近40年来青藏高原湖泊变迁及其对气候变化的响应

湖泊对气候波动有敏感记录。本文以GIS和RS技术为基础,在野外实地考察的基础上,从20世纪70年代、90年代、2000年前后和2010年前后4期Landsat遥感影像中提取了青藏高原所有湖泊边界信息,建立了青藏高原湖泊空间数据库。分析表明的青藏高原面积大于0.5 km2的湖泊总面积变化：（1）从20世纪70年代至90年代增加了13.42%; （2）从20世纪90年代至2000年前后增加了4.86%; （3）从2000年前后至2010年前后增加了13.04%。可见,近40年来,青藏高原湖泊个数和面积均呈增加的趋势。气象数据分析表明,青藏高原气候出现了由暖干向暖湿的转型,表现为气温升高、降雨量增加和蒸发量减小。笔者选取了研究区内面积大于10 km2的时间上合适做比较的所有湖泊,逐一分析了其在4个时期的动态变化情况,并根据变化结果进行了分区。不同时期的湖泊变迁具有区域差异性：（1）从20世纪70年代至90年代,西藏北部、中部、藏南、青海羌塘盆地和青海东部湖泊呈萎缩趋势; （2）20世纪90年代至2000年,青海北部湖泊萎缩; （3）2000年至2010年,除藏南外,青藏高原其余地区湖泊全面扩张。不同补给源的湖泊对气候变化的响应模式不同：（1）气温主要影响以冰雪融水及其径流为主要补给源的湖泊,如色林错、赤布张错等; （2）降雨量主要影响以大气降雨和地表径流为主要补给源的湖泊,如青海羌塘盆地; （3）蒸发量直接影响湖泊水量的散失,在青藏高原总体蒸发量减小的大环境下,部分地区因升温引起的湖泊蒸发效应超过了降水和径流量增加,湖泊出现萎缩的现象,如羊卓雍错流域。总之,地质构造控制了湖泊变迁的总格局,而短时间尺度的湖泊变迁主要受气候因素的影响。此外,湖泊动态变化还受冰川、人类活动、湖盆形状、补给和排泄区等因素的影响。     

青藏高原冰川对气候变化的响应及趋势预测

青藏高原是世界上中低纬度地区最大的现代冰川分布区,这里冰川末端在近百年来总的进退变化趋势是退缩,但在本世纪初至20～30年代和70～80年代间多数冰川曾出现过稳定甚至前进。对比近百年来气候变化,冰川变化虽然滞后于温度变化,但它们之间存在着很好的对应关系,多数冰川对温度变化滞后时间在10～20年间。根据80年代以来平均物质净平衡值,大致将青藏高原划分为:内部为平衡或正平衡区;向外为负平衡区;边缘为强负平衡区。以冰川对气候响应滞后关系预测,在今后10～20年间,青藏高原边缘冰川末端仍继续处于后退,而高原内部冰川末端位置变化不大。     

第三极地区冰川径流研究进展北大核心CSCD

青藏高原是地球上除南北极之外冰川面积最大的区域,被称为地球“第三极”。全球变暖导致该地区冰川普遍退缩,融水释放成为冰川径流,使得下游河川径流发生重大变化,给下游流域水资源利用与管理带来挑战。然而由于第三极地区特殊的地形和复杂的气候,加上冰川水文过程内在的复杂性,使得冰川径流的研究十分困难。本文总结了目前关于冰川径流研究的几类主要方法:直接观测法、遥感观测法、水量平衡法、水化学示踪法和冰川水文模型法,其中冰川水文模型法使用最为广泛。在第三极地区,前人利用这些方法对于冰川径流的研究结果表明,自20世纪90年代以来,冰川径流普遍呈现上升趋势,但是其对于总径流的贡献同时受气候条件和流域内冰储量的影响,存在显著的空间差异;总体来看,位于西风控制区的流域的冰川径流贡献普遍大于季风控制区的流域。未来变化方面,除部分冰储量较大的西风区流域(塔里木河、印度河)外,第三极地区大多数流域冰川径流将在本世纪中叶前达到峰值。但是目前由于观测不足、模型物理机制简化等制约,对于第三极地区冰川径流的研究存在很大的不确定性,未来需要开展更多观测、开发更先进的冰川水文模型以提高第三极地区冰川径流研究的准确性,进而为该地区水资源利用与管理和防洪减灾工作提供科学依据。     

