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。     

锡林郭勒草原大型湖泊演替变化对比研究

为探究相似地理特征下湖泊变迁的差异,选择锡林郭勒草原达里诺尔湖及查干淖尔湖作为研究对象。以LandSat TM/ETM+遥感影像和20世纪70年代1∶10万地形图为数据源,统计1986—2016年两湖泊面积变化数据,并结合湖区附近气象站点的年均气温、年降水量数据,分析其近30年的变化特征。结果表明,达里诺尔湖从1986—2016年湖泊面积明显呈线性下降趋势,湖泊面积从228.3km~2减少到179.3km~2,共减少49km~2;查干淖尔湖从1986—2016年湖泊面积大致呈线性下降趋势,湖泊面积从103.8km~2减少到29.2km~2,共减少74.6km~2。分析湖泊面积变化与湖区附近气象站点的气象数据关系表明,气温升高和降水量减少与湖泊面积萎缩具有一定的相关性和一致性。对比研究在相似地理特征下的两湖出现了差别明显的演替变化,说明人为干预在一定时间内会对局部区域的湖泊变迁起主导作用。     

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。     

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。     

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%。     

1975-2008 年西藏色林错湖面变化对气候变化的响应

根据1975 年地形图、80 年代至2008 年的TM、CBERS 卫星遥感资料和近34 年(1975-2008 年) 的气温、降水量、蒸发量、最大冻土深度等气候资料分析得出,西藏那曲地区西部的色林错及其周围的错鄂、雅根错的面积在近30 年来呈较显著的扩大趋势,到2008 年面积分别为2196.23 km2、279.24 km²、103.07 km²,与1975 年分别增长了574.46 km²、11.59 km2和68.13 km²,增长速度分别为35.4%、4.3%和195%。色林错从1999-2008 年湖面扩大速度为20%,平均上涨了420 km²/10a,已超过纳木错面积,成为西藏第一大咸水湖。冰雪融水量的增加是湖泊上涨的根本原因,其次与降水量的增加和蒸发量的减少、冻土退化等暖湿化的气候变化存在很大关系。     

1972～2011年期间艾比湖面积变化研究

以8期Landset TM/ETM+遥感影像为数据源,利用归一化水指数,用地理信息系统相关软件,提取新疆艾比湖水域面积;利用湖泊面积动态模型和质心偏移模型,研究艾比湖的动态变化。结果表明,8个时期艾比湖面积在不断萎缩,湖泊总面积从1972年的583.14 km2减少到2011年的468.11 km2,缩小了19.73%;湖泊质心向东南方向偏移了1.23 km,表明艾比湖在退化。     

近40 年可可西里地区湖泊时空变化特征

以可可西里地区1970s 地形图和1990s、2000-2011 年Landsat TM/ETM+遥感影像为基础,通过数字化和影像解译获取研究区83 个面积大于10 km²湖泊变化数据,并对湖泊变化成因进行了分析。研究结果表明:1) 1970s 初期至2011 年,可可西里地区湖泊经历了“先萎缩后扩张”的变化过程,其中1970s-1990s 期间湖泊面积普遍减小,1990s-2000 年湖泊出现扩张,并在2000 年恢复到1970s 湖泊规模,2000 年之后湖泊面积急剧增大。2) 2000-2011 年间,可可西里地区不同规模等级湖泊整体呈扩张趋势,但表现出一定的区域差异性。面积呈增加趋势的湖泊数量最多,亦分布最广,一些湖泊由于扩张迅速出现湖泊合并或湖水外泄情况;面积呈减少趋势或波动起伏的湖泊数量较少,零散分布在研究区中部和南部,湖泊动态变化与其自身补给条件或与下游湖泊(河道) 存在水力联系有关。3) 在研究时段内,降水增多、蒸发减少是可可西里地区湖泊扩大的主要原因,而气候变暖引起的冰川融水增加、冻土水分释放是次要原因。     

