1976-2017年柴达木盆地湖泊面积变化及其成因分析

高原湖泊是反映气候变化敏感的指示器。利用1976-2017年的多源资料对柴达木盆地湖泊面积动态进行了监测。结果表明：近50多年来,柴达木盆地气候呈现气温升高,降水普遍增加的增暖增湿趋势,21世纪以来这一趋势更为明显,但存在地区差异,年平均气温升温速率自东向西趋于增加,降水增加速率自东向西趋于减小;柴达木盆地外围东部的托素湖面积1956-2017年总体呈弱的减小趋势,减速为0.41 km²·a^-1。但2005-2017年期间湖面以1.34 km²·a^-1的增速呈明显扩张趋势,中部的小柴旦湖面积与过去13年同期平均相比,扩大了19.87 km²,而西部的尕斯库勒湖呈先增加后减小的趋势。柴达木盆地气候变化、植被面积、入湖径流等因子是导致湖泊面积变化的主要原因。     

希夏邦马峰东坡冰川与冰川湖泊变化遥感监测

1977-2003年的遥感影像显示,希夏邦马峰东坡的冰川在迅速退缩,而其相应的冰川湖泊在迅速增大.南部的吉葱普冰川每年的退缩速度57099 m²,冰舌退缩48 m·a^-1,相应的卢姆池米冰湖面积增加速度大约为79048 m²·a^-1;北面的热强冰川退缩速度在63224 m²·a^-1,冰舌退缩71 m·a^-1,相应的扛西错冰湖面积增加约73 425 m²·a^-1.从这两个冰湖的类型和变化分析,认为其具有发生冰川湖泊溃决洪水的潜在危险.     

湖北省湖泊现状与变化遥感研究

湖北省是长江流域重要的湖泊分布区,由于河(江)湖关系自然演变和人类活动的双重影响,湖泊数量和湖泊面积变化都较大.本文利用时相为1975、2000、2007、2017年的卫星遥感影像作为基本信息源,借助GIS技术,调查研究了湖北省湖泊现状及变化情况.结果表明,2017年,湖北省域大、小天然湖泊共计808个(其中大于100 km2的湖泊有4个),湖泊总面积(平水位)2776.96 km2,湖泊面积总量大,数量多,但空间分布极度不匀;1975-2017年的40余年间,湖泊总面积共减少了129.88 km2,年平均减少量为3.09 km2;湖泊变化阶段性特征突出,前30余年湖泊面积消减,数量减少,后10年面积增加,数量增加,反映出近10年来湖泊湿地生态环境总体趋于良性演化.     

湖泊水色遥感参数获取与算法分析

湖泊物质组成的复杂性使得湖泊水色遥感难于对海洋Ⅰ类水体的水色遥感,解决难点的关键是湖泊固有光学特性的高精度测量,建立表观光学特性与固有光学特性的关系即生物光学模型是较为适合湖泊水色遥感的技术方法,其中涉及到大气、水体以及水气界面处的辐射传输定律,而去除大气影响是提高湖泊水色反演精度的关键技术之一,分析了获取离水辐亮度所涉及的内容和算法,概括了目前适用于湖泊水色遥感反演的大气校正方法,详细分析了固有光学量的计算方法以及实现湖泊水色遥感的正演和反演的步骤和方法;最后提出了实现我国湖泊水色遥感需要重点研究的问题。     

柴达木盆地土壤湿度的遥感反演及对蒸散发的影响

土壤水分是地下水-土壤水-大气水循环系统的核心与纽带,蒸散是该系统的重要驱动力。从区域尺度上研究土壤含水量的分布特征及土壤含水量对蒸散的影响对干旱区的生态环境保护具有重要意义。基于MODIS数据和GLDAS数据,应用表观热惯量法对GLDAS地表0~10 cm土壤湿度数据降尺度处理,估算柴达木盆地平原区2014年间6—9月的月均土壤湿度,并结合归一化植被指数(NDVI)和实测土壤湿度数据对反演结果进行验证;利用地表能量平衡系统(SEBS)模型对平原区9个子流域的日均蒸散量进行计算,分析了土壤湿度与日均蒸散量之间的关系。结果表明：反演得到的表观热惯量(ATI)与GLDAS地表0~10 cm土壤含水量数据相关性较好,决定系数R2整体在07以上;利用ATI对GLDAS数据降尺度处理,得到的土壤含水量与NDVI和实测土壤湿度的决定系数R2分别为0954和0791,因此使用ATI法对GLDAS土壤含水量数据降尺度反演柴达木盆地平原区土壤湿度是可靠的。平原区日蒸散量与土壤湿度呈明显的正相关关系,决定系数R2整体在096以上,在影响蒸散的各考虑因素中,土壤湿度对蒸散的影响远大于其他因素。     

