洞庭湖面积容积与水位关系及调蓄能力评估

洞庭湖水位,直接影响到湖泊面积、容积等的变化,加剧水患危机,并由此引发严重的洪涝灾害。本文通过大量遥感成果的分析总结,建立了洞庭湖湖泊面积、容积与水位关系及蓄洪调节评估数学模型。     

中国湖泊分布与变化：全国尺度遥感监测研究进展与新编目

湖泊提供重要的生产生活用水,在维系生态安全方面发挥显著的价值。中国地理环境复杂多样,湖泊类型各异,不同湖区间的湖泊时空变化特征及驱动机制复杂。两次全国湖泊调查是国家尺度的湖泊变化监测的开创性工作,近年来伴随遥感数据源的海量积累和湖泊遥感提取方法的快速发展,大尺度湖泊水体变化遥感监测研究取得了长足的发展。然而,由于人工判读、湖泊类型判别依据和遥感数据源时相的差异,湖泊水体遥感提取结果及面积估算存在不同程度的出入。首先,本文总结了现有全国尺度湖泊监测研究的遥感数据源、方法和结果,分析了不同研究分析结果差异的可能原因。其次,本文基于1980s—2010s时段Landsat影像制图的湖泊水淹频率数据集的最大水域范围信息,提取并生成了全国湖泊新编目,以其作为该时段内湖泊判定和水体变化监测空间约束的统一参照,避免了因遥感数据时相与年际、年内湖泊水域范围波动对遥感提取结果及湖泊面积计算带来的差异。最后,本文从湖泊水淹范围频度的统计角度,初次提出了可体现湖泊面积年内与年际变化情况的统计指标——概率等效面积,用于监测和指示湖泊水域动态。结果表明,近30年来,中国有3741个最大水域范围大于1 km²的湖泊,总面积约93723 km²,其中青藏高原湖区的湖泊数量约占全国三分之一,总面积超过了全国的一半。全国湖泊总面积呈显著上升趋势,不同湖区的变化趋势差异明显:青藏高原湖区和新疆湖区湖泊面积显著上升,东部平原湖区、内蒙古高原湖区和云贵高原湖区显著下降,东北平原与山地湖区波动式变化、趋势不显著。研究结果总体表明中国湖泊水资源的时空不平衡状况在加剧。     

云南点苍山全新世以来的冰川湖泊沉积

根据对点苍山冰川湖泊沉积的粒度、磁化率、元素地球化学以及孢粉等环境指标的综合分析,结合冰川地貌特征,以点、面两方面资料结合的方式综合分析,试图建立该地全新世以来的气候变化系列,共划分为6个气候阶段,以冷湿与暖干的组合为其特征。与其他西南季风区的环境变迁对比表明,点苍山受西南季风影响加强的时间晚于阿拉伯海而早于青藏高原,可以认为是联系以上两者的纽带。当西南季风在青藏高原逐步强盛以后,因地形作用致使本区湿度有所降低     

40 kaBP来亚非季风演化趋势及青藏高原泛湖期

基于18个黄土/古土壤序列 (黄土高原与青藏高原) 与27个湖泊沉积序列 (青藏高原、新疆、云南与赤道非洲及其以北的非洲季风区) 对比分析了东亚季风区、印度季风区与非洲季风区40 ka以来的区域环境演变特征。结果显示：上述区域在对应岁差周期的高太阳辐射阶段,也就是40~24 kaBP与14~4 kaBP分别经历了一次环境湿润期,而在末次冰期最盛期,除中国云南、青藏高原及新疆部分地区外,其他地区则较为干燥。青藏高原及其北侧的新疆区,40~24 kaBP比14~4 kaBP气候更为湿润,湖泊呈现40 ka以来的最高最大湖面,高原进入一次泛湖期。而非洲区及黄土高原,则与此相反;14~4 kaBP气候比40~24 kaBP更为湿润、适宜,湖面更高,成壤作用更强。40~24 kaBP,印度季风强盛,加强了对高原的水汽与潜热输送,同时,由于北方冰盖的存在,西风气流则相对南移,增加了对高原的影响,两种气流交互作用引起的强降水,可能是造成湖泊显著扩张的主要原因。     