青藏高原近25年来河流、湖泊的变迁及其影响因素

结合20世纪70年代中期的MSS图像和90年代末期的ETM 图像解译,对近25年来青藏高原河流、湖泊的分布现状及其变迁进行了分析。研究表明,青藏高原河流总体上变化不明显,部分地区外流水系个别河段略有摆动,内流水系少数河段发生改道、断流,入湖河流河口段发生延伸、退缩等变化。青藏高原多数天然湖泊变化较大,主要是部分湖泊面积缩小或扩大;少数湖泊解体或归并;有的已干涸的湖泊又重新汇水,有的湖泊则接近干涸。导致河流、湖泊演变的主要影响因素有气温变化、降水变化及冰川变化、气候雪线变化等。     

青藏高原冰川演变与生态地质环境响应

利用青藏高原现代冰川雪线的遥感调查与监测结果,对青藏高原40多年来由于现代冰川雪线的变化而引发的水资源、冻土、荒漠化、湿地、湖泊、地质灾害、海平面上升以及地震等生态地质环境问题进行了分析,并对可能产生的生态环境和气候问题进行了初步探讨。     

三万年来可可西里地区湖泊环境演化序列

可可西里地区位于青藏高原的腹地,以可可西里地区综合科学考察资料为依据,通过湖泊沉积物层序-年龄事件与近代冰川活动遗迹的对比研究,建立了环境变化的物性柱综合剖面及其时序性,将32000aB.P.以来可可西里地区湖泊环境演化序列划分为7个旋,为深入认识青藏高原环境变迁提供新的信息。     

1970～2014年长江流域极端降水过程的时空变化研究

基于长江流域131个气象站数据,利用Mann-Kendall非参数检验、主成分分析及R/S分析等方法分析了长江流域极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)主要强降水指数变化均呈现增加趋势。20世纪70年代主要极端降水指数呈持续下降趋势,20世纪80年代、90年代和2000年以后降水指数变化趋势年代差异增大,稳定性差。(2)强降水在太湖流域、鄱阳湖流域大部分地区和洞庭湖流域的下游地区呈显著增加。(3)除了弱降水指数外,各极端降水指数之间具有显著的相关性。(4)长江流域降水的主要特点在于弱降水变化不显著,强降水变化幅度较大,降水过程不稳定,容易发生洪涝灾害。     

湖泊沉积中的10Be含量变化——有助于识别第四纪古冰川的有无

20世纪50-70年代核试验产生的¹³⁷Cs尘埃,在现代冰川和非冰川湖泊沉积剖面中的深度分布存在明显差异.同理,大气宇宙射线成因的长半衰期¹⁰Be尘埃,在第四纪冰川和非冰川湖泊沉积剖面中的深度分布也应存在差异.第四纪冰川湖泊,冰期时流域内冰雪和¹⁰Be的累积量大于消融量,间冰期时冰雪和¹⁰Be的消融量大于累积量.因此,冰川湖泊冰期的¹⁰Be入湖通量小于间冰期.湖泊沉积剖面¹⁰Be浓度的波动,很可能表征流域内冰雪消融与累积的变化.非冰川湖泊,不存在冰川的累积与消融对¹⁰Be入湖通量的影响.开展第四纪冰川与非冰川湖泊沉积¹⁰Be含量变化的对比研究,有可能为破译中国东部中低山区古冰川和青藏高原大冰盖的世纪之争提供新的证据.     

