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。     

近40 年来青藏高原典型高寒湿地系统的动态变化

选择青藏高原长江源区、黄河源区以及若尔盖地区等典型高寒湿地分布区域, 利用1969、1986、2000 和2004 年多期航片和卫星遥感数据, 从湿地主要组分分布、空间格局以及水生态功能等方面, 分析了近40 年来典型高寒湿地系统动态变化特征及其区域差异性。结果表明: 青藏高原典型高寒湿地退化具有普遍性, 湿地面积萎缩在10%以上。以长江源区的沼泽湿地退化最为严重, 退缩幅度达到29%, 同时大约有17.5%的长江源区内流小湖泊干涸消失, 黄河源区和若尔盖地区湿地系统空间分布格局的破碎化和岛屿化程度显著加剧。高寒 湿地系统退化使其水文功能发生变化, 表现在湿地退化较为强烈的长江源区与若尔盖地区枯 水期流量减少、稀遇较大流量径流发生频率增加而常遇流量发生频率减少、水涵养能力下降。湿地系统变化与区域气温显著升高有关, 在20 世纪80 年代以来区域增温幅度升高到过去40 年平均增温幅度的2.3 倍, 湿地系统退化程度也同步在20 世纪80 年代中期以后明显加剧。在降水量呈现增加以及冰川趋于消融的背景下, 高寒湿地退化是导致其流域径流持续递减的主要因素之一。     

近50年来南四湖湿地水文特征及其生态系统的演化过程分析

湿地资源十分丰富,具有重大的生产、生态效应,但由于自然和人类两方面原因,目前湿地普遍退化。文章基于长期的南四湖水文监测数据以及实地调查、实验数据,研究了南四湖湿地近50年来的水文特征及其生态系统的演化规律。结果表明,作为我国华北平原地区最大的淡水湖泊湿地生态系统之一,近50年来南四湖湿地的来水量呈明显减少的趋势,其减少速率为5.5×10⁸m³/10a,加之大量泥沙和水生植物体堆积,造成南四湖水体逐渐萎缩,呈现消亡的趋势;同时,周边城市、矿区和工业的污染,使得南四湖水环境严重恶化,已经严重威胁到南四湖的生态系统安全。南四湖生态系统退化,究其原因有多年来的气候干旱,但更主要的还在于人类对湖泊不合理的开发利用。     

南四湖湿地景观格局变化及原因分析

根据南四湖1987年、1991年、1999年和2007年的TM/ETM遥感影像解译分析结果,结合对自然环境及人类活动特征的分析,研究了南四湖湿地的景观格局变化过程与主要影响因素.结果表明,1987年以来南四湖自然湿地面积锐减,其中挺水植物区面积减小了近538 km2,而台田-坑塘、人工养殖区等人工湿地以及农业用地面积分别增加了171 km2、327 km2、86 km2.1991年之前,南四湖湿地类型变化主要受湖泊水位等自然环境因素的影响,其中,1988～1990年南四湖几近干涸,使得挺水植物区的分布向湖心区迁移,而近岸地区挺水植物区面积大大减小;这一时期南四湖水位的降低加剧了近岸湖区的围垦,农业用地面积增加.1991年以来,南四湖湿地类型变化主要受人类活动的影响,由于大规模的围垦圈圩,台田-坑塘、人工养殖区的面积大幅增加.     

近40 a巴丹吉林沙漠腹地湖泊面积变化及其影响因素

 利用1973、1990、2000年和2010年4期Landsat遥感影像资料为信息源,运用目视解译和波段比值的方法得到不同时相巴丹吉林沙漠腹地湖泊信息,分析其变化特征,结合沙漠周边降水数据,通过水量收支平衡关系对湖泊群变化因素进行了初步探讨。结果表明,沙漠湖泊在各时期发生了不同程度的萎缩。1973—2010年间,湖泊总数由94个减少到82个,共减少了12个,总面积减少了3.69 km2。其中,1973—1990年间湖泊萎缩最快。对沙漠湖泊面积进行统计分级后发现,湖泊的萎缩主要发生在面积小于0.2 km2的湖泊中,萎缩速率由快到慢;面积大于0.9 km2的湖泊面积发生不同程度的波动。湖泊群面积变化基本不受人为因素影响,也不是当地气候变化直接作用的结果,地下补给源水量变化是导致湖泊面积变化的主要因素。     

洪湖湿地恢复中的生态水位控制与江湖联系研究

江湖阻隔造成洪湖湿地生态系统呈现出退化态势。维系洪湖湿地生态功能需要一定的水量与适宜的湖泊生态水位。根据洪湖湿地的综合生态功能对湖泊水位的不同要求,确定了洪湖合理的生态水位,以作为科学调度控制水位的重要依据,要建立有机的江湖联系机制,合理而科学地调节洪湖与长江的关系,有利于恢复洪湖湿地生境,保护流域内生物多样性。     

