雪融水为主要补给来源的湖泊,降水量主要影响以降水和地表径流为主要补给来源的湖泊.     

1990年以来柴达木盆地小柴旦湖扩张及影响分析

柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响,盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征,本文以小柴旦湖为例,基于长时间序列卫星数据,利用随机森林法提取盐湖水域范围并解构、评估“点—线—面”形态变化,同时构建矿化度指数表征盐湖资源禀赋。结果表明:(1) 1990—2022年小柴旦湖面积呈“缓减—缓增—快增”的阶段性变化特征,岸线长度呈阶段性变化(2016年后增长明显),湖泊质心总体向西北方向迁移,截止2022年湖泊质心累计迁移距离为2363.49 m。(2) 1990—2022年矿化度指数波动下降,呈“淡化”态势。(3)气象数据显示研究区年平均气温升高、年降水量增多、年潜在蒸散量下降,处于暖湿化轻度转型期,降水增多、蒸发下降、增温引起的冰雪融水增加综合叠加效应引起区域水资源增加,进而导致湖泊扩张和“淡化”。(4)小柴旦湖扩张和“淡化”对社会经济和生态平衡影响明显,一方面,影响湖区周边基础设施,近70 km²区域受淹没直接影响,包括德小高速公路、柳格高速公路部分路段;另一方面,作为资源型湖泊,小柴旦湖...     

1990—2019年咸海水量平衡及其影响因素分析

咸海地处中亚,气候和人类的双重影响下湖面急剧萎缩引发区域生态危机,定量解析其水量平衡互动关系及影响因素对咸海地区水资源管理和生态保护有重要意义.基于1990—2019年密集时序Landsat影像、T/P卫星、Jason1/2测高卫星及咸海数字测深模型（DBM）,提取近30年咸海面积、水位变化信息,重建咸海水位-面积-库容曲线,探明咸海水量变化特征;建立水量平衡模型,定量分析研究区水量平衡要素变化及时空差异,探讨其互动关系与影响机制.结果表明：（1）1990—2019年间,咸海水量减少了2271.6×10⁸ m³（约75.15%）,年平均变化率达-78.3×10⁸ m³/a;南咸海水量变化趋势与咸海整体基本一致,北咸海除1999年出现了极小值外,其余年份水量变化趋势均呈波动上升状态,至2019年水位已恢复至1984年水平.（2）1990s以来,南、北咸海水量平衡结构变化时空差异显著,阿姆河入湖径流量呈波动减少趋势,随着咸海持续退缩水体蒸发不断减小,区域水量支出收入比由1990年的2.46降低到2015年的0.87;近年来丰水年份南咸海地下水可由亏损转化为盈余状态,水域变化进入相对平缓的状态.北咸海入湖径流量波动增加,蒸散发随水域面积增加而增加,1990s初以来水量收入超过水量支出,区域地下水盈余,湖泊水位不断抬升.（3）湖区尺度上,入湖径流量和水域蒸发量是咸海水量变化的主导因素.流域尺度上,气候变化与人类活动共同影响咸海入湖水量,南咸海入湖水量与阿姆河上游来水、流域耕地面积显著相关,而北咸海入湖水量主要与锡尔河上游来水相关.     

近40年洞庭湖区内湖水面面积变化及其驱动因素

选择1979-2016年间多时期、多类型、多光谱遥感数据,分析评价洞庭湖区内湖近40年的面积变化.结果表明,最近40年洞庭湖区内湖面积保持相对稳定,丰水期间呈上升趋势,枯水期间波动下降,2016年内湖总面积比1980s初减少3.94%.随着湖泊面积增加,湖泊水面面积变化的比例和幅度逐渐减小,大型湖泊（>10 km²）和中型湖泊（5~10 km²）面积相对稳定,小型内湖（<5 km²）面积变化尤为剧烈.内湖水面面积主要受降雨、蒸发等气候因素和生产生活取水、防洪排涝和退田还湖等人为活动调控.1980-2000年和2001-2015年两个时期,洞庭湖区多年平均降雨量呈现不同程度的下降趋势,多年平均蒸发量明显上升.三峡工程运行后,三口分流衰减,但水资源需求量不断增长,退田还湖和留蓄雨洪作为水资源使得丰水期间内湖水面面积增长,气候变化和水资源开发利用导致枯水期水面面积趋于减少.有必要加强洞庭湖区内湖的研究和保护,适当退田还湖提高湖泊率,优化三口水系格局,实施河湖水系连通工程,缓解洞庭湖区季节性水资源紧张问题.     