青藏高原腹地班德湖记录的全新世夏季风变化与流域环境响应

青藏高原作为地球“第三极”,对全球气候变化响应敏感。在季风与西风协同作用下,青藏高原在过去数千年中的年代际、百年时间尺度上存在南北相反的气候变化格局;但受限于青藏高原腹地缺少年代可靠的全新世高分辨率气候记录,千年时间尺度高原南北气候变化模态异同仍不明晰,更无从得知高原腹地湖泊及其流域的生态环境对气候变化的响应过程。本研究聚焦高原腹地沱沱河上游的开放湖泊班德湖(34.239°N,92.099°E;4583 m a.s.l),基于长115 cm的BDH19A沉积物岩芯的植物残体AMS¹⁴C年代建立了可靠的年代框架,通过粒度、元素、矿物、自生碳酸盐及其碳、氧同位素、有机质含量和正构烷烃等多指标,重建了过去10 ka以来青藏高原中部的气候变化与生态环境响应过程。结果显示,青藏高原腹地在全新世以来表现出北半球夏季太阳辐射控制下夏季风降水逐渐减少的季风模式,导致流域和湖泊生产力持续降低,区域风沙活动整体增强。在千年时间尺度上,10～8.7 ka高原中部夏季风降水量最大,加之可能由于植物覆盖度较高,流域径流侵蚀减弱,风沙活动减少;7.7～5.2 ka和4～2 ka夏季风降水维持...     

最近18年来中国植被覆盖的动态变化

基于遥感和地理信息系统技术,利用NOAA-AVHRR数据对我国最近18年(1982～1999)来的植被覆盖的动态变化进行了分析.结果表明:我国植被覆盖的动态变化受气候波动的影响十分显著,并且这种变化的区域性差异明显.18年来,NDVI减小的地区主要分布在西北地区和青藏高原,而NDVI增加的地区主要发生在东部地区;20世纪80年代和90年代的NDVI变化趋势之间存在较大差异;90年代NDVI减小的区域明显地比80年代增加,特别是西北干旱地区NDVI的下降趋势明显.我国珠江三角洲和长江三角洲地区是18年来植被覆盖下降趋势最明显的地区,表明快速城市化的影响.     

基于RS和GIS技术青藏高原湖泊动态变化研究

以青藏高原70年代MSS影像数据与2000年ETM影像数据为主要信息源，基于RS和GIS技术研究近30年来青藏高原湖泊面积的动态变化。结果表明：近30年来在部分湖泊面积减小的情况下青藏高原湖泊总面积和数量是增加的，其面积增加3316．52km^2，但在各区域具有不同的变化趋势。     

青藏高原湖泊遥感信息提取及湖面动态变化趋势研究

青藏高原湖泊星罗棋布,是我国盐湖主要分布区.本文以RS和GIS技术为基础,从Landsat的MSS、TM、ETM三期遥感影像中,提取了青藏高原的所有湖泊信息,建立了我国盐湖空间数据库.用ArcGIS对盐湖空间数据进行统计和空间分析,从时间和空间上分析青藏高原从70年代到2000年左右湖泊湖面动态变化情况.同时,在青海和...     

The response between glacier evolution and eco-geological environment on the Qinghai-Tibet Plateau

Based on the remote sensing survey and monitoring results of snow lines on the Qinghai-Tibet Plateau, the authors analyzed the following eco-geological factors such as water resources, permafrost, desertification, wetlands, lake, geological disasters, sea-level rising, earthquake, etc., affected by the change of snow lines over the past 40 years, and discuss the response between glacier evolution and the eco-geological environment preliminarily.©2019 China Geology Editorial Office.     

青藏高原腹地温泉地区新生代生态环境演化与高原表面隆升过程分析

采自青藏高原腹地温泉地区新生代地层中的孢粉组合资料表明:从古新世到早中新世,古植被由早期的针阔叶混交林-森林草原植被向晚期的疏林草原植被演化,古气候也由亚热带暖湿气候向温凉气候演化;从上新世到早更新世,阔叶树种明显减少,而草本植物显著增多,反映气候开始向干冷方向演化;而中更新世晚期以来,出现稀疏草原植被向荒漠草原植被的演化,最终塑造了现代以藜、蒿为主的荒漠草原植被环境。高原腹地生态环境变化揭示了青藏高原自古新世以来至少经历了3次具有生态环境意义的表面隆升事件:古新世—早渐新世沱沱河组冲积扇砾岩沉积以及孢粉组合分析表明,青藏高原在白垩纪末—古新世初已隆升至1000～1500m,高原地形可能是高原(高山)与盆地相间的地貌格局;早中新世五道梁组植被中亚热带成分的显著增高,可能与高原表面隆升诱发高原季风而导致气候湿润有关,推测高原已隆升至2000～2500m;而中更新世晚期以草本植物为主,反映高原植被已经发生了转型,高原已隆升至3000m以上。     