深圳市湿地的保护与修复研究

湿地对维持社会经济的可持续发展起着重要作用.随着深圳经济的快速发展,湿地面积不断减少,功能退化,削弱了湿地的生态效益和社会效益.深圳市湿地类型有3大类(近海及海岸湿地、河流湿地和湖泊湿地)13种类型,占深圳国土总面积的8.12%。深圳湿地目前面临的主要威胁是:滨海滩涂湿地面积不断减小,生境面临退化;红树林和湿地水草的生存受到威胁;河流水质不断恶化,河流底质污染程度持续加剧。针对深圳湿地存在的主要问题,提出了相应的保护与恢复对策:保护好西部滨海滩涂湿地;控制污染,修复河流自然湿地;加强自然保护区的建设和管理;加强湿地公园的建设和管理;加强湿地监测和科学研究,积极开展国际合作与交流。     

西藏高原湿地生态系统特征及其保护对策

湿地是地球上具有多种功能的、独特的生态系统,西藏拥有我国特有的大面积高海拔湿地生态系统。西藏高原湿地包括自然湿地和人工湿地两大类型,湿地总面积为3 126 253.33hm2,占全区土地总面积的2.59％。西藏湿地生态系统的主要特点是湿地类型丰富,天然湿地面积大,占湿地总面积的99.09％,天然湿地又以湖泊型湿地和河流型湿地为主,分别占全区湿地面积的82.36％和14.71％;湿地分布广但不平衡;湿地生物多样性丰富。西藏高原湿地生态系统的脆弱性主要表现在湖泊水位下降、湖泊面积萎缩,河流径流量呈减少趋势,沼泽湿地退化等方面。鉴于高原湿地生态功能的重要性,作者提出了加强西藏高原湿地生态系统的保护对策。     

不同情景下干旱区尾闾湖泊生态水位与需水研究——以黑河下游东居延海为例

水位作为湖泊重要的水文要素之一,在反映湖泊水量变化,指示湖泊湿地生态环境状况等方面都有重要的生态意义。选取黑河下游尾闾湖东居延海为研究区域,采用湖泊形态学法对湖泊最小生态水面和最低生态水位进行了研究。依据水量平衡原理,结合已有研究对不同情景下的生态需水量进行了估算。最后结合黑河输水河道耗水规律,提出不同情景（水文频率）下各水文断面需下泄水量。研究结果对于干旱区流域湖泊湿地的保护和水资源的合理利用都有重要意义,同时也为黑河流域生态输水工程的实施提供现实的科学依据。     

新疆博斯腾湖水质水量及其演化特征分析

于2008年8月对博斯腾湖进行了系统的水质和水量监测,并结合近50 a来气候水文资料,进行了博斯腾湖演化过程和阶段特征分析。结果表明,目前湖泊最大水深为13.9 m,湖泊面积928 km2,蓄水量52.65×108m3,湖水体矿化度平均1.48 g/L。近50 a来,博斯腾湖水质水量经历了3个明显的不同时期。1966年以前,湖泊处于1 048 m以上的高水位,矿化度低,湖泊受人类活动影响弱。第二个时期为1966~1996年,湖泊水位低,矿化度高,其中1987年湖泊水位处于历史低值而矿化度为最高。随后,湖泊水位明显上升、矿化度下降,湖泊扩展水体淡化。第三个时期为1996~2005年,湖泊水位处于历史高值段,矿化度有所下降但不明显。期间,人类活动对湖泊的影响显著,除流域农业用水影响外,城市和工业用水的影响也明显增加。最近几年,湖泊水位快速下降,并于2007年出现历史的低水位,湖泊矿化度也呈现升高趋势,鱼类种群和产量受人类强烈干预。另外,流域社会经济发展带来的城市化和工业化,也导致湖泊污染和富营养化,引起水质进一步恶化,湖泊面临新的生态环境压力。     

咸海流域社会经济用水分析与预测

1960年以来咸海流域大规模的水土资源开发使得社会经济用水激增,致使至1990年咸海面积萎缩50%,引发咸海生态危机。目前对引起咸海生态危机的社会经济用水的时空变化特征和趋势尚不清楚。本文在整合了多途径获取的1960—2016年咸海流域国家/州级水资源和社会经济数据的基础上,利用系统动力学模型,仿真模拟和分析了1960—2016年咸海流域社会经济和用水时空变化特征,并多情景预测2016—2030年咸海流域社会经济用水。1960—2016年咸海流域人口增幅267%,GDP增幅1100%,社会经济用水量从410亿m³增长至910亿m³。咸海流域的工农业用水效益在1991年苏联解体后明显增加,但仍处于较低水平。对未来的情景预测表明：若延续现有社会经济用水效率、农作物种植面积持续扩张（S1）,至2030年咸海流域社会经济用水量达到962亿m³;而在滴灌普及率达到70%、种植面积不变的情景下（S10）,社会经济用水量降至681亿m³,可有效缓解咸海危机。     

