近40年青藏高原湖泊面积变化遥感分析

以MSS、TM和ETM遥感影像作为主要信息源,综合利用RS、GIS技术,提取青藏高原1970s、1990s、2000s及2010s 4个时段的湖泊面积信息,分别从区域位置、面积规模、海拔高度3方面分析其近40年来的变化趋势及变化特征,同时结合1972-2011年间青藏高原气候变化情况,初步探讨了影响青藏高原湖泊面积变化的主要原因.研究结果表明:(1)青藏高原面积大于10 km²的湖泊有417个,这些湖泊大多是面积为10~100 km²的小型湖泊,空间上集中分布在高原西部地区,海拔上集中在4500~5000 m范围内;(2)近40年青藏高原湖泊面积的变化趋势及差异性特征在整体上表现为湖泊呈加速扩张的趋势,其中2000s-2010s时段是湖泊扩张最显著的时期;在区域位置上,北部地区的湖泊变化最为剧烈;在面积规模上,小型湖泊扩张最为显著;在海拔高度上,低海拔地区湖泊扩张剧烈;(3)近40年青藏高原气候暖湿化程度明显,气候变化对湖泊面积变化影响显著;在气象要素中,降水量的变化是青藏高原湖泊面积变化的主要驱动因子.     

青藏高原内陆湖泊变化的遥感制图

青藏高原上的内陆湖泊群是气候变化的敏感指示器,获取近几十年来湖泊变化的动态信息对研究区域气候及环境变化具有重要的意义.本文讨论了多时相遥感湖泊变化研究中的几个关键问题--湖泊变化季节性因素、湖泊变化信息的提取以及大区域湖泊变化的分析方法,并利用Landsat长时间序列遥感数据,制作青藏高原1970s,1990s,200...     

青藏高原苟鲁错近几十年环境变化的湖泊沉积记录

通过对青藏高原苟鲁错湖泊沉积物碳酸盐含量,粒度、C值的综合分析,得出湖泊流域气候近几十年来气候呈干暖化趋势。另外,通过苟鲁错附近五道梁和沱沱河气象站统计资料和湖泊沉积特性的对比分析,说明通过碳酸盐、粒度、C值等综合指标对重建苟鲁错流域古气候是可行的,这为苟鲁错流域古气候重建提供了参考和依据。     

近30年三江源地区湖泊变化图谱与面积变化

以近30年的40景Landsat MSS/TM/ETM+、CBERS CCD遥感影像为数据源,采用植被指数法结合人工目视解译,分为四个时期对三江源地区湖泊进行了遥感水体检测.选取面积在15km2以上、总面积占研究区湖泊总面积的90%左右的24个湖泊作为典型湖泊,建立该地区湖泊的变化图谱,并引入湖泊萎缩强度指数对湖泊的面积变化及空间分布特征进行分析.结果表明,以第三时期(1999-2002年)为界,这24个湖泊总体上经历了先萎缩后扩张的过程,且萎缩的程度大于扩张的程度,近30年来湖泊总面积缩小了65.76km2.本文研究结论可为三江源地区对气候变化响应研究提供参考,并对区域水资源合理利用提供科学依据.     

近30年来青藏高原羌塘地区东南部湖泊变化遥感分析

以多时相Landsat TM/ETM+影像、CBERSCCD影像和早期1∶10万地形图为数据源,选取羌塘高原东南部22个面积较大的湖泊作为研究对象,借鉴城市扩展研究的思路,引入变化强度指数和象限方位分析等方法,从面积、强度和空间分异特征等多个方面对该区湖泊近30年来的变化进行分析.结果表明,1975-2005年间研究区湖泊呈扩张趋势,总面积共扩大了1162.19km2;色林错扩张面积最多,达510.02km2,以北部扩张最为明显;国加轮湖扩张强度最大;造成区域内湖泊面积扩张的主要因素是冰雪融水量的增加、降水量的增多以及蒸发量的减少.     