1970-2009年纳木错湖泊面积扩张的遥感卫星观测证据及原因之商榷

基于不同时期的遥感影像、航测地形图和DEM, 运用GIS和RS技术对纳木错1970-2009年间湖泊面积变化进行了分析, 利用周边气象台站资料, 通过对纳木错湖面蒸发及降水、冰川融水、非冰川区径流补给的趋势性分析, 从流域水量平衡角度商榷了纳木错湖面扩张的原因. 结果表明: 近40 a来纳木错湖泊面积不断扩张, 尤其是近10 a来最为剧烈, 2001-2009年间湖面扩张超过50 km². 流域降水变化是纳木错湖泊面积扩张的直接原因, 另外伴随蒸发力下降, 湖面蒸发减少也是湖泊面积扩张的原因之一.     

基于中等分辨率遥感数据的柴达木盆地实际蒸散量的计算

在干旱的内陆盆地的水均衡中,蒸散发是主要的排泄方式,准确估算蒸散量是评价可利用水资源量的关键。从区域尺度上研究实际蒸散量对生态环境的保护具有重要的意义。基于表面能量平衡的原理,选取了DEM数据,MODIS数据以及GLDAS数据,以500 m的空间分辨率对柴达木盆地2001-2011年的蒸散量进行了估算,并研究了区域蒸散量的时空分布及其与气象站实测水面蒸发量的关系。结果表明：柴达木盆地的年实际蒸散量有逐年增大的趋势,从2001年的72.73 mm增加为2011年的182.34 mm,2001-2011年最大日均蒸散量介于2.62~3.20 mm。柴达木盆地的蒸发系数为0.14。分析NDVI和与其对应的ET的关系可知NDVI=0.055是柴达木盆地裸土和植被的分界点。虽然仅占据了研究区1.92%的区域,但水体的日均蒸散量最大,为2.31 mm/d。盆地裸土、稀疏灌木、中等覆盖灌木、草场以及农田2010年6-9月的日蒸散量平均值分别为0.24、0.42、1.21、1.12、1.18 mm/d。     

基于MODIS影像的鄱阳湖湖面积与水位关系研究

利用统计分析的方法,根据2001年获取的13景鄱阳湖区无云MODIS影像中的9景提取的水体面积,并结合同步观测的水文数据分别采用线性、对数和指数3种模型模拟湖面积-水位之间关系。结果显示对数模型相关性最好（R2=0.918）,其次为线性和指数模型。利用另外4景MODIS影像对模型进行检验表明,该模型精度较高,模拟的最大误差为3.36%。本研究显示,可根据鄱阳湖水位观测值,利用该模型预测鄱阳湖洪涝期洪水淹没面积,以弥补云天状况下光学遥感难以监测到洪水淹没范围的不足。本研究为利用遥感影像实时监控鄱阳湖水情空间动态变化提供了可行的方法,对湖泊、水库的泛洪监测、调洪功能分析具有重要意义。     

青海沱沱河地区湖泊变化的遥感分析研究

利用近20年来的遥感数据研究揭示了青海沱沱河地区湖泊的变化特点。研究表明,研究区在近15年来总体表现为湖泊数量在不断增加,面积在不断扩大。造成湖泊不断扩大的驱动因素是全球气候暖化和区域性气候变化。     

柴达木盆地湖泊孢粉记录的生态与气候解释:不同海拔地区的湿度变化差异

文章综述了青藏高原东北部柴达木盆地3个湖泊(克鲁克湖、托素湖和尕海)不同时间尺度(过去50年、1000年和10000年)、不同分辨率(年际、十年际和百年际)以孢粉为主的多指标记录,以期更系统地了解该区全新世不同时间尺度的植被与气候历史,理解不同海拔地区湿度变化可能存在的差异与机制。孢粉现代过程研究结果表明蒿藜比对湿度变化很敏感,可以作为研究区气候重建的一个敏感指标。该区湖泊不同时间尺度孢粉数据的植物生态指示意义可能不同,即过去50年,晚全新世和整个全新世湖泊孢粉记录表明蒿藜比值分别指示孢粉产量、植被组成或植被类型的变化信息,但它们都反映出年、十年到千年尺度的相对湿度的变化。孢粉的蒿藜比和其他指标揭示出在不同时间尺度上的气候变化与邻近高海拔地区记录(青海湖、敦德冰芯和德令哈树轮)的湿度变化模式不一致。这一差别在季风强盛期尤其明显,如过去50年记录的1970s,过去1000年记录的过去300年,过去10000年记录的早、晚全新世的湿度变化。区域地形导致的上升下沉气流机制可能是形成这种湿度差异的原因。     