科尔沁沙地风沙与湖泊景观演变及影响因素分析

以科尔沁沙地为研究区,基于1975~2015年中等分辨率卫星影像,采用景观格局指数计算及数理统计分析方法,研究该区近40 a来沙地与湖泊景观格局的变化过程,并对其影响因素进行分析。结果表明,近40 a科尔沁沙地风沙地貌覆盖面积呈减少趋势,年均变化率-0.31%,而灌草丛沙丘地、抛物线形沙丘等固定半固定型沙丘面积增加,沙地逆转化趋势明显。沙地景观蔓延度整体下降了2.13,优势度增加了16.55,说明科尔沁沙地斑块连通性与多样性降低。湖泊群面积净减61.24 km²,斑块数减少了66个,湖泊群质心朝ESE方向迁移了35.76 km,湖泊景观分离度呈下降趋势,而集群性有所增加、景观演变趋于稳定。气候因素和人类活动因素是科尔沁沙地演化的驱动因素,尤其社会经济和政策因素可短时间内促进沙地景观的演变过程。     

清末以来洞庭湖区通江湖泊的时空演变

本文利用清光绪22年以来17个时段的多种历史地图和航天航空遥感数据,采用遥感解译、数据统计分析与历史对比方法,分析清末以来洞庭湖区通江湖泊面积的时序变化,探究空间演变特征。结合水利部门发布的典型年份监测数据,检验了遥感获取的湖泊面积精度,误差仅为0.62%。结果显示：洞庭湖通江湖泊面积从1896年的5216.37 km²减少到2019年的2702.74 km²,萎缩率为48.19%。1949年前的53年为明显萎缩期,年均萎缩15.66 km²;20世纪50年代为陡崖式萎缩期,年均萎缩139.05 km²;20世纪60—70年代为快速萎缩期,年均萎缩21.66 km²;1980年以来为基本稳定期,年均萎缩0.13 km²,面积仅减少了5.10 km²。就具体湖泊而言,东洞庭湖是各通江湖泊中面积萎缩最大的湖泊,减幅为922.60 km²;其次是目平湖,减幅为588.05 km²;再次是南洞庭湖,减幅为448.37 km²;七里湖的面积变化很小,但经历了先扩张后萎缩的过程。1998—2002年实施“退田还湖”工程,洞庭湖面积增加了10.50 km²。总体而言,清末以来洞庭湖区通江湖泊的演变主要表现为大通湖的封闭析出、整修南洞庭湖的湖垸置换与南迁、围垦西洞庭湖的局部残存、东洞庭湖的三面合围以及1998年特大洪灾后有限的“退田还湖”。本文为长江流域生态修复和环境保护战略提供了客观资料和技术支撑。     

基于RS和GIS的库木库勒盆地盐湖面积变化及气候响应

以Landsat卫星1972~2013年间5个时期的遥感影像数据为基础,结合野外实际调查和室内解译分析,运用RS和GIS技术,提取影像中盐湖湖水边界信息,并绘制了5个时期盐湖面积变化的图谱。结合库木库勒盆地气象数据(年降水量、平均气温、相对湿度、平均风速)对盐湖面积变化进行响应分析,探究盐湖变化与气候之间的相关性,并讨论气候变化对库木库勒盆地内盐湖面积变化的影响机制,探讨不同气象因子对盆地内盐湖面积变化的作用。平均气温、降水量、相对湿度对盆地内盐湖的面积扩大均有促进作用,且平均气温的作用占主导性,这为库木库勒盆地盐湖的演化研究以及盐湖资源开发提供了相应参考和借鉴材料。     

