内蒙古查干淖尔湖东湖水体富营养化特征及其影响因素

为了探究内蒙古查干淖尔湖东湖水体富营养化特征及影响因素,于2011年至2021年每年的2月10日、5月10日、8月10日和10月5日,对查干淖尔湖东湖水体水质指标进行监测,采用综合营养状态指数法,对查干淖尔湖东湖水体富营养化程度进行评价,采用冗余分析法,确定影响查干淖尔湖东湖水体富营养化的主要因素。研究结果表明,2011年至2021年查干淖尔湖东湖水体整体属于中度富营养化,水体中总氮质量浓度为0.14～5.81 mg/L,总磷质量浓度为0.15～0.80 mg/L,高锰酸盐指数为6.56～39.52 mg/L,叶绿素a质量浓度为0.63～7.66 mg/L;水体富营养化程度随季节变化明显,冬季查干淖尔湖东湖水体为重度富营养,夏季和秋季水体为中度富营养,春季水体为轻度富营养;气温和湖泊水量是影响查干淖尔湖东湖水体富营养化的主要因素。     

1976～2012年可可西里乌兰乌拉湖面积和边界变化及其原因

高原湖泊对气候变化极为敏感,通过湖泊变化能够真实地反映气候变化状况。在地理信息系统和遥感技术支持下,基于多源、多时相的数字遥感影像、地形图和DEM数据,并结合其他相关研究文献资料,对乌兰乌拉湖37 a来湖泊面积变化及其与自然要素(气温、降水量等)之间的关系进行了研究,并从湖泊补给的构成角度分析了其变化原因。结果表明,自1976~2012年期间,乌兰乌拉湖范围总体上有所扩张,期间经历了先萎缩、后扩张的过程。1976年乌兰乌拉湖的面积为555.97 km2,1994年其面积为496.50 km2,这期间湖泊在逐年萎缩,递减幅度为3.12 km2/a;从1998年开始,湖泊面积开始迅速扩大,1998年湖泊面积为499.83 km2,到2012年湖泊面积达655.25 km2,扩张速率为10.36 km2/a。乌兰乌拉湖水域面积变化主要集中在湖的南部河流入湖口处。1976~2012年期间,乌兰乌拉湖流域的年降水量增加,年平均气温升高。1998年以来,乌兰乌拉湖水域面积扩张的原因有二:年降水量增加;年平均气温升高导致冻融水量增加。在湖泊主要年补给水量构成中,湖面年降水量、流域年降水径流量、冻融水年补给量分别约占23.3%、43.7%和33.0%。     

1986—2020年库布齐沙漠湖泊数量和面积

沙漠湖泊动态变化研究对于揭示区域水循环和了解沙漠生态环境具有重要意义。本文利用1986—2020年覆盖库布齐沙漠区域10期Landsat TM/OLI遥感影像提取沙漠湖泊,统计各时期沙漠湖泊数量和面积变化信息,分析库布齐沙漠湖泊数量和面积动态变化的空间特征。结果表明：库布齐沙漠湖泊数量与面积整体表现为减小趋势,现存湖泊22个,面积7.4678 km²;库布齐沙漠湖泊在1986—2020年共干涸26个,现存湖泊中众多小型湖泊呈现增长趋势,但面积较小,对整个库布齐沙漠湖泊的影响较小,>1 km²湖泊中的大青龙湖、天鹅湖以及大道图湖表现为萎缩状态,减少幅度较大,对整个库布齐沙漠湖泊影响较大;降水量、蒸发量和气温不是影响库布齐沙漠湖泊面积变化的主要因素,湖泊面积的空间特征可能由补给来源、补给方式及人为干扰造成。     

中全新世以来查干淖尔古湖面波动

内陆湖泊水位变化是对区域气候和水文变化的一种响应,古湖岸堤是过去湖泊水位变化的最直接证据。野外考察发现内蒙古高原查干淖尔湖周围存在海拔为1 026、1 023m和1 018m的3级古湖岸堤。根据光释光定年,其形成年代分别是6.83±0.37、4.26±0.29ka BP和2.42±0.15ka BP。利用DEM模型恢复得到的对应时期古湖面积分别是270、230km2和120km2。在6.83~4.26ka BP时段,查干淖尔古湖高湖面稳定在1 023~1 026m,比现代湖面约高7m,该时段气候相对湿润,4.26ka BP以来湖面持续下降,与区域性甚至全球性气候变化有着深刻的关系。     

