艾比湖水量平衡计算与分析

50年代以来,由于人类活动的影响,艾比湖发生剧烈的变化,从1950年至1977年,平均每年湖泊水域而积缩小20.3km~2,引起湖周地下水位下降,部分植物衰亡,沙暴和浮尘日见增多,环境恶化。有关方面十分关注,提出要保持艾比湖一定的水域面积,保护湖区的生态环境。为此,了解入湖水量及其消耗,对艾比湖水量平衡进行分析计算,显然十分必要。     

4个时期艾比湖湿地国家级自然保护区植被覆盖度变化

以艾比湖湿地国家级自然保护区为研究区,选用1972年、1998年、2007年和2013年9月或10月的Landsat MSS、Landsat TM和Landsat OLI遥感影像为主要数据源,采用像元二分方法,得到研究区的植被覆盖度,并将植被覆盖度分为3个等级;运用转移矩阵法,分析植被覆盖度变化情况。研究结果表明,与1972年相比,1998年植被有大幅度的改善,1998年低覆盖度(植被覆盖度≤30%)植被面积增加了708.80 km~2(占22.30%),植被类型主要为荒漠草原,高、中覆盖度植被面积分别仅增加不到3 km~2(占0.09%);与1998年相比,2007年该保护区的低覆盖度植被面积减少了943.82 km~2(占29.69%),高覆盖度植被面积减少了1.24 km~2(占0.04%),而中覆盖度植被面积增加了0.9 km~2(占0.03%);与2007年相比,2013年该保护区的低覆盖度植被面积减少了232.73 km~2(占7.32%),中覆盖度植被面积减少了0.84 km~2(占0.03%),而高覆盖度植被面积增加了1.96 km~2(占0.06%);与1972年相比,2013年该保护区的低覆盖度植被面积减少了467.75 km~2(占14.71%),高、中覆盖度植被面积都有所增加,分别增加了3.56 km~2(占0.11%)和3.01 km~2(占0.09%)。从空间变化来看,1972~2013年,艾比湖湿地国家级自然保护区植被减少了461.14 km~2,1998~2013年期间,该保护区东部植被面积大幅减少。     

中国西部冰川小冰期以来的变化——以天山乌鲁木齐河流域为例

利用航拍地形图、TM影像、spot5及landsat 8影像,在遥感和地理信息技术的支撑下研究小冰期以来乌鲁木齐河流域冰川变化。对能够观察到小冰期最盛时期冰碛垄的73条冰川研究发现:小冰期到2014年冰川整体呈退缩趋势。相对于小冰期最盛期,面积共退缩了37.22 km~2,退缩率为64.84%;总长度共退缩了52 878.67 m,退缩率为49.83%,1959年以来,流域内的乌鲁木齐河源1号冰川一直处于退缩状态,物质平衡持续亏损。小冰期以来,海拔3 400~4 000 m之间的冰川退缩最明显,海拔3 400~3 600 m之间的冰川消失。冰川朝向分析表明,流域朝北向冰川多于其它方向,冰川在各个朝向上面积均呈退缩趋势,正东向冰川退缩最为严重。分析发现,流域冰川大幅度退缩的主要缘于该流域小冰川数量较多(小冰期冰盛期面积1 km~2的冰川数量达75.3%),小冰川对气候变化的响应敏感,大西沟气象站气象资料分析表明,降水的增加无法弥补夏季气温的持续升高引起的冰川消融是该流域普遍冰川退缩的主要原因。     

艾比湖流域水资源利用的环境效应

艾比湖与苏联境内的萨司克湖、阿拉湖同属于一个断裂构造带的陷落湖,形成于新生代第三纪喜马拉雅运动期内,现湖水面积542km~2,湖底平坦,据艾比湖盐场测量,坡度在0.15‰～0.37‰(表1),最大水深约2.8m,平均水深约1.4m,储水量约7.6亿m~3。湖面12月封冻,翌年3月解冻,最大冰厚0.32m,汽车可在冰上行驶。     

纳木错流域冰川和湖泊变化对气候变化的响应

利用纳木错流域及其周边地区气象资料、地形图、遥感资料以及野外实地观测资料,对该流域过去37年来气候变化特征以及冰川、湖泊变化过程进行了分析.结果表明,自1970年以来,纳木错区域气温上升趋势明显,其中冬季升温幅度高于夏季;降水量变化冬、夏两季均呈增加趋势,但冬季增加量不显著.在整体升温的背景下,纳木错流域冰川整体呈退缩趋势.1970～2007年间,流域内冰川面积减少37.1 km~2,占流域冰川面积的18.2%,年变化率为-1.0 km~2/a.流域内扎当冰川和拉弄冰川末端GPS观测表明,1970～2008年间冰川末端分别退缩381.8 m和489.5 m,年均退缩量为10.3 m和13.4 m.1970-2007年间,纳木错湖面积增加了72.6 km~2,增加速率为2.0 km~2/a.1970-1991年、1991-2000年和2000-2007年三个阶段的年增加速率不断增大,分别为1.1、2.8、3.4 km~2/a;湖泊水在在夏季升高非常显著,与湖泊面积的扩张是一致的.     

