2003-2009 年中亚地区湖泊水位变化的时空特征

利用ICESat/GLAS 卫星测高数据产品获取2003-2009 年间中亚地区24 个典型湖泊的水位信息,分析该地区湖泊水位变化的时间过程和空间特征,并结合流域内气象观测数据和冰川、水坝分布图,分析不同类型湖泊的水位变化对气候变化与人类活动的响应。结果表明,湖泊水位变化与湖泊所在流域的年均降水量的变化呈显著的正相关;冰川融水对高山封闭湖泊的变化具有重要作用,其中在青藏高原北部、帕米尔高原和天山中部有大量冰川分布的流域,湖泊水位变化与湖泊补给系数呈正相关,水位主要表现为升高或稳定的状态;而在天山和阿尔泰山高地区无冰川补给的流域,水位随湖泊补给系数的增大而呈现负变化。水利枢纽或拦水坝为人类活动对湖泊的直接影响因子,其空间分布与近年来外流湖和平原尾闾湖的水位变化有关。拦水建坝的外流湖和尾闾湖的水位下降明显,而未建拦水坝或水利枢纽的外流湖水位相对稳定,进一步印证了近年来中亚水资源过度开发造成湖泊水位下降的事实。     

西藏羊卓雍错湖面水热通量变化及其与气象因子的关联

气候变暖背景下湖泊表层水热交换及其气候归因对高寒湖泊蒸发机制和水分平衡有重要影响。本文基于2016—2017年西藏高寒湖泊羊卓雍错非封冻期涡动相关湍流观测通量数据,首次探讨了该湖水热通量小时、日、月变化特征及其与气象因子的关联。研究发现,4—12月羊卓雍错湖面潜热通量平均值显著高于感热通量;水热通量季节差异明显,夏季较高的空气温湿度组合对湖面的湖—气能量交换控制作用显著。在小时、日、月等时间尺度上,与感热通量统计相关性最高的气象因子为湖—气温差;在半小时、日平均等时间尺度上,潜热通量与风速、风速—水汽压差协同量均为较强正相关;日、月平均时间尺度上的湖面水热通量则与水面净辐射通量呈显著负相关,这归因于水面净辐射季节变化以及因湖—气温差和水—气热容量差异所导致的湖面水热通量强度变化的位相差异。本文揭示了藏南高寒湖泊水热通量变化在不同时间尺度上的主控气象因子差异,增进了对高寒湖泊在气候变化背景下能量交换和蒸发机制的认识。     

1972-2012年青藏高原中南部内陆湖泊的水位变化

青藏高原的湖泊水位变化能够清晰的记录湖泊波动,分析近几十年来气候变暖背景下青藏高原典型湖泊水位的动态变化,对理解全球变化的区域响应特征和规律有重要意义。本文利用多源遥感数据,获取1972-2012年青藏高原南部地区5个典型湖泊的面积与水位序列,并分析了40年来湖泊水位的变化特征。研究结果表明,1972-2012年,普莫雍错,塔若错,扎日南木错水位呈上升趋势,分别上升了0.89 m、0.70 m、0.40 m;同期,佩枯错与玛旁雍错的水位呈下降趋势,分别下降了1.70 m、0.70 m。总体来看,五个湖泊在1990s-2012年的变化比1970s-1990s的变化更剧烈,从空间变化看,处于青藏高原边缘地带的佩枯错与玛旁雍错发生的变化呈现一致性,而位于中部地带的塔若错与扎日南木错的变化也呈现一致性。     

1958—2012年博斯腾湖水位变化驱动力

利用1958—2012年博斯腾湖流域水文、气象与社会经济资料序列,采用灰色关联法分析了博斯腾湖水位变化特征及其影响因素。结果表明:(1)在过去半个多世纪,博斯腾湖水位经历了下降、上升、再下降3个阶段,各阶段内各驱动因素的权重不同;(2)博斯腾湖水位变化主要是入湖流量、降水及气温波动等自然因素和耕地面积、灌溉面积、灌溉引水量及灌溉净耗水量等人为因素共同作用的结果,特别是入湖流量变化是博斯腾湖水位升降的主要影响因素。1958—1987年,开都河处于偏枯年份,博斯腾湖水位呈缓慢下降的趋势,水位从1958年的1 048.00m下降至1987年的1 045.03m,平均水位为1 047.20m,这期间自然因素对水位的影响较大;1988—2002年,开都河处于丰水年,入湖水量较多,博斯腾湖水位呈快速上升趋势,水位从1988年的1 045.21m上升至2002年的1 048.60m,平均水位为1 046.80m,这期间人类活动对水位的影响开始增强,但自然因素对水位的影响仍强于人类活动对水位的影响;2003—2012年,入湖水量减少,博斯腾湖水位又呈急剧下降趋势,水位从2003年的1 048.55m下降至2012年的1 045.68m,这期间人类活动对水位的影响呈显著增加趋势;(3)1958—2012年博斯腾湖水位变化的主要驱动因素总体呈自然因素向人类活动的变化趋势。     