柴达木盆地西部第四纪气候变化和流域风化

长期以来关于构造隆升、气候变化和大陆化学风化的相互关系存在诸多争议。在气候和构造相互作用典型区域建立高精度大陆化学风化序列是解决上述科学问题的有效途径之一。位于青藏高原东北缘长期封闭的柴达木盆地,其独特的位置和连续的沉积使其成为研究构造隆升、气候变化和大陆化学风化的理想场所。本文以柴达木盆地西部千米深钻SG-1钻孔高质量的连续细粒湖相岩芯为研究对象,使用盐类矿物的硫酸根和钾离子含量、碳酸盐锰含量和硅酸盐化学蚀变指数（CIA）和Nd同位素分析,重建该区第四纪以来湖泊流域气候变化过程和硅酸盐化学风化及可能的物源变化。结果表明柴达木盆地西部第四纪以来流域物源相对稳定,流域整体呈现出气候干旱化、流域硅酸盐风化强度减弱、湖水盐度增加和湖面降低的长期一致性演化过程;上述演化进程在2.2 Ma到2.0 Ma期间短暂加强,在约1.2 Ma和约0.6~0.5 Ma出现逐步加强趋势。过去60万年,柴达木盆地西部在冰期存在的相对高湖面时期与黄土高原粒度指标反映的冬季风减弱阶段可以很好对比。北大西洋海表温度反映的高纬过程是长时间尺度（>105年）驱动柴达木盆地西部气候变化和流域硅酸盐风化强度变化的主要因素;西伯利亚高压系统和西风系统的"跷跷板关系"可能是冰期-间冰期或者更短尺度影响柴达木盆地西部气候变化的主要因素。     

青海柴达木盆地巴音河上游径流量对气候变化和人类活动的响应

基于1959-2013年径流量及气象数据,运用Mann-Kendall趋势检验、R/S分析、累积量斜率变化率等方法,分析了青海柴达木盆地巴音河上游径流的年际变化、年内分配、变化趋势及其周期性,定量评估了降水变化和人类活动对径流量变化的贡献率。结果表明：巴音河上游径流量以0.2×10⁸ m³·（10a）^-1倾向率呈显著上升趋势,Hurst指数为0.78,存在20 a左右的丰平枯变化周期,21世纪流域进入丰水期;径流量变化以21～22 a的年代际变化周期最为显著,同时存在10～11 a的年际变化主周期;径流量年内分配不均匀,集中于夏秋两季,径流量呈现先增后减的单波峰分布特点,进入21世纪,年内最大月径流量呈现向后推迟的趋势,年内分配趋于集中;径流突变发生在2001年,降水对巴音河上游径流量增加的贡献率为83.06%,人类活动的贡献率为16.94%。因此,气候是影响巴音河上游河流径流变化的主要因素,人类活动的影响次之。研究结果对巴音河流域未来水资源开发利用和生态环境保护有一定的指导和借鉴意义。     

Investigation of lake drying attributed to climate change

In recent decades, climate change has been of great concern due to its effect on water level and its impact on aquatic ecosystems. Urmia Lake, the largest inland wetland in Iran, has been shrinking. There is a great concern whether it will dry up like the Aral Sea. Therefore, a hydrodynamic model has been developed to simulate the condition of Urmia Lake. The model has been validated using the known annual data on precipitation, evaporation, run off, river discharges and water level which are available for the last 35?years. Different hydrological conditions regarding lake input and output data were tested and water depth was calculated using bathymetry to predict water-level fluctuations in the future. The results predict that the water level will decrease continuously. The lake will be dried up in about 10?years if very dry conditions continue in the region. The drought speed cannot be reduced and there is no potential to develop a water-usage program. Besides, the lake water depth decrease is more slightly, applying alternate wet and dry-period conditions. In some hydrological conditions there is a good potential to consider water development projects. The sensitivity analysis of different parameters indicates that the lake is highly sensitive to river discharges, which implies that the water development project plans will disturb the lake ecosystem if implemented up to 2021 and integrated watershed management plan for the lake can change the condition by regulating the dam output.     

应用多光谱遥感信息反演干旱区浅水湖泊水深

选取位于中国北方干旱区的湖泊乌梁素海为研究区,基于2002-2004年的LandsatTM数据以及同期实测水深数据,根据水深遥感原理,通过1次,2次,3次实测水深数据与遥感影像反射率及其组合之间的相关关系,选取五变量,三变量,二变量及一变量的非对数及对数模型进行湖泊水深估值,继而通过误差分析及模型对比,最终确定出3次实测数据五变量非对数模型作为乌梁素海的最优估值模型。该模型利用多光谱组合确定水深的估值模式,克服了单光谱信息难以综合反映沉水植物、芦苇、水色及底质空间变化的困难,符合干旱区浅水湖泊的特性,结果可为干旱区其它浅水湖泊水深反演提供新的思路和参考。     

