1958—2012年博斯腾湖水位变化驱动力

利用1958—2012年博斯腾湖流域水文、气象与社会经济资料序列,采用灰色关联法分析了博斯腾湖水位变化特征及其影响因素。结果表明:(1)在过去半个多世纪,博斯腾湖水位经历了下降、上升、再下降3个阶段,各阶段内各驱动因素的权重不同;(2)博斯腾湖水位变化主要是入湖流量、降水及气温波动等自然因素和耕地面积、灌溉面积、灌溉引水量及灌溉净耗水量等人为因素共同作用的结果,特别是入湖流量变化是博斯腾湖水位升降的主要影响因素。1958—1987年,开都河处于偏枯年份,博斯腾湖水位呈缓慢下降的趋势,水位从1958年的1 048.00m下降至1987年的1 045.03m,平均水位为1 047.20m,这期间自然因素对水位的影响较大;1988—2002年,开都河处于丰水年,入湖水量较多,博斯腾湖水位呈快速上升趋势,水位从1988年的1 045.21m上升至2002年的1 048.60m,平均水位为1 046.80m,这期间人类活动对水位的影响开始增强,但自然因素对水位的影响仍强于人类活动对水位的影响;2003—2012年,入湖水量减少,博斯腾湖水位又呈急剧下降趋势,水位从2003年的1 048.55m下降至2012年的1 045.68m,这期间人类活动对水位的影响呈显著增加趋势;(3)1958—2012年博斯腾湖水位变化的主要驱动因素总体呈自然因素向人类活动的变化趋势。     

基于主成分分析法的土地利用/覆被变化驱动力研究

分析1990-2007年山东省胶南市土地利用/覆被变化情况,为进一步确定土地利用/覆被变化的驱动因子,选取GDP、农业人口比重和固定资产投资等33个社会经济指标,借助SPSS进行相关分析和主成分分析,将胶南市的土地利用/覆被变化驱动因子概括为人口和经济发展、城镇化水平、产业结构优化、农业生产条件4个主要驱动因子,为政府制定土地利用规划和土地保护政策、优化土地利用结构提供借鉴.     

近50年来人类活动对博斯腾湖水位影响的量化研究

博斯腾湖是新疆最大的湖泊,也是中国最大的内陆淡水湖,其巨大的环境、生态和经济价值一向为人们所关注。近50年来,博斯腾湖水位发生了很大变化,1958~1987年水位持续下降,1988~2002年水位又转为持续上升,目前处于50年来的最高水位。针对其水位变化,利用近50年来的实测数据分析了人类活动对水位变化的影响,定量还原了天然状况下博斯腾湖的水位。研究结果表明,自1958年以来人类活动对博斯腾湖水位变化的影响经历了弱→强→弱的变化过程,其中20世纪70~80年代人类活动对水位变化影响最为显著,90年代以后影响强度有所减弱。     

博斯腾湖与伊塞克湖水位变化特征及预测对比

根据1961—2012年湖泊水位观测资料,采用时间序列线性趋势分析与小波分析法,对比研究了博斯腾湖与伊塞克湖近50多年来水位变化特征,并对湖泊未来水位变化趋势进行预测。结果显示:(1)1961—2012年,博斯腾湖和伊塞克湖年水位总体呈显著的下降趋势。20世纪80年代中期之前,两湖水位变化趋势基本一致,都平稳下降;90年代后,博斯腾湖水位变化波动比伊塞克湖更为频繁,经历了迅速上升和下降的阶段,而伊塞克湖年水位较为稳定。(2)水位小波分析结果表明,博斯腾湖和伊塞克湖年水位变化分别存在18a和22a的主周期,从水位未来变化趋势预测结果来看,博斯腾湖水位将来一段时间继续下降,伊塞克湖水位则继续上升。     

基于主成分分析法的钦州市耕地面积变化及其驱动力分析

以钦州市为例,采用主成分分析方法,从经济、人口、农业和土地4个方面选取了13个因子,分析其在2001~2010年对耕地面积变化的影响,揭示耕地面积变化的作用机制,从而为制定合理的耕地保护政策提供依据。研究结果表明：① 钦州市耕地面积总体呈逐年下降趋势,年平均减少约460 hm²。② 钦州市耕地面积变化的主要因子是经济社会发展、人口增加和农业生产发展,这3者构成了耕地面积变化主要驱动力。③ 可以从减少建设占用、加强土地开发利用、加强农业结构调整的引导和管理等3个方面遏制钦州市耕地面积减少的势头。     

1987年后博斯腾湖水位的还原分析

新疆巴音郭楞蒙古自治州境内的博斯腾湖近年来水位达到了有史记载以来的最高值。通过还原计算得出以下结论文：(1)天然状态下博斯腾湖水位通常在1047．5～1048．5m之间变化,除非特大年径流量(50～100年一遇)水位难以超过1049．00m。(2)博斯腾湖死库容水位为1047．20m。(3)2002年博斯腾湖水位超过1049m完全是人为造成的。(4)现在孔雀河径流量年际变化、年内变化都大于天然状态下。     