13.8ka以来内蒙古吉兰泰盐湖的演化过程

通过系统分析吉兰泰盐湖JLT-2010孔蒸发盐类矿物、碳酸盐矿物、碎屑岩矿物等,结合AMS14C测年获得的年代序列,研究该湖13.8 ka以来的演化过程.结果表明:吉兰泰盐湖13.8-11.7 cal ka BP期间水体较淡;11.7-10.2 cal ka BP期间湖泊开始萎缩、咸化,进入咸水湖阶段;10.2-5.5 cal ka BP期间湖泊进入硫酸盐沉积阶段,其中9.0-8.2 cal ka BP经历了一个明显的淡化过程;5.5 cal ka BP以来,湖泊成盐作用进一步加强,由前期的硫酸盐沉积转变为氯化物沉积,其中3.7-2.0 cal ka BP达到全面氯化物沉积阶段,2.0-1.7 cal ka BP又经历了一个短暂而明显的淡化过程;目前,该盐湖已进入干盐湖发展阶段.总体而言,吉兰泰盐湖蒸发盐类矿物主要是在全新世增温的背景条件下逐步萎缩形成的,由于区域性干旱气候的持续影响,吉兰泰盐湖逐步萎缩、咸化,进而析盐.     

2000-2010年东北地区湖泊动态变化及驱动力分析

以2000、2005和2010年的Landsat TM和ETM遥感影像为主要数据源,利用面向对象的分类方法,提取3期东北地区湖泊数据;在GIS技术的支持下,分析了过去10年东北地区湖泊的时空变化特征,并对导致湖泊面积变化的自然和人文驱动因素进行分析.结果表明:2000-2010年间,东北地区湖泊面积由12234.02 km²减少至11307.58 km²,其中,2005-2010年间湖泊萎缩剧烈程度大于2000-2005年;湖泊数量先增加后减少,10年间共减少了4092个;10年间天然湖泊面积大幅减少,人工湖泊面积略增加;研究区内西北方向湖泊萎缩程度小于东南方向,质心向西北偏移;湖泊变化受自然因素和人类活动的共同影响,人类活动叠加在自然因素之上,对湖泊变化产生了放大作用.     

近40a西藏羊卓雍错湖泊面积变化遥感分析

羊卓雍错(以下简称羊湖)作为西藏高原三大圣湖之一和藏南重要的高原特色风景旅游景区,其具体面积众说纷纭.本文利用遥感和地理信息空间分析方法对1972-2010年羊湖面积变化进行了系统研究,并结合流域气象站资料对其原因进行初步分析.结果表明,1972-2010年湖泊平均面积为643.98 km2.1972-2010年羊湖面积呈波动式减少趋势,其中,1970s平均面积为658.78 km2,之后至1999年面积显著减少;1980s面积为636.55 km2;1990s为635.06 km2;1999-2004年面积有所增加;2004-2010年持续缩小,减幅为8.59 km2/a.湖泊空间变化特点是除了空母错和珍错两个小湖面积变化较小之外,羊湖整体面积呈现萎缩态势,其中东部嘎马林曲入口附近退缩程度最大,达1.62 km.流域气象站资料分析表明,湖泊面积和降水的变化波动存在显著耦合关系,降水变化是羊湖面积变化的主要原因;其次,流域蒸发量的明显增加,特别是2004年来连续较高的蒸发量是导致近期面积显著减少的重要原因,气温的升高进一步加剧了这一过程.羊湖的面积变化基本反映了西藏高原南部半干早季风气候区以降水补给为主的高原内陆湖泊对气候变化的响应.     

