长江、黄河源区高寒湿地动态变化研究

长江、黄河源区是中国湿地分布面积最大的地区之一,近年来湿地面积减少、功能退化引起了严重的区域生态环境问题。为了定量分析湿地退化过程,利用1986年的TM和2000年的ETM 卫星遥感数据,在GIS软件支持下,用景观格局指数对长江、黄河源区15a来湿地的分布和变化进行了研究。结果表明,15a间,长江、黄河源区湿地面积减少了2744.77km2,平均减少率为1.2%/a。长江源湿地的退化比黄河源明显。湿地主要是由高寒沼泽草甸湿地向高寒草甸湿地、裸岩裸土地和高寒草原演变,以及由水域向滩地转变。各湿地景观类型斑块数增加,破碎度和分维数提高,优势度降低,湿地景观空间结构趋于复杂,景观异质性增加。15a间研究区湿地生态服务价值降低了37.86×108元。气候干暖化是造成源区湿地变化的主要因素,人类活动加剧了这一进程。     

长江源区当曲流域高寒湿地类型划分及分布研究

在2008～2010年多次实地调查的基础上,以TM遥感影像为数据源,基于面向对象的图像分类方法,对青藏高原长江源地区当曲流域高寒湿地信息进行了提取,系统分析了该地区高寒湿地的结构特征和空间分布规律,并构建了适宜于高海拔河源地区的湿地分类系统.结果表明:①当曲流域高寒湿地共分为8种类型,湿地总面积为8 548.03 km...     

近30年来长江源区与黄河源区土地覆被及其变化对比分析

基于20 世纪70 年代中后期、90 年代初期、2004 年和2012年共4 期土地覆被数据,利用转移矩阵、土地覆被状况指数和土地覆被转类指数,对比分析了长江源区和黄河源区近30 a来土地覆被与生态状况的变化特征。结果表明：2012年草地是两源区最主要的土地覆被类型,但黄河源区的草地面积占比比长江源区高17%,同时,长江源区存在永久冰川雪地及荒漠,黄河源区没有;从土地覆被状况来看,过去30 a黄河源区优于长江源区,长江源区土地覆被状况指数平均为16.82%,黄河源区为38.84%;从土地覆被转类来看,过去30 a长江源区土地覆被总体变好,黄河源区则总体变差,在20世纪70年代中后期至90年代初、20世纪90年代初至2004年和2004~2012年3时段内,长江源区土地覆被经历了变差-好转-持续好转的变化过程,而黄河源区则是变差-显著变差-略有好转,且黄河源区土地覆被状况的变化程度较长江源区更为剧烈;长江源区因分布有大量的冰川、冻土,自20世纪90年代气温升高开始,冰川冻土融化,导致水体与沼泽面积扩张,后期叠加生态工程的积极影响,使得其土地覆被状况持续好转,黄河源区则因2004 年以来暖湿的气候状况及生态保护工程的实施,使得土地覆被退化趋势得到遏制并逐渐呈现转好态势。     

近15年来长江黄河源区的土地覆被变化

基于长江黄河源区土地生态分类,利用1986年与2000年两期TM遥感数据的对比和野外实地调查,采用景观生态空间分布格局分析方法,从分布面积变化和类型转移趋向与幅度两方面,分析了江河源区近15年来土地生态系统的空间分布变化与演变格局,结果表明：高寒草地退化显著,较高覆盖度高寒草原与高寒草甸面积减少了15.82% 和5.15%,高寒沼泽草甸分布面积锐减了24.36%;湖泊水域萎缩了7.5%,以长江源区内流湖泊为主;土地荒漠化发展十分强烈,沙漠化土地面积扩展了17.11%,其中黄河源区沙漠化土地年平均扩展率达到1.83%。高寒草原草地的覆盖度下降与荒漠化、高寒草甸草地的覆盖度下降与草原化以及沼泽草甸草地的疏干旱化是区域土地生态系统空间演变的主要趋向,并由此改变了土地覆被的空间分布格局并使该区域生态环境持续恶化。     