基于数字高程模型的艾比湖湖面近期变化研究

以1：10万地形图为基本数据源,在Golden Soft Surfer等软件支持下建立了艾比湖湖区的数字高程模型。在此基础上,再根据水量平衡方程建立了艾比湖的水量平衡模型和湖面面积变化模型。以艾比湖为实例,从年内与年际多个尺度进行研究,探求湖面面积变化规律及其原因。最后探讨了基于该模型得出的流域生态环境改善措施以及该模型在其他流域的推广。     

基于混合像元分解的毛乌素沙地红碱淖面积提取及变化监测

 基于混合像元分解法,利用Landsat卫星遥感数据提取红碱淖湖面面积,监测36 a来红碱淖湖面面积的动态变化。结果表明,1973—2009年红碱淖湖面面积总体减小19.7 km2,变化率为-34%。20世纪70年代,湖面面积较大且变化率较小,1974年湖面面积最大,为59.97 km2;80年代湖面面积开始大幅减小,变化率为-12.4%;90年代湖面面积缩小变慢,变化率为-10.6%;21世纪初,湖面面积萎缩迅速加快,变化率达-16.6%,2009年湖面面积仅为38.33 km2。2001—2002年内湖面面积变化情况监测表明,3—5月湖面面积较大,6—11月湖面面积逐渐缩小。2001年11月到2002年3月,湖面面积处于增大期,变化率为+2.2%;2001年5—11月、2002年3—11月面积缩小,变化率分别为-4.4%、-4.1%。     

艾比湖流域绿洲化与荒漠化过程时空演变研究

艾比湖流域生态格局是绿洲化过程和荒漠化过程相互作用的结果,以1990、2000年和2005年的遥感数据作为数据源,进行景观分类与制图,利用ArcGIS提取了艾比湖流域的绿洲和荒漠景观,基于占补平衡原理和变化检测,对比分析了绿洲退缩区和扩张区的数量特征和空间格局,并利用重心迁移模型得出绿洲和荒漠重心的变化趋势。结果表明：①1990-2005年间,研究区绿洲面积有所增加,荒漠面积呈减少趋势,绿洲退缩区的面积为1 853.75 km2,而绿洲扩张区的面积达到了1 912.13 km2。②研究时段内,绿洲的空间变化较大,其扩张区多位于艾比湖湖区周围以及艾比湖湖区西部以耕地为主的区域,绿洲退缩区主要位于研究区的东北部。③绿洲的重心向西南方向迁移了3.4196 km,同时,荒漠的重心向东北迁移,迁移距离为6.9999 km。     

近50a祁连山西段大雪山和党河南山的冰川变化

以祁连山西段大雪山和党河南山冰川为例,利用1957/1966航摄地形图、1994年Landsat TM遥感影像、2000年ASTER影像、2010年的SPOT5影像及数字高程模型,运用RS和GIS对祁连山西段大雪山和党河南山冰川变化进行研究。结果表明:1957/1966-2010年研究区冰川面积缩小了17.21%,冰储量减小了24.1%。其中,1957-2010年间大雪山冰川面积缩小了16.03%(0.30%/a),平均每条冰川缩小0.133 km~2,末端平均退缩181 m(3.4 m/a),冰储量减小了22.4%;1966-2010年间党河南山冰川面积缩小了18.32%(0.42%/a),平均每条冰川缩小0.111 km~2,末端平均退缩159 m(3.6 m/a),冰储量减小了25.7%。大雪山南北坡冰川面积分别减小了22.82%和15.51%,党河南山南北坡冰川面积分别减小了22.39%和16.76%,总体来看,南坡冰川退缩幅度强于北坡。分析认为,气温上升是研究区冰川退缩的主导因素。与祁连山东、中部冰川变化相比,研究区冰川面积缩小幅度相对较小,这是区域气候差异、冰川规模等因素综合作用的结果。     

艾比湖湖面变化对周缘农牧生态系统功能影响

为进一步探讨艾比湖湖面应恢复或保持的面积问题,按照耗散结构理论,对艾比湖周缘农牧生态系统功能受自然辅助能变化影响趋势进行研究.通过调查收集1998-2004年间艾比湖周缘七个农牧生态系统物质投入、产出数据,在数据规范化处理后比较表明:体现农业生态系统功能稳定性的能量产投比率与湖面面积大小变化呈现着明显的正相关关系;提出艾比湖湖面最低应恢复或保持在800 km2以上.为推进应用生态学在生物生产领域的广泛应用,并就研究中遇到的问题提出讨论.     