湖泊水质遥感研究进展

详述了湖泊遥感水质最新发展动态,如遥感水质模型的数学方法、与水质指标最敏感的波段以及TM、SPOT、MODIS、MERIS、AVHRR、CASI等传感器的适用情况,并分析了可能导致湖泊水质遥感模型误差的原因和解决办法。湖泊各项水质组分与光谱之间相互影响可认为是一种非常复杂的非线性关系,最适合用神经网络这样的黑箱模型来模拟。应当研究和选取敏感波段,用高光谱逐段分析与各种水质指标相关最密切的波段。湖泊水质遥感最终走向实用化必将其与水生态问题结合起来,作为一种监测手段,在水中藻类的时空分布、流域营养物质输送模型和湖泊水域水质模型等问题中得到广泛应用。我国学者使用超光谱数据源获得更为精确的监测成果还比较少,由于我国卫星可以用来进行水质遥感的波段比较宽,应当在新一代的资源环境卫星上加入更适合水质遥感的波段。     

罗平地区断裂构造的遥感研究

罗平地区地质构造背景复杂,对该区构造格架的研究有利于揭示弥勒—师宗断裂北缘的构造演化。本文利用遥感技术可以宏观上对断裂特征进行全面解译和识别的特点,结合野外调查,分析提取断裂的影像特征,在对断裂构造进行密度分析的基础上,详细分析了断裂在地质地貌上的特征。研究发现,罗平地区北东向断裂带是师宗—弥勒断裂北沿部分,对罗平地区三叠系以来的地层沉积和构造演化有着直接的控制作用,形成了断裂两侧不同的地貌特征。     

WorldView- 3遥感数据在巴音戈壁盆地本巴图地区铀矿勘查中的应用

笔者等基于WorldView- 3（16波段）遥感数据,利用主成分分析方法提取了铁染、Al—OH、Mg—OH和碳酸盐异常信息。进一步查明巴音戈壁盆地本巴图地区蚀变类型及分布,为该地区铀矿勘查提供线索。经查证,提取的蚀变信息类型和位置较为准确,结合地质、地球化学等方法,可以很好地应用于盆山结合部位,甚至盆地内部,为寻找砂岩型铀矿发挥重要作用。综合地面能谱测量、地面光谱测量、岩石薄片观察和化学分析测试结果,认为研究区与铀矿化关系最为密切的蚀变为铁染和碳酸盐化,主要分布在北部巴音戈壁组下段、南部图克木隆起花岗质岩体和新尼乌苏凹陷东北边缘的巴音戈壁组上段。根据铁染和碳酸盐化信息在找矿目的层巴音戈壁组上段中的分布,结合该套地层地质特征,认为研究区NE向向斜西北翼,虽然相关蚀变信息发育,但地层褶皱变形且破坏严重而不利于砂岩型铀矿形成。NE向向斜转折端和东南翼蚀变相对偏弱,但地层稳定,且发育NW向断裂,有利于地下水和后期热液运移,是下一步铀矿勘查的有利地段。     

WorldView- 3遥感数据在巴音戈壁盆地本巴图地区铀矿勘查中的应用

笔者等基于WorldView- 3（16波段）遥感数据,利用主成分分析方法提取了铁染、Al—OH、Mg—OH和碳酸盐异常信息。进一步查明巴音戈壁盆地本巴图地区蚀变类型及分布,为该地区铀矿勘查提供线索。经查证,提取的蚀变信息类型和位置较为准确,结合地质、地球化学等方法,可以很好地应用于盆山结合部位,甚至盆地内部,为寻找砂岩型铀矿发挥重要作用。综合地面能谱测量、地面光谱测量、岩石薄片观察和化学分析测试结果,认为研究区与铀矿化关系最为密切的蚀变为铁染和碳酸盐化,主要分布在北部巴音戈壁组下段、南部图克木隆起花岗质岩体和新尼乌苏凹陷东北边缘的巴音戈壁组上段。根据铁染和碳酸盐化信息在找矿目的层巴音戈壁组上段中的分布,结合该套地层地质特征,认为研究区NE向向斜西北翼,虽然相关蚀变信息发育,但地层褶皱变形且破坏严重而不利于砂岩型铀矿形成。NE向向斜转折端和东南翼蚀变相对偏弱,但地层稳定,且发育NW向断裂,有利于地下水和后期热液运移,是下一步铀矿勘查的有利地段。     

基于遥感和GIS的吉林市区景观演变分析

基于遥感和GIS分析了吉林市区景观变化和城市扩展的空间形态。景观格局变化分析表明,城镇建设用地、农村居住地、交通用地、旱地和水田明显增加,林地、草地和未利用地大量减少。建设用地的增加占用了大量旱地、水田和林地,而旱地增加占用了大量的林地。研究区景观分布离散化增强,景观异质程度下降,形状更加规则,景观的抗干扰能力与整个生态系统稳定降低。回归分析结果表明,城市用地扩展主要发生在距离松花江较近的带状区域内,城市总体形态为带状城市。