近50年来内蒙古查干淖尔湖水量变化及其成因分析

内蒙古查干淖尔湖是位于季风边缘区干旱与半干旱过渡带的封闭湖泊,对气候变化响应极为敏感.利用1958-2010年的查干淖尔湖21期遥感影像以及湖泊流域1955-2010年的3个气象站点和1个水文站点的气温、降水、蒸发和径流等数据,分析查干淖尔湖近50余年的湖泊水量、面积/水位波动及其原因.结果表明,近50年来在区域气候暖干化的背景下,查干淖尔湖不断萎缩,流域生态环境退化.1958-2010年湖泊容积以2×106m3/a的速度锐减66.9%(从124.1×106m3降到41.1×106m3),湖泊面积缩小73.3%(从105.3 km2降到28.1 km2),平均缩减速度为1.8 km2/a;流域年均气温上升了2.5℃,年降水量下降了36.6 mm.湖泊水量与流域气温和蒸发量显著负相关.查干淖尔湖分为东西两部分,中间由天然堤坝相连,东湖在水闸的人为控制下水位波动范围不超过1 m.西湖水位波动则相对剧烈,湖面下降7.6 m,于2002年彻底干涸,湖盆裸露,已成为盐尘暴、沙尘暴源地.     

近三百年来洪泽湖演变过程及其原因分析

洪泽湖是淮河水系中最重要的湖泊之一,是我国的第四大淡水湖,它在防洪、灌溉、航运、跨流域调水以及水资源与水环境保护等方面发挥着重要作用.过去300年来,由于黄淮关系的演变和人类活动的影响,洪泽湖水域面积发生剧烈变化.研究湖泊水域空间变化有助于认识流域环境变化与人类活动影响.本文利用18世纪初以来的古地图、历史文献资料及1981-2016年期间的7期遥感影像数据,采用遥感和地理信息系统技术相结合的方法,分析了近300年来洪泽湖水域时空演变过程及其原因.研究结果表明：过去300年来,洪泽湖面积总体呈减少趋势,年际缩减速率为0.17%,且湖域范围总体表现为由四周向中心缩小的趋势,其中西南湖域的形态变化最为显著.具体而言,清中期以前,黄河多次夺泗入淮,洪泽湖面积变化受黄淮关系、高家堰等水利枢纽的修建以及降水等因素影响.至清末,洪泽湖面积由3078.78 km²下降至2335.73 km²,共减少743.05 km²,其空间形态也发生了剧烈变化,该时期黄河改道、降水以及人口增长导致的湖滨围垦是影响洪泽湖演变的主要原因.建国以来（1949-2016年）,洪泽湖面积进一步缩小,由1757.60 km²下降至1488.43 km²,共减少了269.17 km²,其中1995-2000年间湖泊面积下降最为显著,共减少了281.43 km²,湖泊动态变化度达到2.78%,该时期自然因素对湖泊水域面积的影响减弱,而人口增长、围垦及水利工程的修建等人类活动逐渐成为影响洪泽湖演化的主导因素.     

近40年青藏高原湖泊面积变化遥感分析

以MSS、TM和ETM遥感影像作为主要信息源,综合利用RS、GIS技术,提取青藏高原1970s、1990s、2000s及2010s 4个时段的湖泊面积信息,分别从区域位置、面积规模、海拔高度3方面分析其近40年来的变化趋势及变化特征,同时结合1972-2011年间青藏高原气候变化情况,初步探讨了影响青藏高原湖泊面积变化的主要原因.研究结果表明:(1)青藏高原面积大于10 km²的湖泊有417个,这些湖泊大多是面积为10~100 km²的小型湖泊,空间上集中分布在高原西部地区,海拔上集中在4500~5000 m范围内;(2)近40年青藏高原湖泊面积的变化趋势及差异性特征在整体上表现为湖泊呈加速扩张的趋势,其中2000s-2010s时段是湖泊扩张最显著的时期;在区域位置上,北部地区的湖泊变化最为剧烈;在面积规模上,小型湖泊扩张最为显著;在海拔高度上,低海拔地区湖泊扩张剧烈;(3)近40年青藏高原气候暖湿化程度明显,气候变化对湖泊面积变化影响显著;在气象要素中,降水量的变化是青藏高原湖泊面积变化的主要驱动因子.     