长江黄河源区高寒植被变化的NDVI记录

使用8 km分辨率Pathdfinder NOAA-AVHRR/NDVI时间序列数据, 对青藏高原长江、黄河源区1982~2001年地表植被覆盖的空间分布和时间序列变化进行了分析, 并在典型区NDVI与气温、降水量和浅层地温单相关关系分析的基础上, 在不考虑地温作用和考虑地温作用两种条件下, 构建了NDVI与气温、降水量和浅层地温的统计模型。结果表明：近20年来江河源区的植被覆盖总体上保持原状,　局部继续退化。黄河源区的扎陵湖、鄂陵湖周边及其北东部地区、巴颜喀拉山北麓的多曲源头地区、长江源区的曲麻莱和治多一带、托托河沿至伍道梁之间的青藏公路两侧一定范围、格拉丹冬局部地区年NDVI减少显著,　幅度在0%~20%之间,　植被退化严重。江河源区年NDVI的变化, 即植被覆盖状况的好坏主要受温度, 尤其是40 cm附近地温的影响, NDVI对40 cm的地温变化极为敏感。在江河源多年冻土区, 冻土冻融过程不仅与地温变化息息相关, 而且影响土壤含水量的多少, 冻土的退化将会直接影响该区植被的生长。     

近13 a来黄河源区高寒草地物候的时空变异性

以8 d合成的500 m空间分辨率的MODIS [NDVI]时序数据为基础,利用非对称高斯函数拟合法和比值阈值法对2000-2012年黄河源区高寒草地生长季始期（SOG）、生长季末期（EOG）、生长季长度（LOG）的时空变化进行了研究。结果表明：黄河源区高寒草地多在第126～140 d开始生长,到第277～290 d逐渐停止生长,LOG多集中在140～160 d。由东南向西北,随水热条件变化,SOG 逐渐推迟,EOG逐渐提前,LOG逐渐缩短。物候的海拔分异明显,随海拔升高,SOG逐渐延迟,EOG逐渐提前,LOG逐渐缩短。2000-2012年,黄河源区高寒草地SOG显著提前,EOG基本不变,LOG显著延长。SOG提前、EOG推迟、LOG延长的区域主要分布在黄河源区西北部和西南部,而SOG推迟、EOG提前、LOG缩短的区域主要分布在黄河源区中部,其中LOG延长和缩短区域分别占植被区面积的82.77% 和17.23%。黄河源区高寒草地物候的年际变化在不同海拔上分异显著。高海拔地区SOG与LOG变化幅度均超过了低海拔地区,而EOG变化幅度相当。春季、秋季气温升高可能是引起黄河源区高寒草地SOG提前和EOG推迟的主要原因。     

三江源区径流演变及其对气候变化的响应

利用水循环模型、统计检测、对比分析等手段对三江源区水循环过程进行了分析,模拟和检测了1958-2005 年黄河源区出口唐乃亥站、长江源区直门达站、澜沧江源区昌都站汛期、非汛期和年径流过程的变化趋势。在此基础上,检测CSIRO和NCAR两种气候模式A1B和B1 排放情景下未来2010-2039 年源区出口断面的径流演变趋势,对比分析了气候变化的影响。研究表明过去48 年三江源区出口唐乃亥站年径流和非汛期径流过程呈显著减少趋势,而直门达和昌都站径流过程变化趋势并不显著。这将导致对黄河中下游地区的水资源补给显著减少,加剧黄河流域水资源短缺。气候变化背景下,未来30 年黄河源区径流量与现状相比有所减少,尤其是在非汛期,将持续加剧黄河中下游流域水资源短缺的现象。长江源区径流量将呈增加趋势,而且远远高于现状流量,尤其是在汛期,长江中下游地区防洪形势严峻。而澜沧江源区未来30 年径流量均高于现状流量,但汛期和年径流变化并不显著,而非汛期径流变化存在不确定性,CSIRO模式B1 情景显著减小,而NCAR模式B1 情景显著增加。气候变化对长江源区径流影响最显著,黄河源区其次,而澜沧江源区最小。     