青藏高原湖泊面积动态变化及其对气候变化的响应

为了探究整个青藏高原湖泊总面积变化的原因,本文利用RS和GIS技术,提取了1960 s—2015年青藏高原大于1 km2的湖泊数据,分析了近50年来青藏高原湖泊面积的动态变化,并结合相应的气象数据,通过相关性分析及回归分析等方法分析了影响湖泊面积变化的主要气象因子。结果表明:(1)青藏高原整体变暖湿的过程中大于1 km2湖泊的总面积呈现增长-减少-加速增长的趋势,从1960 s—2015年共增长了9138.60 km2,增长率为23.90%;(2)100~500 km2级别的湖泊总面积占青藏高原湖泊总面积的比重最大,各不同等级的湖泊总面积总体呈上升趋势;(3)青藏高原4500~5000 m海拔范围内的湖泊总面积最大,海拔4500~5000 m及海拔3000 m以下的湖泊面积变化较剧烈,呈现波动中增长的趋势,其余海拔范围内的湖泊面积基本维持稳定;(4)青藏高原西部地区和北部地区的湖泊总面积总体上呈现增长趋势,东部及南部地区湖泊总面积基本维持稳定,整个青藏高原湖泊面积变化的区域在空间上呈现扩张趋势;(5)年平均气温、年降水量及年蒸发量与湖泊面积呈现显著的相关性,研究区边缘地区湖泊面积和年平均气温有显著相关性,研究区中部地区湖泊面积同年平均气温、年降水量及年蒸发量有显著相关性,而研究区东北部及中西部部分地区湖泊面积和年平均气温及年蒸发量有显著相关性。通过气象因子与湖泊总面积的回归分析结果表明,年平均气温和年蒸发量变化是导致青藏高原湖泊总面积改变的主要原因。本研究填补了青藏高原长时间序列和多尺度的湖泊面积动态变化方面的空白,同时本研究得出的湖泊数据可以为其他研究人员提供一定的帮助。     

三个时期青藏高原冰川补给型湖泊的变化

根据美国国家冰雪数据中心(NSIDC)发布的2012年全球冰川分布数据等资料,选取青藏高原冰川分布较集中的地区作为研究区,利用1995年、2005年和2015年3个时期Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像数据和研究区附近气象站的气象资料,综合利用"3S"技术和统计分析方法等,研究3个时期研究区内湖泊面积与数量及其变化,从气候要素变化与冰川退缩角度分析其驱动因素。研究结果表明,3个时期研究区冰川补给型湖泊整体呈扩张态势,1995年、2005年和2015年的冰川补给型湖泊面积分别为10700.5 km~2、11910.7 km~2和12518.3 km~2;与1995年相比,2005年的湖泊数量增加了2 041个,与2005年相比,2015年的湖泊数量增加了21个;分布在研究区各流域中的冰川补给型湖泊变化状况不同,分布在羌塘高原上的湖泊扩张幅度大,分布在柴达木盆地中的湖泊呈缓慢扩张态势,分布在研究区南部雅鲁藏布江流域中的湖泊相对稳定,还有一些湖泊在萎缩。随着海拔的增加,研究区中的湖泊数量和面积都呈现类似正态分布的特征。1995~2015年期间,冰川退缩和气温上升是导致青藏高原冰川补给型湖泊面积和数量变化的主要原因。     

广东省封开县NDVI变化对气候因子的响应

利用1989-2006年封开县多时相TM影像提取NDVI,结合封开县气象站点逐年的气温和降水量资料,对18年来封开县植被时空演变对气候变化的响应作了分析。结果表明,1989-2006年封开县植被覆盖度呈上升趋势,低覆盖植被面积减少10﹪,高覆盖植被面积持续扩大,增长了2.3倍;年均气温随全球气温变暖而升高,而降水量则有减少的趋势;植被覆盖变化表现出对气温变化的显著响应。     

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.     

