1962—2019年锡尔河-咸海三角洲湿地时空变化及驱动因素

咸海周边环境变化对中亚干旱区生态稳定有重要影响,研究锡尔河-咸海三角洲湿地演变对认识流域生态环境变化、实施生态修复等具有重要意义。基于多源遥感数据采用面向对象分层提取法方法,分析1962—2019年锡尔河下游三角洲湿地的时空变化特征,并结合咸海变化、耕地变化、河流水量和水利工程建设等探讨近60a湿地变化的驱动因素。研究表明:①近60 a在咸海持续萎缩的情况下,锡尔河下游三角洲湿地呈现先减小后增加的变化趋势,其中1962—1980年、1981—1991年和1992—2019年3个阶段的变化率分别为-38.29 km2/a、193.35 km2/a和14.36 km2/a;②湿地变化有明显的空间差异,锡尔河南、北2个入湖口区的湿地自1980年以来向咸海湖区扩张明显,耕地混合区的湿地自1991年以来向河道两侧扩张;③ 1962年后在入三角洲径流量总体减少的趋势下,灌渠建设和生态用水配置是三角洲湿地面积增加的主要原因,间接导致咸海入湖水量减少,咸海快速萎缩。锡尔河三角洲湿地恢复与咸海干涸形成了明显的生态反差,不利于咸海周边生态的整体恢复。     

山东省耕地变化及社会经济驱动因素分析

根据山东省2002-2008年耕地面积和社会经济发展统计数据,分析了全省耕地、人口变化趋势,利用主成分分析法通过SPSS定量分析了影响耕地变化的驱动因子,依据主成分分析的结果,重点进行了人口、经济和城市建设等因素的驱动分析。     

干旱区地下水资源变化驱动因素分析

如何量化气候变化和人类活动对地下水的影响,不仅是当前研究的热点,还是干旱灌溉地区水资源管理的重点。本文分析了新疆准噶尔盆地近年来土地利用,气候和地下水开采趋势的变化,并利用分布式水文模型MIKE-SHE定量分析了这三个因素对地下水资源的影响。结果表明：(1)该模型可用于模拟干旱灌溉区域。(2)这三个因素导致区域平均地下水位分别下降为2.3 m、 0.24 m以及0.068 m。地下水开采由于受到更直接的影响,已成为区域地下水资源变化的主要影响因素。(3)地下水提取的影响具有很强的空间分布特征。基于以上结果,综合多学科知识建立生态环境与地下水变化之间的关系可以为地下水的可持续发展提供策略。     

长株潭地区耕地压力的时空变化及驱动因素分析

利用1997-2010年长株潭地区的土地利用现状数据和社会经济数据,运用耕地压力指数模型和主成分分析法分析了长株潭地区耕地压力的时空分布及驱动因素。结果表明:（1）长株潭地区耕地总量总体呈阶梯减少趋势;（2）整体看,长株潭地区耕地压力指数小于1,耕地压力不明显,但耕地压力指数呈上升-下降-上升走势,耕地压力呈上升势头。（3）具体看,长株潭地区耕地压力:长沙市>株洲市>湘潭市;并且县域空间差异明显,尤其是城区耕地压力指数远大于1,表明城区耕地压力非常大,其他县市压力相对较小。（4）人口快速增长、经济跨越式快速发展、农业机械化普及与农业投入的增加等4个方面是长株潭地区耕地压力变化的主要驱动因素。研究成果有利于提高人们对长株潭地区的耕地保护意识,为促进区域土地合理利用规划,实现两型发展提供科学依据。      

1998—2007年新疆植被覆盖变化及驱动因素分析

利用1998-2007年SPOT VGT归一化植被指数(NDVI)数据对新疆植被覆盖的年际和空间变化进行了动态监测,并从气候变化和人类活动双重角度分析了植被覆盖演变的原因.1998-2007年新疆植被覆盖变化经历了2个阶段:1998-2001年植被覆盖严重退化时期;2002-2007年植被覆盖由急剧上升到缓慢下降再到持续升高时期,NDVI明显高于20世纪末期水平.新疆植被覆盖变化存在显著的空间差异,阿尔泰山地森林、巴音布鲁克草原等自然植被NDVI明显退化,农业灌溉区和生态建设地区的植被覆盖明显提高.从不同的土地利用类型来看,沙地和耕地的NDVI上升趋势显著,林地和草地植被的NDVI退化严重.研究表明,新疆植被覆盖变化是气候变化和人类活动共同作用的结果.温度对植被覆盖变化的影响表现为对植被生长年内韵律的控制和春季植被生长期的延长,年降水量的波动式下降是导致新疆植被覆盖变化呈现2个阶段的主导冈素.农业生产水平的提高是新疆农业灌溉区NDVI不断上升的重要原因,同时,近年来大规模实施的生态建设工程所带来的生态效应正在呈现.     