青藏高原现代湖泊变化与考察初步报告

青藏高原广布的湖泊敏感地记录着气候与环境变化过程的信息．因它在地球中、低纬度地区最少受人类活动干扰,环境的演化变迁忠实地反映了纯自然过程,因此继南、北极之后,青藏高原正在成为研究全球变化的新的热点地区．青藏高原上的湖泊绝大部分为封闭湖盆,湖泊水位的变化直接记录着流域内的水量平衡变化过程．可敏感反映气候的变化．湖泊水化学性质记录了湖泊自身的演化历史,湖泊沉积物则包含着丰富的湖泊物理、化学、生物的沉积过程信息,这些过程与气候、环境演变又有着密切的关系．为了探讨湖泊沉积物和湖泊水体中的物理、化学、生物…     

1973-2010年巴丹吉林沙漠腹地湖泊面积空间变化的遥感分析

利用1973、1990、2000、2010年4个时期遥感影像数据,提取并统计了1973-1990、1990-2000、2000-2010、1973-2010年4个时期湖泊面积变化信息,分析了巴丹吉林沙漠湖泊面积变化的空间特征.结果表明,湖泊数量与面积整体表现为减小,同时也存在湖泊面积增大与湖泊新增;1973-2010年间,沙漠腹地共干涸19个湖泊、新增7个湖泊,43个湖泊萎缩、6个湖泊扩张,26个湖泊面积基本保持稳定;从湖泊面积的空间变化看,面积减小的湖泊在整个湖泊区域均有分布,面积增大的湖泊较多分布于研究区东侧,且多在中东部区域外围,面积减小剧烈的湖泊在空间上有聚集分布的态势;湖泊面积变化量在整个空间上并没有表现出显著的正相关关系.湖泊面积变化所表现的空间特征可能由于不同湖泊区域补给来源不同或不同湖泊补给方式存在差异造成的.     

近40 a西藏那曲当惹雍错湖泊面积变化遥感分析

西藏著名圣湖之一的当惹雍错,是藏北高原腹地内陆封闭大湖,对湖泊面积变化的长时间序列研究较少,本文通过高分辨率陆地资源卫星Landsat TM/ETM+数据源,利用遥感和地理信息系统软件,通过人工目视解译方法对1977-2014年当惹雍错湖泊面积变化进行系统分析,并结合流域临近气象站资料,流域冰川等辅助数据对其湖泊面积变化原因进行综合分析.结果表明,1977-2014年当惹雍错湖泊平均面积为835.75 km~2,1977-2014年湖泊面积总体呈上升趋势,1970s湖泊平均面积为829.15 km~2,1980s和1990s湖泊平均面积分别为827.50和826.42 km~2,2000年之后湖泊面积明显增加,2000s湖泊平均面积与1970s相比,增幅为8.04 km~2.当惹雍错湖泊空间变化特点是,位于最大河流入口处达尔果藏布的湖泊东南部扩大明显,湖泊西南部小湖1于2014年9月开始明显扩大并与当惹雍错有相连趋势;流域冰川融水是当惹雍错主要补给源,近40 a当惹雍错湖泊面积变化是在气温升高的背景下,冰川、降水量和蒸发量三者共同变化作用的结果.     

全球变化下青藏高原湖泊在地表水循环中的作用

青藏高原是地球上最重要的高海拔地区之一,对全球变化具有敏感响应.青藏高原作为"亚洲水塔",其地表水资源及其变化对高原本身及周边地区的经济社会发展具有重要的影响.然而,在气候变暖的情况下,构成高原地表水资源的各个组分,如冰川、湖泊、河流、降水等水体的相变及其转化却鲜为人知.湖泊是青藏高原地表水体相变和水循环的关键环节.湖泊面积、水位和水量对西风和印度季风的降水变化非常敏感,但湖泊面积和水量变化在不同区域和时段的响应也不尽相同.湖泊水温对气候变暖具有明显响应,湖泊水温和水下温跃层深度的变化能够对水—气的热量交换具有明显影响,从而影响了区域蒸发和降水等水循环过程.由于湖泊水量增加,高原中部色林错地区湖泊盐度自1970s以来普遍下降.根据60多个湖泊实地监测建立的遥感反演模型研究发现,2000—2019年湖泊透明度普遍升高.对不同补给类型的大湖水量平衡监测发现,影响湖泊变化的气象和水文要素具有较大差异.在目前的暖湿气候条件下,青藏高原的湖泊将会持续扩张.为了深入认识湖泊变化在青藏高原区域水循环和气候变化中的作用,需要全面了解湖泊水量赋存及连续的时间序列变化,需要深入了解湖泊理化参数变化及对湖泊...     