Effect of climate and land use change in Ebinur Lake Basin during the past five decades on hydrology and water resources

Remote-sensing images of Ebinur Lake Basin including six years (1960, 1972, 1990, 2000, 2005 and 2010) were interpreted through RS and GIS. Land use changes in Ebinur Lake Basin during the past five decades were analyzed according to interpretation results. On this basis, effect of land use changes on hydrology and water resources was analyzed. Results show that the land use pattern in Ebinur Lake Basin changed greatly from 1960 to 2010. Cultivated Land and Urban-Rural Construction Land increased, while other landuse types decreased. Most areas were Unused Land. Generally, oasis expanded continuously, but oasis in Ganjiahu Zone at downstream of the Kuitun River Basin reduced to some extent. Runoff of the Kuitun River and Jinghe River increased gradually, but runoff of the Bortala River reduced continuously. Both inflows and lake area declined year by year. The groundwater level dropped significantly and water deteriorated continuously. Due to the decelerating wind blowing, evaporation in the basin reduced accordingly. Hydrology and water resources changes in Ebinur Lake Basin in past five decades were mainly caused by continuous expansion of Cultivated Land and oasis, continuous population growth and hydraulic engineering constructions. However, oasis expansion shall be limited within the carrying capacity of water resources. To maintain ecological security in the basin, it is necessary to determine reasonable oasis area, optimize river system structure, and improve utilization efficiency of water resources.     

1990—2020年中国冰湖变化特征及影响因素

本文基于505 景 Landsat 卫星影像,通过自动化冰湖边界提取与人工目视解译相结合的方法调查了 2000 和 2020年中国境内冰湖的分布与变化,并结合 1990 年冰湖编目数据,分析中国冰湖变化特征及影响因素。 研究表明,19902020 年中国冰湖面积增加(180.1±0.1) km²,增加了 17.9%。 其中,冰川补给湖面积扩张最显著,为 22.9%,而非冰川补给湖的面积仅扩张 4.9%。 1990 2020 年冰湖面积在较高海拔带呈现增长快速的趋势,其中,在海拔 5500 m 以上冰湖面积扩张最大,达 30.5%。 在区域尺度,非冰川补给湖的变化主要受降水量和蒸发量变化的影响,其中蒸发量变化对非冰川补给湖更为显著;气温升高与冰川普遍退缩则是导致冰川补给湖普遍快速扩张的主要原因。     

长江中下游湖泊群不同生活型水生植物分布的时空变化(1986—2020年)

不同生活型水生植物对水环境的影响和碳固持能力不同,开展大尺度范围内不同生活型水生植物的时空分布和动态变化研究,是全面掌握湖泊水生态环境变化趋势、准确核算水生生态系统碳源/碳汇的前提。以长江中下游10 km²以上(共131个)的湖泊为研究对象,基于野外调查和先验知识,通过光谱分析,研发了不同生活型水生植物遥感高精度机器学习识别算法,解析了长江中下游湖泊群不同生活型水生植物的时空变化规律。研究表明,长江中下游湖泊群不同生活型水生植物遥感监测精度为0.81,Kappa系数为0.74;1986—2020年长江中下游湖泊群水生植物面积为2541.58~4571.42 km²,占湖泊总面积的15.99%~28.77%,沉水植物是优势类型(Max_1995年=2649.21 km²,Min_2005年=921.38 km²),其次是挺水植物(Max_2005年=1779.44 km²,Min_2020年=569.05 km²)和浮叶植物(Max_2015年=685.68 km²,Min_2000年=293.04 km²);水生植物主要分布在长江干流流域湖泊群,其次是鄱阳湖流域、洞庭湖流域、太湖流域和汉江流域;变化趋势上,1986—2020年长江中下游湖泊群水生植物面积呈现先增长(1986—1995年)、后下降(1995—2010年)、再增加(2010年后)的趋势。本研究可为长江中下游湖泊群生态环境调查及水环境管理提供重要参考。     

1990s以来气候变化和人类活动对洪湖流域径流影响的定量辨识

为针对性地提出洪湖流域水资源适应与应对气候变化和人类活动影响的措施,保护洪湖流域生态资源,促进其可持续发展,采取分布式水文模型SWAT定量辨识了1990s流域城镇快速发展以来气候变化和人类活动对洪湖流域地表径流的影响程度.结果表明:近20年来,人类活动是洪湖流域地表径流减少的主要原因,其影响量占径流减少量的63.72%,气候变化的影响占36.28%.但不同阶段人类活动与气候变化对流域径流影响的程度不同,1990s气候变化对流域径流的影响量高于人类活动,2000s气候变化对流域径流的影响量低于人类活动,近20年来的水土保持措施已经发挥了较好的径流调节和保水效益.     