咸海流域水文水资源演变与咸海生态危机出路分析

中亚的咸海问题已成为全球性的生态和社会问题,研究咸海流域水文水资源、经济社会发展演变与气候变化,对深入理解中亚地区咸海危机形成机理、未来发展趋势、探讨咸海生态危机出路具有重要意义,对类似区域跨界河流和我国西北干旱区水资源开发利用具有重要借鉴意义. 介绍了中亚五国咸海流域的水资源及其开发利用情况,重点分析了中亚五国咸海流域农业灌溉的发展演变、近80a来咸海流域气候变化趋势与主要河流水文演变情势及咸海水文特征演变. 结果表明,咸海生态危机完全是由人类自导并日益严重的水资源-生态-环境与社会危机,短期内难以遏制,长期来看也无法逆转. 结合咸海危机生态环境效应,讨论了3个跨流域调水方案拯救咸海的利弊与前景,探讨了立足于流域本身拯救咸海的综合治理措施. 最后,提出了咸海危机经验教训对我国内陆河水资源开发利用的若干启示.     

咸海和巴尔喀什湖水文变化与环境效应对比

以咸海和巴尔喀什湖流域为研究对象,采用定性和定量分析相结合的途径,对两个湖泊的水文特征、主要补给河流的入湖径流特征、流域人类活动情况、生态环境问题及未来趋势等进行对比,分析咸海和巴尔喀什湖流域各方面的异同。研究发现:咸海的水位变化呈现相对单一趋势,从1960年开始急剧下降并于2009年分裂成4个水体;巴尔喀什湖的水位变化呈现明显周期性波动,从1970年开始出现下降并于1987年降至历史最低水位;目前的咸海仍不容乐观并将面临最终干涸,巴尔喀什湖正值丰水期并将进入枯水周期。在咸海和巴尔喀什湖两个跨界河流-湖泊流域的水资源和生态环境保护中,流域各国均负有重要责任。     

1998年以来兰州市地下水环境变化及驱动因素

以地下水污染调查数据、地下水监测数据和遥感数据为基础,分析了1998年以来（1998—2019年）兰州不同区域地下水环境变化趋势,探讨了土地利用变化、污染源排放、地下水开采等城市发展要素对地下水的影响。结果表明：1998年以来兰州市地下水环境变化的主要特征是水质恶化、水位上升。溶解性总固体、总硬度、硝酸根、氟等典型水化学指标在大部分地区呈稳定上升趋势,局部地下水中硝酸根比重增加,出现了硝酸型地下水。污染负荷增加是水质恶化的重要驱动因素,且恶化指标与城市主体功能存在直接关系,城关区是主要的居住、商业区,水质恶化的典型指标为硝酸盐;西固区是化工、冶炼等重工业集中区,地下水污染程度最重,反映工业污染的氟化物上升显著;七里河区、安宁区是商业、居住及轻工业的综合分布区,矿化度、总硬度、硝酸根等指标都有不同程度上升,但升幅不大。西固及三滩地区地下水位上升较为明显,其他城区相对稳定,城市不透水界面阻碍了降雨、灌溉等地表垂直入渗,使地下水位年内波动趋于平缓;水源地开采量减少、沿河工程建设以及地下管网渗漏等因素导致地下水补径排条件发生变化,不仅引起城区地下水位上升,还能够增强污染物淋滤和地下水蒸发浓缩,对水化学环境造成一定影响。     

变化环境下和田河径流演变特征与驱动因素分析

基于和田河流域上游玉龙喀什河同古孜洛克水文站、喀拉喀什河乌鲁瓦提水文站和和田河下游肖塔水文站1957~2017年实测径流数据,利用Mann-Kendall检验、有序聚类法对径流进行趋势分析、突变检验,结合和田地区同期气象资料及1957年以来7期土地利用数据,定量估算气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明,和田河出山口径流年际变化稳定,耗散区径流年际变化大。气温变化是导致和田河出山口径流变化的主要原因。广义可加模型（GAM）对绿洲区径流消耗总偏差解释率为72.6%,影响因子按解释率从大到小依次为耕地面积、年均温、未利用地面积、水域面积、草地面积、城乡用地面积。

     