近46年松木希错流域冰川和湖泊变化及原因分析

采用1:5万地形图、Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像及数字高程模型数据,利用遥感和地理信息系统技术,并结合狮泉河、和田和于田3个气象站点1968-2013年的气温、降水量数据对松木希错流域的冰川、湖泊面积变化及其原因进行分析。结果表明：① 1968-2013年流域冰川面积不断退缩,由139.25 km²减少至137.27±0.02 km²,共减少1.98±0.02 km²,减少百分比为1.42%,2001年以后冰川退缩速度加快;② 1968-2013年松木希错面积不断扩张,由25.05 km²增加至32.62±0.02 km²,共扩张7.57±0.02 km²,扩张百分比为30.22%,且2001年之后扩张速率加快,在年代际上与冰川的退缩具有较好的耦合性;③ 1968-2013年湖面潜在蒸散量减少和降水增加分别是导致湖泊扩张的第一和第二影响因素,而升温引起的冰川、冻土融水增加有一定贡献,但影响较小且在年际尺度上不显著。     

天山奎屯河哈希勒根51号冰川变化监测结果分析

哈希勒根51号冰川位于新疆奎屯市以南的天山依连哈比尔尕山北坡,即奎屯河上游支流哈希勒根河源区。1999年8月,在该冰川上布设了用于冰川变化观测研究的测杆18根;同时,在冰川外围测定了2个基本控制点和3个冰川末端变化观测控制点,运用GPS和全站仪等观测技术及测杆实测等方法,对该冰川进行了末端和运动速度变化的首次观测。嗣后,每年的8月底～9月初进行了重复观测;并在2000年和2006年对该冰川进行了测量制图。通过实测资料分析并对比20世纪60年代冰川状况,结果表明:42年来冰川末端累计退缩了84.51 m,其中,1964-1999年间退缩了49.00 m,年平均退缩量为1.40 m/a;1999-2006年间退缩了35.51 m,年平均退缩量5.07m/a。冰川面积减少了0.123 km~2或8.3%,其中,1964-2000年间减少了0.083 km~2;2000-2006年间减少了0.040 km~2。明显地反映出冰川末端退缩加剧和冰川面积减少增大的趋势。冰川年平均运动速度在1.53～3.05 m/a之间,并有逐年减小的趋势。     

艾比湖面积变化及影响因素

艾比湖是新疆典型的平原区湖泊,随着近50年来流域气候和人类扰动双重影响,艾比湖湖面相应呈现出动态变化的态势。针对艾比湖水面面积近50年变化过程,利用入湖径流及有关水文、气象资料,分析、阐述艾比湖水面面`积近50年变化及影响因素。     

复合荒漠化及其时空变化研究——以新疆艾比湖地区为例

以新疆艾比湖地区为研究区,通过对现有荒漠化监测指标体系的归纳分析,界定了复合荒漠化概念.利用遥感影像数据提取研究区各类荒漠化的现状与动态变化信息.研究结果表明:单一主导因子荒漠化类型面积占荒漠化土地总面积的82.29%,复合荒漠化面积占17.71%.2002~2005年,艾比湖湖面面积缩小了322.5073 km2,相应的总体土地荒漠化面积增加了7.18%,复合荒漠化面积增加了133%.土地荒漠化的过程同时也发生了变化,风蚀、复合荒漠化增加而土地盐渍化减少,荒漠化程度加重,复合荒漠化类型增加并向其他土地类型扩展.     

复合荒漠化及其时空变化研究——以新疆艾比湖地区为例

以新疆艾比湖地区为研究区,通过对现有荒漠化监测指标体系的归纳分析,界定了复合荒漠化概念.利用遥感影像数据提取研究区各类荒漠化的现状与动态变化信息.研究结果表明:单一主导因子荒漠化类型面积占荒漠化土地总面积的82.29%,复合荒漠化面积占17.71%.2002～2005年,艾比湖湖面面积缩小了322.507 3 km2,相应的总体土地荒漠化面积增加了7.18%,复合荒漠化面积增加了133%.土地荒漠化的过程同时也发生了变化,风蚀、复合荒漠化增加而土地盐渍化减少,荒漠化程度加重,复合荒漠化类型增加并向其他土地类型扩展.     