近50年来洞庭湖区的内湖变化

洞庭湖区除洞庭湖外,在圩垸内尚分布着为数众多的内湖,近50年来,由于人类活动的强烈作用,内湖与洞庭湖一样呈现出急剧萎缩的态势,1km2以上内湖的数量由20世纪50年代的255个减少到目前的122个,湖泊面积也由1534.4km2缩小至644.2km2,其衰亡的速度甚至超过了洞庭湖.分析洞庭湖区内湖急剧萎缩的原因,其主要表现为前期是围湖造田,后期为湖泊鱼塘化.     

青海湖及柴达木盆地地区现代湖泊沉积物中长链烯酮的分布特征

研究了我国青海湖和柴达木盆地地区不同类型湖泊表层沉积物中的长链烯酮。结果表明该地区湖泊中可能广泛存在长链烯酮,多数淡水湖、咸水湖现代沉积物中C37／C38〉1,而盐湖中C37／38〈1。根据文献中报道的湖泊环境下长链烯酮不饱和度U^K＋37与温度的方程,估计的温度在青海湖地区处于实际温度范围内,而在柴达木盆地低于实际温度,结果亦显示在青海湖和柴达木盆地地区,长链烯酮的含量在咸水湖中要明显的高于淡水湖和盐湖,最高含量出现在咸水湖（盐度为103.2g／L）尕海中,高达86.09μg／g;这种含量和分布特征可能表明生产长链烯酮的藻类应该更喜欢生长于具有一定盐度的环境;长链烯酮含量的变化可能指示咸水或淡水环境。     

Limnology of four saline lakes in western Victoria, Australia: I. Physico-chemical parameters

Major physico-chemical parameters of four saline lakes (Lake Colac, Modewarre, Bolac and Tooliorook), in the volcanic plains of western Victoria (Australia), recorded bi-monthly between November 1999–September 2001 are described. Lakes are permanent, large (surface area range 3.5–29.6 km²) and shallow (mean depth range 1.5–3.9 m). Physico-chemical parameters revealed that lakes were homogenous with few differences between sites within lakes. Of the four lakes, Lake Modewarre had the highest salinity of 8 ppt with weak seasonal fluctuations in salinity in all the lakes. All the lakes were turbid (turbidity range 30–659 NTU), with low light penetration (suspended solids range 23–465 mg l⁻¹) and low Secchi depth (Secchi depth range 7.7–89 cm). pH of the lakes varied between 8.2–9.3 with low seasonal variations, indicating well buffered waters. Based on nutrient status, lakes were classified as eutrophic to highly eutrophic with higher nutrient concentrations. Nitrogen was limiting in one lake (Lake Colac) and phosphorus in the other three lakes. Meteorological events probably influence the physico-chemical parameters of these lakes strongly.     

Rapid expansion of glacial lakes caused by climate and glacier retreat in the Central Himalayas

Glacial lake outburst floods are among the most serious natural hazards in the Himalayas. Such floods are of high scientific and political importance because they exert trans‐boundary impacts on bordering countries. The preparation of an updated inventory of glacial lakes and the analysis of their evolution are an important first step in assessment of hazards from glacial lake outbursts. Here, we report the spatiotemporal developments of the glacial lakes in the Poiqu River basin, a trans‐boundary basin in the Central Himalayas, from 1976 to 2010 based on multi‐temporal Landsat images. Studied glacial lakes are classified as glacier‐fed lakes and non‐glacier‐fed lakes according to their hydrologic connection to glacial watersheds. A total of 119 glacial lakes larger than 0.01 km² with an overall surface area of 20.22 km² (±10.8%) were mapped in 2010, with glacier‐fed lakes being predominant in both number (69, 58.0%) and area (16.22 km², 80.2%). We found that lakes connected to glacial watersheds (glacier‐fed lakes) significantly expanded (122.1%) from 1976 to 2010, whereas lakes not connected to glacial watersheds (non‐glacier‐fed lakes) remained stable (+2.8%) during the same period. This contrast can be attributed to the impact of glaciers. Retreating glaciers not only supply meltwater to lakes but also leave space for them to expand. Compared with other regions of the Hindu Kush Himalayas (HKH), the lake area per glacier area in the Poiqu River basin was the highest. This observation might be attributed to the different climate regimes and glacier status along the HKH. The results presented in this study confirm the significant role of glacier retreat on the evolution of glacial lakes. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.