嫩江流域沼泽湿地景观变化及其水文驱动因素分析

借助ArcGIS空间分析工具,以嫩江流域1978年、1990年、2000年和2008年4期遥感湿地分布图为基础,采用SWAT (Soil and Water Assessment Tool)水文模型将嫩江流域划分为43个子流域,并以沼泽湿地类型为例,将各个子流域内降水和径流信息与湿地退化遥感信息作对比筛选,对全流域以及湿地面积减少严重所在子流域作进一步分析。另外,利用两期土地利用类型数据生成嫩江流域土地利用转移矩阵。结果表明:1978—2008年间嫩江流域沼泽湿地退化严重,尤其以1990—2000年间最为显著。这与流域内降水、径流的变化密切相关,并受到土地利用类型转化以及水利工程建设等人类活动的影响。其中,沼泽湿地面积变化与流域径流系数变化在0.01水平上呈极显著正相关,pearson相关系数为0.90。气候变化和人类活动影响下对湿地水文过程以及水资源的变化,导致湿地日益萎缩,对流域内湿地生态系统平衡产生了负面影响。     

中亚干旱区咸海面积变化与人类活动及气候变化的关联研究

咸海是亚洲仅次于里海的第二大内陆咸水湖, 20世纪60年代以来湖泊面积急剧萎缩。基于1960 - 2018年咸海的面积数据、 CRU气温和降水数据以及咸海流域灌溉面积、 水库容量等资料, 定量分析了1960年以来咸海湖泊面积的变化情况, 并从气候变化与人类活动两方面探究了咸海面积变化的主要影响因素。结果表明： 1960 - 2018年咸海的面积由6.85×10⁴ km²持续萎缩至（8.32±0.19）×10³ km², 共减少了（6.02±0.02）×10⁴ km²（约87.85%）, 其中1960 - 2009年面积萎缩了（5.94±0.02）×10⁴ km²（约86.77%）, 而在2009 - 2018年其面积萎缩速率明显放缓, 减少了740.04 km²（约8.17%）。统计结果显示, 1960年以来强烈的人类活动（主要表现为灌溉用水和水库储水量的持续增加）是导致咸海面积急剧萎缩的主要因素, 其对咸海面积变化的影响远大于气候变化。在中亚地区气候继续向暖湿变化的背景下, 咸海流域应尽快调整以农业灌溉为主的用水结构, 否则在上游冰川融水达到峰值后, 咸海可能面临干涸的危险。     

洞庭湖中枯水期水情变化及其驱动因素

为揭示洞庭湖中枯水期水情变化特征及其驱动因素,采用长短期记忆神经网络模拟洞庭湖出湖流量及湖区水位,通过情境模拟开展水情变化归因分析。洞庭湖1992—2019年9—10月出湖流量大幅减少,主要受长江流量降低的影响。洞庭湖中枯水期水位主要呈下降趋势,其中9—10月平均水位在西洞庭湖、南洞庭湖降幅约1 m,在东洞庭湖降幅约2 m。地形变化对中枯水期水位主要起拉低作用,长江和流域四水流量变化在9—10月起拉低作用、在12月至次年3月起抬升作用,其中对东洞庭湖水位的影响相对更为显著。研究结果可为洞庭湖中枯水期水资源管理和湿地保护提供参考。     

水资源需求驱动因素分析

根据我国1980-2000年国民经济实际用水状况,简要分析了水资源需求的驱动因素,建立了水资源需求驱动因素综合分析模型,并根据模型进行了实例计算和分析.结果表明:(1)1980-2000年全国总用水增加了1 220亿m3,其中工业和生活用水增长是国民经济用水增长的直接原因;(2)全国而言,排在前四位的正向驱动因素分别是工业增加值、农田灌溉面积、人口以及林牧渔需(补)水面积.负向驱动因素分别是农田灌溉定额的下降,其次是工业用水定额的下降;(3)对生活用水而言,北方省份人口增长对生活需水增长的贡献较突出,南方省份则是生活用水定额的提高对生活需水增长的贡献较突出;(4)对工业用水而言,工业规模的扩大是驱动工业需水增长的主要因素;北方省份工业用水定额下降对抑制工业需水增长的贡献率明显;(5)农田灌溉面积变化对农田灌溉需水变化影响较大.分析结果为把握我国未来水资源需求变化态势,合理配置水资源提供依据.     

2000-2013年甘肃敦煌市土地利用变化及其驱动因素分析

将2000、2005、2010和2013年的土地利用类型数据与GIS技术结合,获取了甘肃省敦煌市近年来土地利用类型动态变化特征,并结合该地区的2000年以来社会经济和自然环境的资料,分析土地利用类型变化的驱动因素.结果表明：在2000-2013年期间,敦煌市城市化发展迅速,耕地、建设用地和水域面积明显增加,2000-2013年的14建分别增长了10.0%、42.2%和2.5%;草地和未利用土地面积呈减少趋势,分别减少了2.1%和0.1%;林地、沙地变化程度较小. 7种土地利用类型之间相互转换,主要的转移方向为草地、未利用土地向耕地转移,未利用土地向建设用地和水域转变.对影响土地利用变化的而主要驱动因素进行主成分分析,结果显示经济发展、国家政策等人类活动为主要的影响因素,自然因素为辅.     