2000-2011 年三江源区植被覆盖时空变化特征

基于MODIS-NDVI 数据,辅以线性趋势分析、Hurst 指数及偏相关系数等方法,本文从三个尺度分析了近12 年三江源区植被覆盖时空变化特征、未来趋势及其驱动因素。结果表明:(1) 近12 年三江源区植被覆盖呈现增加趋势,增速为1.2%/10a,其中长江源区、黄河源区植被均呈增加趋势,而澜沧江源区植被呈下降趋势。(2) 三江源区植被覆盖具有显著的区域差异,且NDVI频度呈现“双峰”结构。(3) 近12 年三江源区植被覆盖呈增加趋势和减少趋势的面积分别占64.06%和35.94%,且表现为源区北部增加、南部减少的空间格局。(4) 三江源区植被变化的反向特征显著,植被变化由改善趋势转为退化趋势的区域主要分布在长江源区和黄河源区的北部,而由退化趋势转为改善趋势的区域主要分布在澜沧江源区。(5) 三江源区植被对降水和潜在蒸散的响应存在时滞现象,而对气温的响应不存在时滞现象。(6) 三江源区植被覆盖的增加主要归因于气候暖湿化以及生态保护工程的实施。     

青藏高原湿地研究进展

青藏高原具有全球重要性,是地球表面上很少受人类活动干扰的区域之一,在全球变化研究中被作为先兆区或预警区。青藏高原湿地多为高寒沼泽、高寒沼泽化草甸和高寒湖泊,具有生态蓄水、水源补给、气候调节等重要的生态功能,在防止全球水危机方面起着关键的作用。因此青藏高原湿地在全球变化研究中占有特殊的重要地位,已经引起国内外学者的关注。本文从湿地的类型和分布、湿地土壤、湿地植被、泥炭的形成与演化、湿地动物、古植被古气候、温室气体排放以及湿地退化几个方面对青藏高原湿地研究进行了综述,并提出了未来的重点研究领域。     

旱獭（Marmota himalayana）掘洞对若尔盖盆地草地沙化的影响

若尔盖草原是中国高寒湿地发生大范围沙化的典型地区,喜马拉雅旱獭（Marmota himalayana）造成若尔盖草地主要鼠害,研究旱獭活动与若尔盖草地沙化之间的联系具有重要意义。通过划定研究区域,应用高分辨率无人机影像、数字高程数据、野外调查数据进行综合分析,探究了旱獭掘洞对若尔盖盆地草地沙化的影响。结果表明：沙斑的分布在海拔和坡度上具有明显的规律性,旱獭洞的分布与沙斑在海拔、坡度及坡向上具有高度的相似性。旱獭洞在沙斑内部及其周围和陡坎处呈现聚集现象,旱獭掘洞加剧了陡坎和凹坑边缘向未沙化草地一侧扩展。未沙化草地上的旱獭洞密度最小,随着草地沙化程度加深,并在极重度沙化之前,旱獭洞密度随之增加,当草地退化为流动沙地后,旱獭洞密度迅速减小。     

青藏高原东部黄河切开若尔盖湖盆的沉积证据与年代研究

对青藏高原东部若尔盖盆地内外实地考察,在玛曲瓶颈段黄河二级阶地前沿陡坎,发现了含有古深湖相和古河床河漫滩相地层序列的典型沉积剖面。通过沉积物粒度特征分析和光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年,研究结果表明：① 剖面下部淡蓝灰色古深湖相沉积层为深水厌氧环境下形成的湖相沉积物,而覆盖其上的杂色卵石层夹淡黄橙色透镜状沙层则是古河床河漫滩相沉积物,指示了强动力流水作用过程。这2组地层的不整合接触关系,是黄河切开若尔盖湖盆导致古湖水外泄的直接证据。② 剖面古深湖相沉积层顶部和古滨浅湖相沉积层底部的OSL测年结果表明,古黄河在37 ka BP切开若尔盖湖盆,导致湖水外泄,35 ka BP湖水变浅消失,黄河沟通了若尔盖盆地水系。③ 晚更新世东昆仑大断裂强烈的新构造运动和37 ka 温暖湿润气候的综合影响使得尚处于玛曲断陷谷地草原的古黄河源溯源侵蚀加剧,由西向东在玛曲城南瓶颈段切开了若尔盖古湖盆,导致古湖水外泄,从而沟通了若尔盖湖盆的水系,使之成为黄河源。该研究结果对于深入理解青藏高原东北部河湖水系演变及黄河水系的形成具有重要的科学意义。     