1981-2010 年柴达木盆地气候要素变化特征及湖泊和植被响应

以1981-2010 年柴达木盆地及其周边气象站点逐月气温和降水量资料为基础, 通过气候趋势分析、气候突变分析等方法, 研究了柴达木盆地气候要素的变化特征, 并结合Landsat TM/ETM+影像、NOAA/AVHRR-NDVI和EOS/MODIS-NDVI 数据, 研究了近30 年来柴达木盆地湖泊面积和植被生长的动态变化及其对气候要素的响应。结果表明:① 1981-2010 年, 柴达木盆地气温整体升高, 秋冬增幅最为明显, 年平均气温在1997 年发生暖突变, 1998 年以后升温趋势显著。② 1981-2010 年, 柴达木盆地年可利用降水量经历了“减少—增加—减少—增加”的变化, 但整体呈增加趋势, 1980-1985 年、1990-2001 年, 年可利用降水量呈减少趋势;1985-1990 年、2001-2010 年, 年可利用降水量呈增加趋势。③ 柴达木盆地湖泊面积受夏季可利用降水量影响显著, 1985-2010 年, 托素和冬给措纳湖泊面积呈“扩张—萎缩—扩张”变化;1985-1990 年, 湖面轻微扩张;1990-2001 年, 湖面明显萎缩;2001 年以后, 湖面显著扩张。④ 柴达木盆地植被生长受生长季可利用降水量影响显著, 1982-2010 年柴达木盆地植被生长呈“退化—改善—退化—改善”变化, 但整体呈改善趋势;1982-1985 年植被轻微退化, 1985-1990 年植被轻微改善, 1990-2001 年植被显著退化, 2001 年以后植被显著改善。     

1977～2014年枯水期普者黑湖面积的变化

在地理信息系统和遥感技术支持下,利用11期枯水期(4月)的普者黑湖Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像数据,研究1977~2014年期间枯水期普者黑湖面积变化;从降水量、农田面积、总人口和GDP等角度,探讨其发生变化的原因。研究结果表明,11977~2014年期间,普者黑湖面积波动变化,除2002年和2009年出现面积大幅增加外,其它时期湖面积在萎缩,且自1977年以来,普者黑湖面积的萎缩速度在逐渐加快,2009年湿地公园建成后,其面积萎缩速度有所减缓;2普者黑湖面积缩减的主要原因是人类活动干扰,湖面积萎缩与当地GDP和农业生产总值的增长显著负相关,与降水量不相关;3普者黑湖面积减少地段主要集中在天然堤带、泛滥平地带和湖泊洼地带以及中游人口集中的村庄附近,减少的湖面积44%被开垦成农田;4普者黑喀斯特国家湿地公园的建成有效减缓了湖面积的萎缩态势,有利于调动社会力量参与湿地保护与可持续利用,达到了湿地保护的目的。     

1977～2014年枯水期普者黑湖面积的变化

在地理信息系统和遥感技术支持下,利用11期枯水期(4月)的普者黑湖Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像数据,研究1977~2014年期间枯水期普者黑湖面积变化;从降水量、农田面积、总人口和GDP等角度,探讨其发生变化的原因。研究结果表明,11977~2014年期间,普者黑湖面积波动变化,除2002年和2009年出现面积大幅增加外,其它时期湖面积在萎缩,且自1977年以来,普者黑湖面积的萎缩速度在逐渐加快,2009年湿地公园建成后,其面积萎缩速度有所减缓;2普者黑湖面积缩减的主要原因是人类活动干扰,湖面积萎缩与当地GDP和农业生产总值的增长显著负相关,与降水量不相关;3普者黑湖面积减少地段主要集中在天然堤带、泛滥平地带和湖泊洼地带以及中游人口集中的村庄附近,减少的湖面积44%被开垦成农田;4普者黑喀斯特国家湿地公园的建成有效减缓了湖面积的萎缩态势,有利于调动社会力量参与湿地保护与可持续利用,达到了湿地保护的目的。     

2000—2020年蒙古高原湖泊变化及其影响因素分析

基于Landsat遥感影像,提取蒙古高原2000—2020年每年1 km²以上湖泊面积信息,分析其时空变化特征。结果表明：(1)2009年之前湖泊面积和数量呈减少趋势,2009年之后呈增加趋势,整体上2000—2020年湖泊面积和数量呈减少趋势。(2)不同等级湖泊变化差异较大,特大型和中型湖泊变化相对稳定,大型湖泊减少幅度最大。(3)不同区域湖泊变化也不同,西北部湖泊变化较稳定,中东部湖泊变化较剧烈。(4)研究区湖泊空间分布集聚性呈异因同向的减弱趋势。(5)湖泊面积与年均气温、年降水量、年蒸发量、植被指数和4层土壤水分的相关关系较为显著,且2个时间段内表现的影响程度有明显差异。掌握蒙古高原湖泊时空变化情况及其原因,对蒙古高原乃至全球的气候调节和生物多样性保护研究提供可参考依据。     