卫星遥感检测高原湖泊水面变化及与气候变化分析

对西藏西部的玛旁雍错、中部的纳木错和南部的普莫雍错三大湖泊地区,采用中巴资源卫星自1999年至2007年长时间序列的影像数据,通过最佳波段组合和时相的选取,高精度几何配准和镶嵌以及进行边缘信息提取等处理,绘制湖面变化解译图。并用一景同期ETM 图像作为辅助数据计算湖区地物光谱反射率曲线以辅助分类。为避免个别年份湖面变化出现偶然性,采用几个相邻年份湖面求取平均值的方法统计近年湖面面积。其结果与1984年中国科学院青藏高原综合科学考察队的数字对比表明,西藏南部的普莫雍错和中部的纳木错湖面有明显扩张,分别扩张了大约4.01%和4.55%;而西部的玛旁雍错近年间变化不大,甚至略有萎缩趋势,相比1984年也仅增长了1.31%。为研究西部地区和中东部地区出现不同变化的主要原因,通过对水位数据和气象特征因子的相关性分析,及对三地区近34年的气象资料,包括年均温度、年均降雨量、年均蒸发量等进行距平均值曲线拟合,发现中东部年均温和降雨量均呈显著增加趋势,而西部降雨量则呈微弱减少趋势。这说明近期湖面的扩张与气象资料分析的变化情况具有很好的一致性,反映遥感方法在湖泊水域变化检测方面具有较高的可用性。     

基于流量监测的西藏东南部然乌湖水量平衡季节变化及其补给过程分析

青藏高原分布着亚洲大陆最大的湖泊群,其湖泊变化对气候变化响应敏感。基于遥感数据的湖泊面积变化不足以反映外流湖对气候变化的响应,需借助湖泊水量平衡过程分析来进一步研究各补给要素的变化。本文利用2015年4月-11月然乌湖水文气象监测数据,通过建立流量—水位关系,依据连续的水位数据重建了观测期内然乌湖主要径流的水文过程线,并结合SRM模型分析了然乌湖的水量平衡过程及季节变化。结果表明,观测期内然乌湖入湖水量约为18.49×10⁸ m³,其中冰川融水约为10.06×10⁸ m³,冰川融水占然乌湖补给的54%以上,湖面降水、湖面蒸发对湖泊水量平衡过程影响微弱。流域降水对湖泊的补给具有明显的季节特征。春季受西风南支扰动影响,然乌湖地区降水量大,降水是春季然乌湖的主要补给源。夏季和早秋由于气温升高,冰川消融量大,冰川融水是湖泊补给的主控因素。在未来气候变暖的条件下,冰川融水将会在湖泊补给中占据更大比例,并可能使得流域内的冰湖水量增加,产生潜在灾害风险。     

1986—2017年呼伦湖湖冰物候特征变化

湖冰冰情物候特征是气候变化的敏感指示器之一。论文以呼伦湖为研究对象,基于MODIS、Landsat、GF-1、HJ-1等多源遥感影像及气象数据,利用RS和GIS技术综合分析了1986—2017年呼伦湖冰情物候特征及其对区域气候的响应。结果表明：① 呼伦湖年均开始冻结时间在10月下旬至11月上旬,从结冰开始到完全封冻的时间平均只有6.4 d;开始融冰时间在次年的4月上旬,消融期平均为32 d左右,到5月初或5月上旬湖冰完全融化。② 1986—2017年,在整个研究期呼伦湖完全封冻期呈现显著缩短趋势,平均缩短18.5 d;完全结冰时间有一定延迟现象,平均延后8.4 d;冰全部融化时间呈现提前趋势,平均提前了11.2 d。③ 湖冰冻结消融空间特征表现不同,冻结时先从湖岸形态较复杂地区结冰,然后由东岸向西岸迅速封冻,消融时先从湖泊西北岸开始,逐渐向东岸融化。④ 在影响因素方面,呼伦湖冰情特征主要受到区域气温、风速、风向等因素的影响。     

Effect of climatic change on surface environments in the typical region of Horqin Sandy Land

The town of Agura,a typical region in Horqin Sandy Land,was selected as the study area in this paper.Using 12 remote sensing images and climatic data from the past 20 years,the effects of climate change on surface environments were analyzed.The impact indices of climatic factors,along with their corresponding ranks,were used to characterize the responses of different types of surface environments to climate change.Results show that in the past 20 years,the surface environments of the study area have been deteriorating.Furthermore,there is a positive relationship between the changes in surface environments and those in climatic factors.Various climatic factors influence surface environments in different ways and at different levels.The most sensitive factor is relative humidity,followed by precipitation and evaporation.Overall,moisture is the key factor that affects the changes in surface environments of arid and semi-arid areas.     