2000～2014年洞庭湖区植物面积变化及其与湖泊水位的关系

利用增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI),采用Mann-Kendall方法和Sen’s斜率估计方法,研究2000~2014年洞庭湖区的植物面积及其变化趋势,以及其与水位之间的关系。研究结果表明,枯水年洞庭湖区的植物面积最大,平水年的次之,丰水年的最小;2000~2014年期间,洞庭湖区增强型植被指数的变化存在空间异质性,东洞庭湖区的大部分区域的增强型植被指数无显著变化,南洞庭湖区的大部分区域的增强型植被指数显著增大;洞庭湖区18.08%的区域的增强型植被指数显著增大,这些区域主要集中在高滩地(平均海拔为26.61 m);7.51%的区域的增强型植被指数显著减小,这些区域主要集中在低滩地(平均海拔为25.79 m);随着湖泊水位的上升,洞庭湖区植物面积在减少,当洞庭湖水位为24 m时,最适合植物生长,当洞庭湖水位低于24 m时,洞庭湖区的植物面积受水位变化的影响较小。     

近30年来西藏那曲地区湖泊变化对气候波动的响应

根据1975年地形图、20世纪80年代至2005年的TM、CBERS卫星遥感资料和近45年的气温、降水量、蒸发量、最大积雪深度和最大冻土深度等气候资料分析得出,西藏那曲地区东南部的巴木错、蓬错、东错、乃日平错等四个湖泊的水位面积在近30年来呈较显著的扩大趋势,2005年与1975年相比,分别增加了48.2 km²、38.2km²、19.8 km² (比2004年)、26.0 km²,增长幅度分别为25.6%、28.2%、16.2%、37.6%。其主要原因与该地区近年来气温的上升、降水量的增加和蒸发量的减少、冻土退化等暖湿化的气候变化有很大关系。     

川蔓藻在湖泊水位重建和环境变化研究中的应用

沉水被子植物川蔓藻广泛分布于海湾、泻湖、河口湿地以及内陆湖泊、沼泽、湿地中,是水生动物重要的食物和栖息地,具有改善水质和保护堤岸的作用。由于川蔓藻只能在小于0.5~4m深的浅水环境中生存,因此原地保存在湖泊沉积物中的化石种子可作指示古湖水深的定量指标。该项指标在闭流型湖泊水位重建和气候变化研究中有着不可忽视的重要作用。科学管理川蔓藻,对水体环境的改善、海洋污染的治理和湿地生物多样性下降的缓解具有重要价值。     

博斯腾湖与伊塞克湖水位变化特征及预测对比

根据1961—2012年湖泊水位观测资料,采用时间序列线性趋势分析与小波分析法,对比研究了博斯腾湖与伊塞克湖近50多年来水位变化特征,并对湖泊未来水位变化趋势进行预测。结果显示:(1)1961—2012年,博斯腾湖和伊塞克湖年水位总体呈显著的下降趋势。20世纪80年代中期之前,两湖水位变化趋势基本一致,都平稳下降;90年代后,博斯腾湖水位变化波动比伊塞克湖更为频繁,经历了迅速上升和下降的阶段,而伊塞克湖年水位较为稳定。(2)水位小波分析结果表明,博斯腾湖和伊塞克湖年水位变化分别存在18a和22a的主周期,从水位未来变化趋势预测结果来看,博斯腾湖水位将来一段时间继续下降,伊塞克湖水位则继续上升。     

近50年人类活动引起的杭嘉湖平原区水位变化

针对杭嘉湖地区洪涝灾害日益加剧的现状,基于1960~2007年日降水和日水位资料,采用Spearman检验、有序聚类分析和线性模拟方法,研究了近50 a来降水和水位变化,在此基础上探讨了降水和人类活动对特征水位变化的贡献率。结果表明,区域近50 a降水变化未见明显趋势,水位呈增加趋势,年最高水位、年平均水位和年最低水位增率分别为0.03 m/10a、0.05 m/10a和0.09 m/10a,且平均水位和最低水位增加达到显著性水平。8个代表站点特征水位均呈增加趋势。空间上沿水流方向,线性坡度值增大。水位降水响应率和平水年水位序列分析显示人类活动是水位变化的重要原因。人类活动对最高水位、平均水位和最低水位变化的贡献值分别为39.0%、56.2%和82.9%。     