青藏高原东南缘高山湖泊藻类响应气候变化和大气沉降的长期特征

高山湖泊远离人类活动直接影响,通常具有面积小、寡营养、食物网单一等特点,对气候变化和营养输入具有较高的敏感性。我国青藏高原东南缘地区氮沉降通量较高、增温幅度显著,已有研究显示该地区可能受湖泊类型、流域特征等影响存在差异性的湖泊响应模式。本研究选择该区域位于树线以下、具有不同水深的3个小型湖泊(盖公错纳、沃迪错、碧沽天池)开展沉积物调查和对比研究,通过钻孔样品测年、理化特征和藻类(硅藻群落、藻类色素)等多指标分析,结合区域气候定量重建和氮沉降等数据收集,评价了过去300年来藻类演替模式的异同特征及湖泊水深的调节作用。结果显示,3个湖泊中硅藻的优势物种与群落组成差异明显。深水型湖泊盖公错纳(最大水深39.4 m)的硅藻群落以浮游种为主(占比达82%),优势种为眼斑小环藻(Pantocsekiolla ocellata)、科曼小环藻(Pantocsekiella comensis);深水型湖泊沃迪错(最大水深20.7 m)的硅藻群落中浮游种和底栖种约各占50%,优势种为眼斑小环藻(Pantocsekiella ocellata)、连结脆杆藻(Saurosira construens);浅水湖...     

青藏高原湖泊古今变化的遥感分析—以达则错为例

青藏高原湖泊受人类活动干扰较少,主要受气候变化导致的冰川融化和蒸发的影响,是气候变化直观敏感的反映区。因此,研究青藏高原湖泊变化对区域以至全球气候、环境变化的研究具有深远意义。本文在遥感影像的基础上发展了综合指数计算与空间分异的现存湖迭代提取方法,对影像数据上的湖泊进行动态监测;并结合DEM数据发展了半自动化的古岸线提取方法,进而分析古湖泊的变化,二者相结合直观全面地反映出了青藏高原湖泊的古今变化情况。并以达则错湖为例进行提取,分析了其近25年以来以及大湖期以来的缩减情况     

近40a西藏羊卓雍错湖泊面积变化遥感分析

羊卓雍错(以下简称羊湖)作为西藏高原三大圣湖之一和藏南重要的高原特色风景旅游景区,其具体面积众说纷纭.本文利用遥感和地理信息空间分析方法对1972-2010年羊湖面积变化进行了系统研究,并结合流域气象站资料对其原因进行初步分析.结果表明,1972-2010年湖泊平均面积为643.98 km2.1972-2010年羊湖面积呈波动式减少趋势,其中,1970s平均面积为658.78 km2,之后至1999年面积显著减少;1980s面积为636.55 km2;1990s为635.06 km2;1999-2004年面积有所增加;2004-2010年持续缩小,减幅为8.59 km2/a.湖泊空间变化特点是除了空母错和珍错两个小湖面积变化较小之外,羊湖整体面积呈现萎缩态势,其中东部嘎马林曲入口附近退缩程度最大,达1.62 km.流域气象站资料分析表明,湖泊面积和降水的变化波动存在显著耦合关系,降水变化是羊湖面积变化的主要原因;其次,流域蒸发量的明显增加,特别是2004年来连续较高的蒸发量是导致近期面积显著减少的重要原因,气温的升高进一步加剧了这一过程.羊湖的面积变化基本反映了西藏高原南部半干早季风气候区以降水补给为主的高原内陆湖泊对气候变化的响应.     

青藏高原东南部巴松措现代沉积过程及其对气候变化的响应

湖泊沉积物是记录气候演化信息的重要载体之一,在探讨过去气候变化过程研究中发挥重要作用.然而,沉积物中的许多代用指标对气候的指示意义存在多解性,不同指标所反映的环境信息相互之间有时会存在矛盾.为了能够更准确地解读湖泊沉积物中指标所记录的环境变化信息,开展现代湖泊沉积物指标与环境之间的关系研究,深入探讨各指标对环境变化的响应机制尤为关键.本文选取青藏高原东南部巴松措湖泊表层沉积物作为研究对象,利用²¹⁰Pb与¹³⁷Cs比活度检测结果建立年代序列,对沉积物中粒度、磁化率、有机质含量等指标进行分析,揭示巴松措现代沉积过程.结合沉积物粒度端元组分分析结果,并将不同指标变化与林芝气象站所记录的数据资料进行对比,得出以下主要结论：该地区沉积物来源主要包括径流搬运的冰川碎屑物质和来自青藏高原南部、西南部上空悬浮于大气中的风成物质两部分;其中,通过风力搬运的物质输入主要集中在冬半年,受季节性风向及风速变化影响明显;径流受到冰雪融水与夏季降水的补给,因此通过径流搬运的物质输入量受到温度与降水综合影响;湖泊中磁性矿物碎屑的产生和输入主要受区域降水量影响的流域侵蚀速率变化控制,该湖泊沉积物磁化率波动可以有效的指示该地区降水量变化;沉积物中总有机碳含量和总氮含量变化主要反映湖泊自身初级生产力的变化,对区域温度变化的响应显著.     