黄河兰州城区段湿地现状及保护建议

调查了黄河兰州城区段湿地类型和分布,结果表明:黄河兰州城区段湿地总面积1729.68hm2。5000m2以上的河岸湿地共计47块,总面积517.17hm2,其中几乎无人为干扰的湿地105.99hm2,仅占河岸湿地面积的20.50%;人为破坏程度非常严重、湿地功能几乎完全丧失的近裸露湿地252.43hm2,占河岸湿地面积的48.81%。黄河兰州城区段湿地存在乱侵乱占、遭受污染、河岸湿地植被破坏和湿地功能日趋退化等问题,提出了湿地保护与恢复建议。     

Fluvial diversity in relation to valley setting in the source region of the Yangtze and Yellow Rivers

The spatial distribution of valley setting （laterally-unconfined, partly-confined, or confined） and fluvial morphology in the source region of the Yangtze and Yellow Rivers is contrasted and analyzed. The source region of the Yangtze River is divided into 3 broad sections （I, II and III） based on valley setting and channel gradient, with the upstream and downstream sections being characterized by confined （some reaches partly-confined） valleys while the middle section is characterized with wide and shallow, laterally-unconfined valleys. Gorges are prominent in sections I and III, while braided channel patterns dominate section II. By contrast, the source region of the Yellow River is divided into 5 broad sections （sections I-V） based on valley characteristics and channel gradient. Sections I, II and IV are alluvial reaches with mainly laterally-unconfined （some short reaches partly-confined） valleys. Sections III and V are mainly confined or partly-confined. Greater morphological diversity is evident in the source region of the Yellow River relative to the upper Yangtze River. This includes braided, anabranching, anastomosing, meandering and straight alluvial patterns, with gorges in confined reaches. The macro-relief （elevation, gradient, aspect, valley alignment and confinement） of the region, linked directly to tectonic movement of the Qinghai-Tibet Plateau, tied to climatic, hydrologic and biotic considerations, are primary controls upon the patterns of river diversity in the region.     

基于小波分析的江河源区汛期和枯水期径流特征(英文)

By decomposing and reconstructing the runoff information from 1965 to 2007 of the hydrologic stations of Tuotuo River and Zhimenda in the source region of the Yangtze River, and Jimai and Tangnaihai in the source region of the Yellow River with db3 wavelet, runoff of different hydrologic stations tends to be declining in the seasons of spring flood, summer flood and dry ones except for that in Tuotuo River. The declining flood/dry seasons series was summer > spring > dry; while runoff of Tuotuo River was always increasing in different stages from 1965 to 2007 with a higher increase rate in summer flood seasons than that in spring ones. Complex Morlet wavelet was selected to detect runoff periodicity of the four hydrologic stations mentioned above. Over all seasons the periodicity was 11-12 years in the source region of the Yellow River. For the source region of the Yangtze River the periodicity was 4-6 years in the spring flood seasons and 13-14 years in the summer flood seasons. The differences of variations of flow periodicity between the upper catchment areas of the Yellow River and the Yangtze River and between seasons were considered in relation to glacial melt and annual snowfall and rainfall as providers of water for runoff.     

Alpine wetlands in the Lhasa River Basin, China

The Lhasa River Basin is one of the typical distribution regions of alpine wetlands on the Tibetan Plateau. It is very important to get a better understanding of the background and characteristics of alpine wetland for monitoring, protection and utilization. Wetland construction and distribution in the basin were analyzed based on multi-source data including field investigation data, CBERS remote sensing data and other thematic data provided by 3S technology. The results are (1) the total area of wetlands is 209,322.26 hm2, accounting for 6.37% of the total land area of the basin. The wetlands are mainly dominated by natural wetland, with artificial wetland occupying only 1.09% of the wetland area; marsh wetland is the principal part of natural wetland, dominated by Kobresia littledalei swampy meadow which is distributed in the river source area and upstream of Chali, Damshung and Medro Gongkar counties. The ratio and type of wetlands in different counties differ significantly, which are widely distributed in Chali and Damshung counties (accounting for 62% of the total wetland area). (2) The concentrated vertical distribution of wetlands is at an elevation of 3600–5100 m. The wetlands are widely distributed throughout the Yarlung Zangbo River Valley from river source to river mouth into the Yarlung Zangbo River. Marsh wetland is dominant in the source area and upstream of the river, with the mosaic distribution of lakes, Kobresia littledalei and Carex moorcroftii swampy meadow, shrubby swamp and river; as for the middle-down streams, the primary types are river wetland and flooded wetland. The distribution is in a mosaic pattern of river, Kobresia humilis and Carex moorcroftii swampy meadow, Phragmites australis and subordinate grass marsh, flooded wetland and artificial wetland.     