西藏羊卓雍湖流域近45 年气温和降水的变化趋势

利用西藏羊卓雍湖流域气象、水文观测站1961-2005 年逐月的平均气温、降水量等资 料, 分析了近45 年流域气温、降水的年际和年代际变化特征和异常年份, 以及羊湖水位变化趋势及影响因子, 结果表明： 近45 年流域年平均气温以0.25 ^oC/10a 的速率显著升高, 增温主要表现在秋、冬季。近25 年, 流域平均降水量除冬季呈减少趋势外, 其他各季节表现为显 著的增加趋势, 增幅为11.4~30.0 mm/10a, 夏季增幅最大; 年降水量以54.2 mm/10a 的速率明显增加。20 世纪60 年代至90 年代, 除夏季外, 其他3 季表现为逐年代增温趋势。在夏季, 降水量除80 年代偏少外, 其他3 个年代偏多; 而冬季相反, 80 年代降水偏多, 其他3 个年代偏少。流域年平均气温异常偏高年出现过3 次, 且发生在20 世纪90 年代末至21 世纪初; 60 年代后期和70 年代初降水多异常年份。自1997 年发电以来, 降水量呈增加趋势, 流域平均降水量达409.7 mm, 明显高于平衡降水量, 水位呈较明显的上升趋势。降水增多、日照减少, 以及气温明显升高、冰雪融水增加是造成水位上升的主要原因。     

鄱阳湖水位变化的复合驱动机制

基于对鄱阳湖开放水文系统特点和影响因素的深入分析,通过构建一组联合的神经网络模型,定量辨识了包括湖盆地形变化、三峡工程作用、长江流域气候变化等因素对湖泊水位变化的影响分量、时空差异及其发展趋势,并对其作用机制进行了探讨。结果表明：相对于1980—1999年,2003—2014年鄱阳湖湖盆地形变化、三峡工程运行、长江流域气候变化和其他人类活动对湖泊水位降低的平均贡献率分别为50%、18%和32%。由于影响机制的不同,湖泊水位对这3个驱动因子的响应表现出明显的时空差异。冬、春季节湖泊水位降低主要由湖盆地形变化引起,而夏、秋季节的水位降低则主要归因于长江流域气候变化及其他人类活动的综合影响。湖盆地形变化对湖泊水位的影响在湖区都昌站附近最为突出,并且该影响仍呈长期增加趋势。三峡工程引起的湖泊水位变化在湖口处最大,向南部湖区逐渐减弱,其长期变化趋势日渐稳定。长江流域气候变化及其他人类活动的作用值得特别注意,该影响年际间波动较大,在某些年份里（如2006年、2011年）可成为湖泊水位降低的主导因素,但年际变化趋势不明显。     

洞庭湖年径流泥沙的演变特征及其动因

通过对洞庭湖1951~1998年径流泥沙演变过程及其驱动力的全面分析表明, 径流泥沙关系密切, 其相关系数r = 0.9013。年径流量、年输沙量总体均呈同步减少趋势, 在演变过程中表现出明显的阶段性。由于湘、资、沅、澧四水流域产水量大, 森林覆盖率达52%以上, 连年兴建的水利工程及工农业、生活用水量的增加, 未能对四水河流水文特征产生根本性的影响, 其入湖径流泥沙基本处于稳定状态, 故没有对湖泊径流泥沙的演变造成深刻影响。而由长江中游河段的调弦口堵口, 下荆江系统裁弯和葛洲坝截流所引起的3次江湖水沙关系调整, 即是导致洞庭湖径流泥沙缓减速减的主动因子。     

西藏扎布耶盐湖水位波动规律初探

文章探讨扎布耶北湖1991年1月至2003年12月水位变化的季节性波动、长期变化和周期变动的规律。该湖水位的季节性波动在1991~1996年表现为单峰模式,高水位出现于4月,由冰雪与冻土融水补给引起;1997~2003年表现为双峰模式,高水位分别出现在4月和8~9月(雨季),反映近年来气温上升和降水增加的影响。数学模型表明水位波动表现出8.2年的周期,幅度达0.48 m。1991~2003年水位共上升0.25 m,但大多数年份表现出平均0.06~0.08 m/a下降趋势,1998~1999年的水位上涨是水位由单峰模式变为双峰模式转折点。     