青藏高原湖泊变化遥感监测及水量平衡定量估算研究进展

青藏高原湖泊是气候变化的重要指示器,20世纪90年代中期以来,在暖湿化环境下降水增多和冰川冻土加速融化导致的湖泊扩张是青藏高原最为突出的环境变化特征。值得注意的是,湖泊水位变化的空间分布特征和西风带及印度季风带影响区的降水量变化具有高度的空间一致性。严酷的自然环境导致对青藏高原内陆湖泊的实地观测变得难以企及,而遥感技术的发展正好可以克服以上局限,该技术已经成为青藏高原湖泊变化监测的主要研究手段。本文围绕遥感监测技术与方法,综述了青藏高原湖泊面积、水量、冰物候、水体参数以及水量平衡定量估算等方面的研究进展。部分研究以流域为尺度应用多源遥感与水文模型进行水量平衡定量评估,结果表明青藏高原内陆地区的湖泊水量增加的主要贡献因素是降水增多,而冰川融化、冻土消融及其他因素的贡献程度却相对较小。当前,学术界一般认为：大尺度的降水年代际变化是青藏高原湖泊近期变化的主要原因,而冰川冻土加速消融又进一步加速湖泊扩张或抑制了部分湖泊收缩。过去,关于青藏高原湖泊变化的气候响应机制研究大多停留在对降水、蒸发、温度、风速、冰冻圈融化等气候因素的定性描述上;现在,在湖泊水量平衡方面,越来越多的研究开始在定量化方面取得进展;将来,随着更多遥感数据的开放共享,以及更多水文与气象站点的投入使用,将为青藏高原湖泊的水量平衡定量研究提供更好的数据条件。     

内蒙古西部额济纳盆地土地荒漠化发展态势及其成因

为了查明额济纳盆地荒漠化的发展趋势及其成因,通过野外调查、遥感解译、样品测试及资料收集对比,从环境地质学的角度对额济纳盆地荒漠化的发展态势和成因进行了分析研究。结果表明：目前额济纳盆地土地荒漠化呈发展态势,环境在进一步恶化。认为荒漠化过程主要受区域地质环境条件变化的影响,全球气候变化、青藏高原隆升所引起的西北地区的干旱化趋势,是研究区荒漠化发生发展的决定性因素,盆地内的构造沉积背景决定着荒漠化的类型,水环境的变化直接影响着额济纳荒漠化的发生和发展速度。同时,当前人为因素对地质环境的影响很大,人类对水资源和土地资源的不合理利用,加速了荒漠化的发展速度。     

基于RS与GIS技术的西藏多龙矿集区生态环境监测研究

西藏多龙矿集区铜多金属矿产资源丰富,铜储量约2500万吨,排名中国第一。矿集区矿产资源的开发能带来巨大的社会经济效益,但青藏高原地区生态环境承载力有限,矿山开发容易造成生态环境的不可逆破坏。本文基于高分二号、Landsat8等遥感影像数据,采用人机交互解译方法提取多龙矿集区有关人类活动、水文、荒漠化、金属氧化物污染及草地覆盖等信息,进而分析研究区生态环境现状。分析结果表明:研究区生态环境整体仍处于较原始状态,未遭受过大型工业活动及人为活动破坏;区内主要植被类型为高原草原和高原草甸,高草地覆盖区面积较小且分布较集中;研究区荒漠化形势较为严峻,主要荒漠化类型包括沙漠化、石漠化及盐碱化等;矿区地表出现大面积褐铁矿化及孔雀石化,周边土壤及水系金属及重金属矿物含量超标;区内砂金矿盗采、超载放牧及地质勘探等人类活动均对当地生态环境造成一定影响。利用RS与GIS技术开展多龙矿集区生态环境调查研究,可为矿山的绿色选址及绿色矿山开发建设提供建议及技术支持。