20世纪60年代以来中亚地区的盐尘暴

中亚是盐尘暴高发地区之一,由自然因素和人文因素引起的沙质和盐质荒漠广泛分布。据初步估计,平均每年从干涸的咸海盆地通过空气输送出的盐尘为05×10⁶t到20×10⁶~30×10⁶t不等。这些盐尘的沉降受地形、风力和距源地的距离的影响。中亚地区盐尘暴的季节性和频率受降雨的影响很大。盐尘不仅影响气候,还会给人们的健康与经济活动带来不利影响。通过对过去近40年研究工作的总结和分析,对中亚地区盐尘暴的现状及其未来变化有了基本的认识:(1)盐尘的产生、搬运和沉积在中亚地区是目前的普遍现象,特别是在咸海区域。(2)过去近40年的咸海危机证明:适当的自然保护需要很长的时间和大量的资本投入。(3)要缓和目前的现状并创建一个稳定的、健康的环境,在实施各项计划中需要综合考虑社会、经济与生态问题。     

中亚沙尘气溶胶时空分布特征及潜在扩散特性分析

中亚地处干旱和半干旱气候区,是全球沙尘气溶胶贡献度较大的区域。利用中分辨率成像光谱仪（Moderate-resolution Imaging Spectrometer, MODIS）和云—气溶胶偏振雷达（Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization, CALIOP）遥感数据,从宏观角度对2002-2015年中亚地区气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth, AOD）时空分布特征及沙尘气溶胶光学特性垂直分布特征进行分析,利用拉格朗日混合型的扩散模型（Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory, HYSPLIT）讨论沙尘运输的季节性变化。结果表明：① 中亚AOD空间分布呈现显著的季节性差异,四季均值春（0.412）>夏（0.258）>冬（0.167）>秋（0.159）,14年间呈现增加趋势;② 中亚AOD高值区域主要集中于咸海地区和新疆的塔里木盆地,其中,咸海地区AOD年均值为0.278,年均增幅为3.175%,主要受咸海退化所导致的干涸湖底裸露面积加大的影响;塔克拉玛干沙漠地区AOD年均值为0.421,年均增幅0.062%,主要受温度和风速两方面的影响,不同季节下主导因素略有差异;③ 尘源区气溶胶主要集中在近地面0~2 km范围内,沙漠上空气溶胶退偏比范围（10%~45%）略大于咸海上空（15%~30%）;咸海地区色比值（0.3~0.8）小于沙漠地区（0.5~0.9）,且在0~2 km和4~6 km有两个高频色比值分别为0.5和0.3,说明相比沙尘气溶胶,咸海地区的盐尘气溶胶球形程度较高,颗粒更小,飘散高度更高;④ 咸海地区盐尘潜在扩散方向主要以东北,西南和南为主,向东北方向的扩散距离最远,影响范围可达俄罗斯中部地区,西南方向扩散路径高度和距离较近,主要影响乌兹别克斯坦和土库曼斯坦,但发生比例相对较高,塔克拉玛干沙漠地区起尘后大部分沙尘颗粒仍沉降在尘源区附近,向东部地区扩散的沙尘气溶胶,主要影响中国青海、甘肃、宁夏、陕西等地区。     

咸海地区粉尘气溶胶动态变化及潜在扩散特征

咸海水位不断下降导致湖滨荒漠化加剧,尘暴频发,区域环境恶化。利用臭氧观测仪（OMI）气溶胶数据和HYSPLIT（Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model）模型,对咸海地区近期粉尘气溶胶变化及其潜在扩散特征进行了研究。结果表明：2005年以来,咸海地区粉尘活动不断增强,OMI气溶胶指数年平均值、方差、中值和最大值均呈现快速增加趋势,2013年OMI气溶胶指数平均值已经上升至1.47;OMI气溶胶指数具有明显的季节变化特征,春季（3-5月）和秋末初冬（11月-次年1月）是两个气溶胶指数峰值区;在相同时间内,春季和冬季的粉尘潜在扩散范围最大,秋季次之,夏季最小,且粉尘潜在扩散表现出明显的经向和纬向扩散特征;受气流和地形影响,粉尘潜在扩散主要有东北和西南两个方向。     

Salinity of surface waters in the Aral Sea region

An overview of recent changes in salinity in the surface waters of the Aral sea basin is given. Total dissolved salts (salinity) in most waters are higher than admissible values for drinking water, and ionic composition has changed with time. Salinity of the ‘Big Sea’ of the Aral was 48 g L⁻¹ in 1998, but has decreased to below 21 g L⁻¹ in the ‘Small Sea’ due to the building of a new dam between the two parts of the Aral Sea.     