西藏玛旁雍错流域冰川与湖泊变化及其对气候变化的响应

利用遥感和地理信息系统技术,基于1974,1990,1999和2003年4个不同时期的遥感影像,包括Landsat系列影像,ASTER影像和地形图,研究了玛旁雍错流域(面积7786 km²)内冰川与湖泊的变化及其对气候变化的响应。研究结果表明,由于气候变暖,在过去30年里该流域冰川和湖泊都以退为主,有进有退。自1974年到2003年,冰川面积从107.92 km²减少到100.39 km²,冰川退缩明显加速。由于年降水量减少、蒸发量增大,30年中湖泊总面积从782.24 km²减少到748.08 km²。湖面的缩小与扩涨都在加速,尤其是小湖泊变化更明显,湖泊的加速变化可能是青藏高原高海拔内陆流域水循环过程加速的表征之一。     

京津以南河北平原地下水位下降驱动因子的定量评估

自1970年代以来,在自然因素和人为活动的交互影响下,京津以南河北平原地下水位持续下降并产生了一系列地质环境问题,严重影响了该区域社会经济的可持续发展。本文从降水、地表径流、气温等自然因素及地下水超采、水利工程修建、农作物产量水平提高、耗水型作物面积扩大等人为因素初步分析了京津以南河北平原地下水位下降的主要原因;通过建立投影寻踪回归模型,定量评价了各因素对地下水位下降的影响,确定了各影响因素对地下水位下降的相对贡献率。结果表明:地下水开采是引起地下水位下降的最主要因素,对地下水位下降的相对贡献率为54.7%,其中工业、农业、生活用水对地下水位下降的相对贡献率分别为6.6%、43.7%和4.4%;其次是降水和地表径流,其相对贡献率分别为25.6%和19.7%。     

大城市低收入邻里社会贫困的测度差异与成因

社会贫困是对居民的社会保障和福利的享有情况、社会参与和融合等生活状况的测度。利用中国3 大典型地域、6 个代表城市、3 类邻里的1809 份个体问卷调查数据, 本文选取13 个相关指标, 判定个体是否处于社会贫困状态, 利用回归模型探究其影响因素, 并分析社会贫困现象在不同邻里、不同城市集聚的分异特征。研究发现, 6 个城市间的社会贫困集聚程度顺序为东部、中部和西部;3 大类邻里中, 社会贫困在城中村表现最为明显, 内城居住区次之, 企业配套居住区最低。中国城市居民是否处于社会贫困状态是体制(户口类型) 和家庭(教育程度、年龄等) 因素共同作用的结果。代表体制因素的户口类型对3 类城市的社会贫困均起到影响, 东中部城市中家庭因素也有一定作用。体制因素对城中村的社会贫困起显著影响, 而家庭因素在内城居住区和企业配套居住区中作用更大。     

藏南羊卓雍错流域水化学区域差异及其成因

特殊的地理环境造成青藏高原高寒区水化学性质及其动态的特殊性。本文通过对藏南羊卓雍错流域进行水样采集、分析与测定, 探讨了该流域水化学性质的区域差异及其成因。结果表明, 羊卓雍错流域水化学性质区域差异明显主要是自然因素综合作用的结果, 而人类活动对区域水化学性质亦有所贡献。首先, 在特殊的高寒气候条件下, 流域内各湖泊水化学性质差异的根本原因是其水文条件不同。其次, 羊卓雍错西南部湖水样品中硼和锂含量偏高说明该区域湖相沉积中可能存在硼酸盐矿物和含锂菱镁矿。第三, 流域东部和西部河水化学性质差异明显的主因是河流所经地区地质条件不同;羊卓雍错南岸和北岸地下水化学性质差异的关键则是区域水系发育程度不同。此外, 巴纠错、嘎马林河和羊卓雍错南岸水井样品的总氮含量较高, 这反映了人类活动对区域水化学性质的影响。     

苏北盐城海岸带景观格局时空变化及驱动力分析

利用RS、GIS手段研究分析了盐城海岸带景观格局的时空变化及其驱动力因子。结果表明：在1983～2000年间,景观斑块数量倍增,平均斑块面积大幅度减小,景观基质构成由比重势均的人工、自然景观变成了以耕地、水域为主的人工景观;海岸带景观异质性整体上有减弱的趋势,主要表现为多样性指数降低、破碎化指数增大、分维数减小,而在空间和类型上又有异于整体的表现;自然地理条件、人口增长、经济收益差异、政府政策是导致盐城海岸带景观格局变化及其区域差异的主要驱动力;随着滩涂围垦利用等人类干扰的不断增加,海岸带景观生态环境保护与经济开发之间的矛盾将愈发突出。