博斯腾湖环境变化及其与焉耆盆地绿洲开发关系研究

章从自然和人类活动两方面分析了自1958年以来博斯腾湖环境变化。认为：近40年来，自然因素对湖水位变化的影响要大于人为活动对湖水位变化的贡献，绿洲开发引起的入湖水量减少和大量的高矿化度农田排水排入湖区使得博斯腾湖区迅速演变为微咸湖，控制着博斯腾湖水化学类型的变化和形成。在此基础上，探讨了博斯腾湖环境变化与恶焉煮盆地绿洲开发和绿洲环境变化相互作用的机理，指出尽管近10几年来绿洲环境的发展是可持续的，但整个焉耆盆地环境持续发展关键在于控制绿洲开发利用规模。适宜的绿洲发展规模，可保证绿洲环境和博斯腾湖环境的可持续发展。     

基于参与式调查与主成分分析的金塔绿洲变化驱动力分析

内陆河流域绿洲变化驱动机制是旱区绿洲学研究的核心内容之一。利用1963~2010年的Keyhole存档相片、KATE-200卫星航片、Landsat遥感影像等多源数据,获取了金塔绿洲空间分布及面积变化信息。在此基础上,结合参与式调查和主成分分析方法定量分析绿洲变化的驱动机制。研究表明：近47 a来金塔绿洲总体呈现增长的趋势,绿洲规模不断扩大,至2010年绿洲面积高达539.47 km²。其主要原因是气候变化、人口增加、水资源的开发利用与科技进步、社会经济发展及政策等因子的相互交织作用。气候变化是背景因子,人文因子是绿洲变化的主成分因素,且在不同历史社会背景下,其主导人文因素也不同。     

基于MODIS数据的博斯腾湖流域地表蒸散时空变化

基于2002～2009年期间的MODIS遥感数据和气象观测数据,运用能量平衡法计算博斯腾湖流域的地表蒸散量,蒸散平均绝对误差为12.39 mm,相对误差为14.15%。根据遥感反演结果分析了研究区地表蒸散的时空变化特征及其与降水、气温等气候因子的关系。博斯腾湖流域年地表蒸散表现出西北高东南低的空间分布格局,明显受到土地覆盖类型的影响。蒸散季节变化主要表现为单峰形式,夏季蒸散量占全年总蒸散量的48.10%。降水、气温对于博斯腾湖流域的地表蒸散变化有重要影响,并且在不同季节中两者的贡献度存在很大差异。     

气候变化背景下冰川积雪融水对博斯腾湖水位变化的影响

依据近50年来博斯腾湖流域开都河大山口水文站径流数据和8个气象台站的气温、降水、积雪融水资料,并借助相邻流域天山1号冰川物质平衡资料,对气候变化背景下冰川和积雪融水对开都河径流量及博湖水位的贡献率进行了诊断分析。通过多元线性拟合法和偏相关分析法研究表明,1号冰川物质平衡与大山口水文站年径流量具有显著反相关关系,相关系数-0.28,但开都河年径流量变化并不能完全由冰川融水解释,降水和积雪融水的影响也非常重要,它们与大山口年径流的偏相关系数分别为0.57和0.40,超过99.9%和99%置信度水平。气温、降水、积雪融水拟合年径流与观测年径流的相关系数达0.63,超过99.9%置信度水平。各季节分析表明,春、秋季的降水和气温对径流具有显著影响,偏相关系数分别为0.52和0.37;夏季主要是冰川和积雪融水对径流的影响,其中积雪融水与径流的偏相关系数达0.51。夏季是一年中径流最大的季节,其变化主导着年径流量的变化,因此冰雪融水作为博斯腾湖的入湖水源,对博斯腾湖水位变化的影响不容忽视。     

博斯腾湖滨柽柳(Tamarix ramosissina)生长对湖水位的敏感性

基于博斯腾湖1955—2012年湖水位变化资料,利用树木年轮法分析了博斯腾湖年和月水位变化与湖滨柽柳(Tamarix ramosissina)年轮生长关系,利用敏感度指数得出博斯腾湖滨柽柳年轮生长的敏感水位范围。结果表明:(1)1955—2012年博斯腾湖年平均水位经历了3个明显变化阶段,即1955—1987年下降至最低,1987—2002年上升至最高。受向下游生态输水影响,2002—2012年博斯腾湖水位快速下降。输水对博斯腾湖月平均水位和季节性水位变化有影响。(2)博斯腾湖滨柽柳年轮指数与当年的湖水位变化和前1年的湖水位变化均显著相关(p0.05)。柽柳年轮指数与前1年10月至当年4月各个月份的湖水位表现出显著相关(p0.05)。柽柳年轮指数与前1年冬季湖水位相关显著(p0.05),与当年春季3—4月月平均湖水位相关性显著,与当年夏季和秋季湖水位的相关性不显著。(3)博斯腾湖滨柽柳年轮生长对月湖水位变化响应比较敏感。当湖水位在1045.3m时,柽柳年轮指数灵敏度指数(Sk)存在最低值;当湖水位在1 046.3m时,Sk出现最高值。     