云南程海现代沉积物环境记录研究

本文通过对程海沉积物Ｃ、Ｈ、Ｎ等元素含量及其比值的综合分析,辨识了程海沉积物有机质Ｈ／Ｃ及Ｃ／Ｎ值的环境指示意义,发现它们增可作为程海水位波动及区域气候干湿变迁的替代性指标。研究结果表明：程海的水位和区域气候干湿主为化明显以历了两个不同的阶段,但整体上程海水位一直呈下降趋势,反映区域气候整体上向干旱化方向发展。     

关于二阶伴随模型的理论研究

Hesse矩阵-目标函数关于控制变量的二阶偏导数形成的矩阵,在变分数据同化过程中以及敏感性分析等方面起着重要的作用;它可以通过建立数学模型的一阶和二阶伴随模型求得.以浅水方程模型为例,利用泛函的Gâteaux微分和Hilbert空间上伴随算子的概念,导出了一阶和二阶伴随模型并由此得到Hesse矩阵.改进了Zhi Wang等(1992)建立的二阶伴随模型理论.     

磁性矿物还原成岩作用述评

许多海洋－湖泊环境中的沉积物受到还原成岩作用的影响发生磁性颗粒的溶解和自生现象。根据最近二十多年的研究成果,简要介绍了磁性矿物发生还原作用的基本过程、产物和控制因素,成岩作用对沉积物地球化学和磁学特征的改变,成岩自生亚铁磁性铁硫化物的磁学特征以及成岩作用对古地磁和环境磁学记录的影响。     

GIS技术和水热平衡模型在古湖泊水文重建研究中的应用——以石羊？…

首次利用ＧＩＳ技术并结合沉积学研究结果,计算全新世两个时段石羊河流域终闾湖泊的面积,建立石羊河流域水热平衡模型,进而恢复全新世两个时期的降水量。     

昔日全球环境变化的自然磁记录

沉积物的岩石磁学参量反映了它在海洋及大陆范围内沉积时的古环境及古气候条件.尽管对这种现象的认识还不彻底,但人们对于那些导致磁性增强或减弱的作用已有了很好的了解.这些作用包括可变的陆源物质沉积通量,铁磁性矿物在原地的有机及无机形成,以及这些矿物成岩过程中的分解.至少在过去的700万年间,在大量的沉积记录中观察到了磁性矿物集合体的周期性出现,这些周期性出现涉及到了标准的米兰柯维奇理论的轨道频率,证实了岩石磁学同过去全球变化间的关系.但是,磁信号的定量解译仍然处在幼年期,并且受到了信号形成过程中复杂的相互作用的干扰.     

西藏结则茶卡湖岸沉积物中铀系年龄及意义

通过对藏北高原西北部结则茶卡湖泊及其沿岸地质地貌调查,发现其为一个富含硼、锂、钾、锶的封闭型盐湖,沿岸海拔4 850 m拔湖325 m有一条明显的高位湖岸线,该湖岸线到湖面之间有六级湖积阶地发育,六级以上阶地保存零星。沿湖岸不同高度上的湖积物U系年龄分别为(14.2±1.2)ka BP(T2)、(38.0±3.5)ka BP(T4)和(41.6±3.2)ka BP(T5)。湖面下降的幅度是藏北高原迄今所知最大。根据湖面平均下降速度推算高位湖岸线和高位湖积层的形成年龄在(120~90)ka BP,与东部的纳木错和西部的甜水海基本一致,说明藏北高原在晚更新世初期有一个明显的泛湖期。大约100 ka BP结则茶卡湖面开始下降,晚更新世以来湖泊演化是在封闭体系干旱环境下进行的,盐湖形成于14 ka BP左右,藏北高原在晚更新世以来气候变化可能为自西向东逐渐变为干寒。