The phytoplankton of some saline lakes in Central Asia

The Aral Sea, Lake Balkhash, and Lake Kamyslybas are closed lakes in Central Asia. They range from oligosaline to metasaline. The salinity of the Aral Sea has increased by more than 30 g L⁻¹ since widespread irrigation began in its catchment area. Few studies of the phytoplankton have been conducted on these lakes since extensive irrigation started. The investigation reported here compares the flora of phytoplankton in these saline lakes. In the Small Aral Sea, phytoplankton density gradually decreased with increasing electrical conductivity (EC) (∼ salinity), but there was no such relation in Lake Balkhash and Lake Kamyslybas. In the Aral Sea, Dinophyceae and Bacillariophyceae were frequently observed in most areas of high EC value, and Cyanophyceae were most conspicuous in the area of medium and lower EC values. In Lake Balkhash, Cyanophyceae were most conspicuous, but Chlorophyceae were also noticeable. Most Cyanophyceae in Aral Sea formed filaments with heterocysts. The distinct characteristic of the phytoplankton of the Lake Balkhash was that all dominant species form colonies covered with a gelatinous film. Siliceousplankton diversity gradually decreased with increasing EC values in the Aral Sea and Lake Balkhash.     

The dynamics and characteristics of aeolian dust in dryland Central Asia: possible impacts on human exposure and respiratory health in the Aral Sea basin

The drying up of the Aral Sea has been described as one of the most staggering environmental disasters of the twentieth century. Over the last 40 years over 36 000 km² of the former seabed have been exposed, creating a potentially significant aeolian dust source. It is widely believed, but little researched, that increased dust storm activity in the region has had a major impact on human health. In this paper we report the findings of a study into the link between dust exposure and respiratory health amongst children in the Autonomous Republic of Karakalpakstan, Uzbekistan located on the southern shore of the Aral Sea. The findings indicate that dust deposition rates across the region are high, with sites located near the former shore of the sea being the worst affected. For these northerly regions the former bed of the Aral Sea is the most likely source of dust. The situation for the rest of the country appears to be far more complex. In these regions it appears that local sources and more distant sources to the south and south-west represent significant sediment providers, particularly in the early summer. Provisional analysis of the respiratory health data suggests that children living in the north of the country, where aeolian dust deposition rates are greater, show a lower frequency of respiratory problems. This inverse relationship requires further investigation, but highlights the complexities of environmental and human health inter-relationships.     

咸海流域水资源利用的区域合作问题分析

咸海的主要水源为阿姆河和锡尔河,自20世纪60年代以来由于人口的增加和农业政策导致的灌溉面积的迅速扩大,河流径流被大量引入且消耗于农业灌溉,使得入湖地表径流大幅度减少。原本是地球上的第四大湖泊的咸海,目前面积已缩小到只有原来的十分之一,并分离形成三个主要的残留湖,湖泊及湖滨的生态环境极度恶化。同时,巨大的干涸裸露湖床已成为盐尘和有毒物的发源地,严重威胁周边地区的人类健康。中亚五国自独立后于1992年签订了《中亚五国水协定》,旨在通过协定和后续协议加强区域合作扭转咸海流域严重的水危机与生态危机。但事与愿违,危机事态未得到抑制且有扩大趋势。通过对相关事态进行的深入分析,认为除改变该地区经济发展模式以减少农业用水外,在公平合理分配水资源的基础上加强国家间的合作,开展全流域水资源的综合开发、利用与管理才是扭转目前危机的最有效的途径。     

咸海危机的起因与解决途径

根据成海国际会议的论文以及近年苏联的资料,并结合笔者的实地考察,本文阐述了咸海危机的因由、后果与解决途径。     

Changes in the structure and function of biological communities in the Aral Sea, with particular reference to the northern part (Small Aral Sea), 1985--1994: A review

The construction of a dam between the Small and Large Aral Sea in 1993 has had an effect on biological communities. From field and laboratory investigations and analysis of the literature, the structure and function of the main plant and animal communities in the northern (Small) Aral Sea are described and discussed, first, for the period before 1985, and, second, between 1985 and 1994. A prognosis for future changes is provided.