基于统计降尺度模型的博斯腾湖流域未来最高和最低气温变化趋势分析

SDSM统计降尺度模型是解决空间尺度不匹配问题的有效工具,它使气候变化响应研究得以在区域尺度上展开。本文将SDSM模型应用于博斯腾湖流域分析它的适用性,并对流域未来最高和最低气温的变化趋势进行了预测。以日最高气温和最低气温为预报量,选取合适的NCEP大气环流因子为预报因子,建立预报量与预报因子间的回归关系。使用1961-1990、1991-2001年的实测数据和NCEP大气变量分别对SDSM模型进行率定和验证,效果较好。把HadCM3输出的A2、B2情景下的大气环流变量作为模型输入变量,模拟流域未来3个时期(21世纪20、50和90年代)的气温变化。结果显示,流域未来日最高气温和日最低气温都呈现明显上升趋势,升高幅度依次为:日最高气温日平均气温日最低气温,且A2情景下气温增幅略大于B2情景下的增幅;冬季气温增幅最小,夏季增幅最大。分析结果可为博斯腾湖流域开展气候变化的水文响应研究以及气候变化的适应性研究提供科学依据。     

博斯腾湖的水环境保护与可持续利用对策

本文通过实地调查和对1999～2001年的监测资料的分析,从水环境污染物特性、水环境质量变化、排污源分布及排污量计算等方面探讨了博斯腾湖水环境问题及其成因。提出建立博斯腾湖保护区,加大管理检查和执法力度,加强对农田排污水的控制,强化重点排污口和重点城镇生活污水的排污管理,并通过湖滨湿地生态恢复工程、增源节水工程、加速湖水循环工程等措施,保护和改善博斯腾湖水环境     

博斯腾湖向塔里木河输水风险分析方法

为了拯救塔里木河下游生态环境，塔里木河流域管理局根据博斯腾湖从1999年到2003年处于丰水期，湖泊处于高水位的有利时机，从2000年5月到2003年6月实施5次向塔里木河下游生态应急输水，结束塔里木河下游300多km河道近30年的断流历史。现在的问题是“博斯腾湖向塔里木河生态输水能否持续?”，“保证可持续输水的风险有多大?”本文以解决此问题为实例，介绍一般水库调节计算和水库特征水位确定方法；主要探讨水库(湖泊)向下游输水可持续性风险分析问题，提出的方法称为“水库输水可持续性风险计算时历试算法”，简称为“试算法”(T＆E方法)；并将此方法应用于实例中，计算博斯腾湖向塔里木河下游输水的可持续风险。     

近50 a博斯腾湖逐年水量收支估算与水平衡分析

据博斯腾湖流域1958-2010年期间主要河流开都河、黄水沟、清水河、孔雀河的逐年流量资料,结合焉耆盆地降水、蒸发要素的同期观测资料,对大湖区的逐年水量收支进行计算,并依据水量平衡原理对博湖大湖区残差水量进行了逐年分析。结果表明：（1）1958-2010年期间年均入湖水量14.34×10⁸ m³/a,其中入湖河水约占95%;年均输出水量13.96×10⁸ m³/a,其中大湖区输入孔雀河水量约占43%,湖面蒸发耗水量占57%;湖区年均蓄水量71.57±3.92×10⁸ m³10⁸ m³/a,湖水年均水位为1 047.01±0.94 m;（2）极端水文年度水量平衡分析指出：1986年为最枯年份,入湖河水是多年平均值的62%,而出湖河水量是多年平均值的153%,导致年内湖区水位下降0.94 m;2002年最丰年份入湖河水是多年平均值的2.6倍,致使年内水位上升0.80 m;（3）残差水量逐年“正负”变化指出,湖水与地下水之间存在互补关系,过去53 a间湖水补给地下水的年均水量为0.87×10⁸ m³/a。     

博斯腾湖向塔里木河生态输水效果及风险

为了挽救濒临毁灭的塔里木河下游生态环境,中国政府2000~2003年实施5次向塔里木河下游生态应急输水,结束塔里木河下游300 km河道近30年的断流历史。文章基于大量数据资料,简单介绍塔里木河断流过程;再分析近期博斯腾湖向塔里木河下游输水效果;最后从博斯腾湖来水水文特性分析、博斯腾湖调节计算和输水风险分析等方面,阐述博斯腾湖向塔里木河下游输水的风险及控制措施。