甘肃省玛曲县沼泽湿地遥感监测与动态变化分析

利用2000年和2006年TM影像数据、地面调查资料和气象台站观测数据,对玛曲县沼泽湿地进行了目视解译分析,对比研究了非监督分类、监督分类和专家分类的精度,初步探讨了玛曲沼泽湿地退化的原因。结果表明,该县沼泽湿地面积从2000年的19598．67hm^2减少到2006年的14080．80hm^2,沼泽湿地面积平均年递减率为4．69％。非监督分类结果由于受山体阴影、坡向、云的阴影等影响,多分误差高,总分类精度仅为31％;监督分类的总精度为54．1％;专家分类的总精度高达84．2％。因此,专家分类可以用于对玛曲县沼泽湿地的监测和自动提取。草场不合理利用和过度放牧是导致玛曲县沼泽湿地退化的主要原因,黄河干流、各支流径流量减少是导致流域内沼泽湿地退化的直接原因,当地气候变暖促进了这一过程的发生。     

新生滨海湿地土壤微量营养元素空间分异特征

在黄河三角洲国家级自然保护区核心区新生湿地内,根据植被分布状况,由黄河岸边至海滩方向布设了两条平行样带,研究土壤微量营养元素Fe、Mn、Cu、Zn和B分布的空间分异特征.结果表明,黄河三角洲新生滨海湿地表层0～30 cm土壤中B、Mn、Fe、Cu和Zn的平均含量分别为50.94 mg/kg、439.87 mg/kg,22.25 g/kg、27.48mg/kg和46.39 mg/kg.从黄河岸边至近海光滩区,土壤中5种微量营养元素含量总体上呈逐渐增加趋势,在剖面上表现为波动变化规律.不同植被群落土壤中,5种微量营养元素含量之间及其与总有机碳含量、总氮含量、总硫含量和土壤含盐量之间存在显著正相关关系.新生滨海湿地土壤中总有机碳含量、总氮含量和总硫含量是影响土壤微量营养元素含量的关键因素.     

1976-2008年黄河三角洲湿地变化的遥感监测

基于景观生态学原理,借助遥感(RS)和地理信息系统(GIS)等技术手段,对1976、1986、2000和2008年的遥感数据进行了处理和分析;探讨了1976年以来现代黄河三角洲湿地的变化特征.结果表明:自1976年以来,现代黄河三角洲湿地总面积呈下降趋势,1976-2008年湿地总面积减少了8.5%,其中自然湿地面积呈...     

三江源气候变化及其对径流的驱动分析

以1965-2004 年三江源地区12 个气象台站的降水和气温资料以及长江源区直门达、黄河源区唐乃亥和澜沧江源区昌都水文站的径流资料为基础,分析三江源地区的降水、气温和径流的变化趋势,并采用Mann-Kendall-Sneyers 方法进行趋势显著性检验;采用Makkink 公式计算三江源区12 个气象站点的潜在蒸发,建立三江源区降水和潜在蒸发对径流的驱动模型,并对气候变化(降水和气温的变化) 对径流的驱动进行情景分析。研究表明：1965-2004 年三江源区气温升高,径流减少,并且气温和径流都在1994 年发生突变,但降水的变化趋势不明显。降水和潜在蒸发对径流深的驱动模型表明三江源区降水对径流起正向的驱动作用,潜在蒸发对径流起负向的驱动作用,具体来说,澜沧江源区潜在蒸发对径流的驱动力最大,长江源区次之,黄河源区最小。借助驱动模型对三江源气候变化(降水和气温的变化) 对径流的影响进行情景分析,结果显示,降水和气温对径流的驱动在总体上虽然分别是正、负方向上的驱动,但在具体情景下其各自的驱动作用又呈现出波动的特征。