1100万年以来中国北方风尘堆积与古气候变化的周期及驱动因素分析

中国北方连续堆积的晚新生代风成红粘土-黄土,是气候干湿变化的良好地质记录.对第四纪黄土的研究,揭示了中国北方干湿的周期变化,但是中新世以来的古气候变化规律及其驱动机制还不清楚.通过对具有代表性的红粘土-黄土序列的粒度测试,并根据独立的古地磁地层年代控制,建立了我国北方1100万年以来气候变化的时间序列.在此基础上,应用传统谱分析和小波变换的方法,对1100万年以来的干湿变化进行了分析,讨论了11～7.3 Ma,8.0～5.0 Ma,5.3～2.5 Ma,2.5～1.2 Ma和1.2～O Ma期间我国北方和亚洲中部干湿变化的周期,发现在不同时间段分别存在着～20 ka的岁差周期、～40 ka的黄赤交角周期和～100 ka的地球轨道偏心率周期,获得了地球轨道运动变化引起太阳辐射变化驱动晚新生代亚洲内陆干湿变化的新证据.同时,还发现风尘沉积的粒度时间序列存在非轨道周期,可能是轨道周期谐振和时间标尺不确定性造成的.地球轨道运动变化引起的北半球太阳辆射量的变化,从而引起北半球冰期-间冰期旋回、西风带位置移动和亚洲季风强度的共同变化,可能控制着晚新生代我国北方粉尘沉积过程和古气候变化.加强粉尘堆积记录和古气候模拟研究,可深入认识我国北方晚新生代干湿变化的规律和机制.     

渭河流域径流变化及驱动机制研究

采用渭河干流林家村、咸阳和华县水文站1961年至2012年间的径流资料,基于径流年际变化分析方法、Mann-Kendall检验法和降水—径流双累积曲线法等数理统计方法,分析渭河干流径流年内变化特征、年际变化特征、径流变化趋势及径流变化的驱动因子。结果表明:渭河径流量年内主要集中于6-10月,占年均流量的65%;径流年际变化大,且呈现出下降趋势,减少率分别为60.93%、47.6%和45.72%;受气候和人类活动影响,渭河径流在70年代至80年代间发生突变;90年代后,渭河径流量变化受人类活动影响增强。     

近60年长江中游宜昌站水沙变化与驱动因素分析

根据长江中游宜昌站1952～2015年长时间序列径流泥沙资料,运用Mann-Kendall趋势检验法、小波分析法和均值差异T检验等方法,揭示宜昌站径流泥沙的演变规律及其驱动因素。结果表明:(1)径流量无显著下降趋势,而输沙量下降趋势明显;(2)径流量在2005年发生突变,输沙量在2002年发生突变;(3)通过小波分析发现年径流量和年输沙量存在以20～24a为主周期的变化规律;(4)年径流量可分为1952～1955,1961～1968,1979～2001年3个多水期和1956～1960,1969～1978,2002～2015年3个少水期,输沙量可分为1952～1993,1998～2002年2个多沙期和1994～1997,2003～2015年2个少沙期;(5)年输沙量显著减少主要为水库拦沙、河道采砂和水土保持工程等人类活动所致。     

多种因素导致中国湖泊急剧萎缩

中国著名土壤学家、中国科学院院士赵其国近日指出，种种原因造成中国湖泊面积急剧减少，生态环境恶化，湖泊资源逐渐衰竭，亟待引起高度重视。     

松嫩平原湿地演变及其驱动因素分析

湿地是生态系统的重要组成部分, 在维系区域生态安全中扮演着重要角色. 利用1975、2000和2018年的Landsat遥感影像数据, 获取3期湿地解译数据, 采用动态度分析、差异性分析、转移矩阵等方法对近50年来松嫩平原地区湿地的时空变化特征进行分析, 为研究和保护松嫩平原地区湿地生态系统提供一定的理论依据. 研究表明: 湿地面积由1975年的20 189.81 km2上升至2018年的29 456.79 km2, 整体上呈增加的趋势, 具体表现为1975-2000年天然湿地的大幅度下降和2000-2018年人工湿地的大规模增加. 分析认为: 蓄水工程、河道防洪堤和湿地围垦是天然湿地减少的主要因素; 降水量变化、气温上升、蒸发量增加是天然湿地变化的次要因素; 受经济效益为中心理念驱动, 水田改扩建增加是人工湿地增加的主要因素.