咸海流域陆地水储量时空变化研究

采用2002—2016年GRACE(Gravity recovery and climate experiment)重力卫星JPL-RL06M数据分析咸海流域陆地水储量变化(Terrestrial water storage change, TWSC)时空变化特征,并结合CRU TS4.03气象数据、GLDAS-Noah地表蒸散发数据和高精度土地利用数据探究气候变化与人类活动对陆地水储量的影响。结果表明:(1)2002—2016年咸海流域陆地水储量变化呈现-3.20 mm·a~(-1)下降趋势,春、夏季陆地水储量呈盈余态势,秋、冬季呈现亏损状态;水储量变化在空间上表现为中部和东部盈余,周边亏损的特征。(2)2002—2016年咸海流域降水量呈-1.14 mm·a~(-1)下降趋势,地表温度呈0.11℃·a~(-1)上升趋势;相比气温,水储量变化与降水量相关性更强。(3)2000—2015年,咸海流域耕地面积小幅增加1.65×10~4km~2,水域面积减少;农作物耗水和灌溉需水的增加加剧了咸海流域水量支出,咸海流域蒸散发呈21.63×10~8m~3·a~(-1)增加态势,在空间上与陆地水储量变化的相关系数最高达0.74,是影响陆地水储量变化的主要因素之一。     

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。     

1961—2010年中国东北半干旱区东界变化趋势分析

气候带边界的变化是大尺度地理特征对气候变化的响应方式之一,半干旱区的边界变化对其响应尤为敏感。我们整合了中国东北地区50年(1961—2010年)的气象数据,以降水量和温度所计算的干燥度指数作为干湿气候带划分的指标,在ArcGIS中采用Kriging空间插值法,在不同时间尺度上分析了近50年来中国东北半干旱区东界的波动趋势。结果表明:中国东北半干旱区界限变化呈整体向东、向南扩展的趋势,其变化受时间累积效应的影响,在50年(1961—2010年)尺度上范围最大,面积为285 648.4km2。数据分析表明,降水量减少是导致半干旱区边界变化的主要因素,气温的影响次之。     

1990年与2010年西凉湖区土地利用格局对比研究

利用1990年和2010年的Landsat TM遥感数据,采用最大似然法,对西凉湖区的土地利用进行机助分类,将西凉湖区土地利用方式分为6种类型:水域、林地、沼泽、水田、旱地和建设用地。并利用ArcGIS进行土地利用方式转移矩阵分析。研究结果表明,与1990年相比,2010年,西凉湖水域面积减少了2 822.71 hm2,旱地面积减少了378.51 hm2,水田和林地面积分别减少了28.46 hm2和25.74 hm2;沼泽面积增加了3 240.4 hm2,建设用地增加了15.02 hm2。西凉湖区部分水域转变为沼泽,反映了湖泊沼泽化的趋势。导致西凉湖区的土地利用格局变化的人为干扰主要为非法筑堤围湖、围网养殖的过度发展、打草耙捞和排放污染物等。     

新疆阿勒泰地区2002-2011年地表水资源变化趋势

在RS技术支持下,应用气象数据（主要为气温、降水）、基础地理数据及2002-2011年时间序列的Landsat TM、ETM+、MODIS/Terra+Aqua MCD43A4遥感影像产品,对阿勒泰地区地表水资源时空变化特征进行了分析,探索气象因素影响下阿尔泰山冰川积雪和地表水资源之间的相互作用。结果表明：在研究时段内,阿尔泰山6月2日的冰川积雪面积呈波动增加趋势,8月21日的冰川积雪面积则呈波动减少趋势。从景观格局的特征来看,随着夏季冰雪融水量增加,水资源量总体呈上升趋势,在研究时段内水域总面积增加了57.91 km²,增加面积主要来源于湖泊和水库,2011年的湖泊和水库面积分别为1 044.33 km²和196.27 km²,比2002年分别增加了16.67 km²和101.79 km²;沼泽湿地和坑塘湿地的面积变化呈一定的起伏,2002-2011年间面积分别减少了35.91 km²和24.27 km²,湖泊和水库的破碎度较低,沼泽湿地、河流和坑塘湿地的破碎度高,表明沼泽湿地、河流和坑塘湿地对气象因素变化较敏感。     