纳木错流域近30 年来湖泊 - 冰川变化对气候的响应

利用1970 航测地形图和1991、2000 年两期卫星影像数据, 人工建立数字高程模型 (DEM), 解译不同时期的湖泊、冰川边界, 在GIS 技术支持下采用图谱的方法, 定量分析了 湖泊、冰川的面积变化情况。结果表明, 自1970~2000 年期间, 纳木错湖面面积从1941.64 km² 增加到1979.79 km², 增加的速率为1.27 km²/a; 流域内冰川的面积从167.62 km² 减少到141.88 km², 退缩速率为0.86 km²/a。其中, 湖面面积在1991~2000 年的增加速率为1.76 km²/a, 明显大于其在1970~1991 年的1.03 km²/a; 而冰川面积在1991~2000 年的退缩速率为 0.97 km²/a, 明显大于其在1970~1991 年的0.80 km²/a。对比该流域前后两个时期的气温、降水和蒸发变化, 发现升温幅度的增加是冰川加速退缩的根本原因, 而湖面的加速扩张主要受冰川的加剧退缩及其引起的融水增加影响, 但与区域降水量略微增加和蒸发量显著减少也具有密切联系。区域降水增加和蒸发减少及其与湖面扩张之间的内在联系仍是一个需要深入探讨的问题。     

中国北方沙漠化现状及发展趋势

通过研究,对中国北方沙漠化的现状及趋势得出如下结论:(1)中国北方沙漠化土地的面积为33.4万平方公里,其中已经沙漠化了的土地为17.6万平方公里,潜在沙漠化土地为15.8万平方公里。在已经沙漠化的土地中,属于沙质草原沙漠化发展的土地占42.2%,固定沙丘活化的占52.2%,沙丘前移入侵的占5.5%。(2)按其成因来看,以草原过度农垦为主的占25.4%,以过度放牧为主的占28.3%,以过度樵柴为主的占31.8%,其他则系水资源利用不当和工矿交通建设破坏植被所形成,风力作用下沙丘前移所形成的沙漠化土地仅占5.5%,可见在沙质地表和干旱多风气候条件下沙漠化发展的主要因素是人为作用,因此,调整现有土地利用结构,合理利用资源便是防止沙漠化发展的基本途径.(3)从沙漠化发展程度来看,在已经沙漠化的土地中严重沙漠化土地占19.3%,强烈发展中的沙漠化土地占34.7%,正在发展中的沙漠化土地占46.0%。特别是农牧交错的草原农垦区沙漠化的发展大部分是在50年代以来所形成,更应引起注意.(4)从发展趋势来看,根据50年代末与70年代末航空相片的对比分析,25年来沙漠化土地增加了3.9万平方公里,平均每年扩大1,560平方公里,这些扩大的土地是沙质草原的农垦和固定沙地农垦、樵采及过牧所引起的沙丘活化。     

城市水文学

目前,地球上的城市而积约100万km~2,占地球表面的1%弱。考虑到城市的快速发展,城市水文的作用将越来越明显。在人口稠密、经济发达的地区,城市面积所占的比重超过10%。例如,在莫斯科地区,城区和工业区占该地区面积的15%。现在,城市人口约为15亿,约占世界总人口的1/3。15～20年以后,按现在的发展速度推算,地球上的人口将达60～70亿。依联合国教科文组织的预测,那时将有一半的人口——约30亿人居住在城市。苏联的人口为2.7亿,60%强的人住在城市。城市面积超过10万 km~2,其中3/4在欧洲部分。     

五个时期长江入海口湿地土地利用格局及变化

选用1984年、1990年、2000年、2010年和2015年Landsat TM/ETM+/OLI影像数据,利用人机交互遥感解译方法,进行长江入海口湿地的土地利用分类;利用地理信息系统技术,研究了5个时期研究区的湿地格局及变化。研究表明,5个时期研究区的主要湿地类型都为水田,其次为滩涂,水田面积由1984年的4 044.86 km~2减少至2015年的3 550.37 km~2,滩涂面积从1984年的650.03 km~2锐减至2015年的3.74 km~2,滩涂被转变为港口、居民地和工业用地,围填海活动也导致滩涂萎缩;在围填海区域,养殖池面积大幅增加;与1984年相比,2015年,滩涂转变为水库/坑塘、养殖池、盐田的面积分别占其总面积的14.46%、53.83%和24.15%;74.96%的盐地碱蓬盐水沼泽转变为养殖池,48.06%的水库/坑塘、12.62%的盐田转变为养殖池;长江入海口湿地变化的主要人为因素是围填海活动,主要自然因素是泥沙淤积和土壤性质改变。     

国外重要干旱区研究机构情况简介(一)

干旱区(arid land或dryland)指陆地上降水量少且变化率大,干燥度在2.5以上的区域或地带。其主要分布在副热带和温带内陆地区,全球各大陆几乎均有分布,面积约4,615万km~2,约占陆地总面积的30.9%。人口、资源和环境问题已成