红碱淖面积时空演变规律及保护措施成效

红碱淖是中国面积最大的沙漠淡水湖,也是全世界最大的遗鸥繁殖和栖息地,2012年被列为全国重点保护湖泊,保护工作对于当地的生态环境和重点保护鸟类繁衍都具有十分重要的意义。在遥感和观测数据的基础上,构建了1986-2018年高精度的长时间序列湖泊面积连续监测数据集,并在此基础上研究其时空演变规律以及与自然因素和人类活动的耦合关系,同时实现了针对2012年以来实施的保护措施的成效监测。结果表明:(1)1986-2018年红碱淖面积经历了波动期-萎缩期-增长期,总体呈现萎缩趋势。(2)红碱淖的萎缩原因以人为为主\,自然为辅。其中人为因素主要由上游河流建设水库、工业发展用水和植被生长所需用水增加组成。(3)从水量平衡的角度分析,湖泊萎缩期自然因素贡献率为18.26%,人为因素贡献率为81.74%。湖泊面积增长期气候因素贡献16.76%,人为因素贡献83.24%。(4)2012年以来实施的保护措施,已经初步取得成效。主要体现在通过人工增雨和上游水库地面生态补水促使红碱淖面积在2016年出现了2006年以来的首次正增长。建议人工增雨和地面生态补水常态化,来有效抑制红碱淖面积的萎缩,使湿地生态得到长期持续性恢复。     

可可西里盐湖湖水外溢可能性初探

2011年9月可可西里地区卓乃湖溃决后,关于盐湖湖水能否外溢进入楚玛尔河继而成为长江的最北源是公众及学界普遍关注的话题。本研究基于2010-2015年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像、SRTM 1弧秒数据、Google Earth高程数据和五道梁气象台站观测数据,首次对盐湖变化、湖水外溢条件及其可能性进行分析。结果表明：卓乃湖溃决后,盐湖在2011年10月至2013年4月期间面积急剧增加,之后湖泊进入稳定扩张期,2015年10月27日盐湖面积为151.38 km²,是2010年3月3日湖泊面积的3.35倍。盐湖发生湖水外溢的条件是湖泊面积达到218.90~220.63 km²。由于SRTM和Google Earth高程数据间的差异,盐湖湖水外溢时的水位将比当前高12 m或9.6 m,相应湖泊库容增加23.71 km³或17.27 km³,届时湖水将由湖泊东侧流入清水河流域。尽管盐湖在未来10年内不可能发生湖水外溢,但是随着盐湖集水区的扩大及预估的区域未来降水量的增加,在更长时间尺度内盐湖发生湖水外溢并成为长江支流的可能性依然存在。     

1989-2014年毛乌素沙地湖泊面积

湖泊面积可反映区域气候变化和人类活动等信息。选取1989、1994、1999、2004、2009、2014年Landsat遥感影像数据,采用人工目视解译、ArcGIS空间分析等方法分析毛乌素沙地湖泊面积变化特征,并结合毛乌素周边气象站点气象数据、所在县区统计年鉴数据对湖泊面积变化的影响因素进行分析。结果表明：（1）毛乌素沙地湖泊近30年总体上处于萎缩状态,具体表现为1994年前湖泊面积增加,后持续减小,不同面积等级湖泊变化情况不同;从空间上看,30年间湖泊面积减小明显的湖泊主要在东北部地区,面积增大明显的湖泊主要在西南部地区,中部地区湖泊面积相对稳定;（2）气候变化和人类活动是近30年影响毛乌素沙地湖泊面积的主要因素。2000年前,湖泊面积主要受气温、降水的影响。特别是1989-1994年,湖泊面积变化量在空间上呈现显著的正相关关系;（3）2000年后,随着区域内人类活动的加剧,湖泊面积主要受人类活动的影响,在人类活动的干扰下,湖泊面积变化量在空间上未表现出显著的正相关关系。