基于遥感的安顺夜郎湖植被干旱响应特征

根据多年的气象资料和K干旱指数,分析了夜郎湖区域气候变化特征及其干旱背景,运用干旱年份（2009年11月—2010年3月）的4景Landsat卫星遥感数据计算了区域的归一化植被指数（NDVI）和修正的归一化水体指数（MNDWI）,重点分析了夜郎湖植被对干旱事件的响应特征,并探讨了极端干旱事件对湖泊生态系统的影响。结果表明：（1）夜郎湖水库及其周边地区表现出变冷变干的气候特征,1995—2012年间气温呈显著变冷的趋势（R²=0.54,P<0.05）,而年降水量表现出波动下降的趋势（R²=0.42,P<0.05）。2009年是夜郎湖自1995年以来降水相对稀少,同时也是干旱最为严重的年份（K<0.6）。（2）当水库的K干旱指数小于0.4（特旱）时,NDVI和植被面积呈显著下降的趋势即表现出大范围的缺水性死亡,干旱开始时水库对周边植被具有一定的调节作用,基本维持原有水平,之后水库调节能力下降,植被生长受到极度抑制,出现大范围的死亡。而水库水面因受到蒸发量增大与降水量减少的影响,水分逐渐丧失,面积呈逐渐递减的特征。（3）湖泊生态系统在面对特大干旱时植被的应对能力相对较差,地表水极其缺乏,植物根系无法获得维持其生存的水分,随着干旱程度的加深而大面积死亡。     

塔里木河下游生态输水对地表水体面积变化的影响

以河湖为主体的塔里木河下游地表水体的面积受到输水工程的影响,在区域水循环、调节水平衡中扮演着重要角色。基于近20 a塔里木河下游Landsat 5、Landsat 7和Landsat 8影像资料和生态输水数据,综合采用Google Earth Engine(GEE)计算平台和多元统计分析方法,对地表水体面积变化及其对生态输水的响应进行了系统分析。结果表明:(1)2000—2019年,塔里木河下游区域的地表水体、季节性水体和永久性水体的面积均呈现波动上升趋势,速率分别为15.54 km~2·a~(-1)、7.12 km~2·a~(-1)和8.41 km~2·a~(-1);塔里木河下游上段(大西海子水库—英苏,不包括大西海子水库)、中段(英苏—阿拉干)和下段(阿拉干—台特玛湖)区域的季节性水体和永久水体面积也均呈现波动增加趋势,其中下段区域的增加速率最大,其值分别为5.23 km~2·a~(-1)和8.24 km~2·a~(-1)。(2)生态输水引起的地表水体面积增加主要表现在台特玛湖湖区,2019年台特玛湖湖区的地表永久水体和季节性水体面积分别约为267.27 km~2和188.00 km~2,总体水面积约为455.27 km~2,相比2000年(约38.19 km~2)增加了417.08 km~2(约10.92倍)。(3)近20 a来,研究区域地表水体面积,尤其是永久水体面积变化与塔里木河下游生态输水量密切相关;2007—2009年输水量下泄水量较少,直接导致研究区域在2009年地表水体和季节性水体的面积均减少到最低点。研究结果有助于全面理解塔里木河下游生态输水对地表水体变化的影响,为区域水生态保护提供科学依据。     

8个时期哈素海芦苇群落扩张状况及其原因分析

以1986年、1990年、1994年、1998年、2002年、2007年、2011年和2014年的Landsat TM、ETM+影像为数据源,采用最大似然分类方法,研究了位于内蒙古自治区呼和浩特市的淡水湖泊哈素海的湖区总面积、明水区面积、芦苇(Phragmites australis)区面积29 a来的变化。结果表明,1986~2014年期间,哈素海湖区总面积变化在29.12~30.13 km2之间,变化幅度很小,主要原因是在哈素海周边修筑的堤坝控制了水体和芦苇群落的向外扩张;明水区面积从1986年的18.74 km2减少到2014年的14.90 km2,有不断减少的趋势,到2014年,明水区面积已不足湖区总面积的一半;芦苇区面积从1986年的10.86 km2增大到2014年的14.98 km2,其占湖区总面积的比例由36.68%增加到50.13%,年增长率约为0.48%;从空间上看,芦苇群落扩张的主要位置为湖区的北端、南端和近东岸部分区域,说明在适宜的浅水区域芦苇群落极易扩张,说明底泥淤积和水深可能是制约哈素海芦苇群落扩张的主要因素。哈素海芦苇群落的扩张,说明哈素海底泥淤积严重,沼泽化进程明显,管理部门应该通过底泥清淤等措施,减少湖区淤泥,增加有效水深,以达到增加库容并控制芦苇群落扩张态势的目的。