Differences and cause analysis of changes in lakes of different supply types in the north‐western Tibetan Plateau

Most lakes of the Tibetan Plateau were experiencing quick expansion in recent decades; a detailed study on the changes in lakes of different supply types will help to understand the cause of the changes by analysing area change of 34 lakes and water level change of eight lakes in the north‐western Tibetan Plateau. All lakes are classified into three types: non‐glacier‐fed lakes, upstream lakes and glacier‐fed lakes. The glacier‐fed lakes are separated into glacier‐fed_P1 (quick expansion region) and glacier‐fed_P2 (slow expansion region). Combining the changes in precipitation, temperature and evaporation, less precipitation may be the main reason for lake shrinkage from 1976 to 1996 and quickly increasing precipitation led to the lakes' expansion from 1996 to 2000. However, after 2000, upstream lakes remained in a stable state with slight variation, non‐glacier‐fed lakes and glacier‐fed_P2 lakes exhibited a slightly increasing rate with high precipitation and high evaporation, and glacier‐fed_P1 lakes still expanded quickly. On the basis of the assumption of same precipitation and evaporation, glacial meltwater may make an important contribution (>52%) to the increase in water storage of Bangdag Co and Meima Co. The results suggest that glacial meltwater augments the increased rate of glacier‐fed_P2 lakes and plays a much more important role in the expansion of glacier‐fed_P1 lakes compared to other lakes.     

Inter‐annual changes of alpine inland lake water storage on the Tibetan Plateau: Detection and analysis by integrating satellite altimetry and optical imagery

The effects of climate change have a substantial influence on the extremely vulnerable hydrologic environment of the Tibetan Plateau. The estimation of alpine inland lake water storage variations is essential to modeling the alpine hydrologic process and evaluating water resources. Due to a lack of historical hydrologic observations in this remote and inaccessible region, such estimations also fill a gap in studies on the continuous inter‐annual and seasonal changes in the inland lake water budget. Using Lake Siling Co as a case study, we derived a time‐series of lake surface extents from MODIS imagery, and scarce lake water level data from the satellite altimetry of two sensors (ICESat/GLAS and ENVISAT RA‐2) between 2001 and 2011. Then, based on the fact that the rise in lake water levels is tightly dependent on the expansion of the lake extent, we established an empirical model to simulate a continuous lake water level dataset corresponding to the lake area data during the lake's unfreezing period. Consequently, from three dimensions, the lake surface area, water level and water storage variations consistently revealed that Lake Siling Co exhibited a dramatic trend to expand, particularly from 2001 to 2006. Based on the statistical model and lake area measurements from Landsat images since 1972, the extrapolated lake water level and water storage indicate that the lake has maintained a continual expansion process and that the cumulative water storage variations during 1999–2011 account for 66.84% of the total lake water budget (26.87 km³) from 1972 to 2011. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Temporal and spatial changes of soil moisture and its response to temperature and precipitation over the Tibetan Plateau

ABSTRACT

The temporal and spatial characteristics of soil moisture over the Tibetan Plateau (TP) were analysed to explore the relative contributions of temperature and precipitation to soil moisture change. Non-significant changes in soil moisture were observed for the TP over the period 1950–2010, while a seasonal cycle was evident, with higher values in summer and smaller values in winter. The soil moisture showed obvious spatial heterogeneity, with higher values in the south than in the north of the TP. The soil moisture fluctuated with time, jointly influenced by precipitation and temperature changes, with precipitation the dominant factor, while temperature regulated the relationship between soil moisture and precipitation. The relative contribution of precipitation to soil moisture changes was over 80%, except for winter in which temperature was the dominant factor, with a relative contribution of more than 70%. Because of the sharp increase in temperature in winter, the uneven spatial distribution of soil moisture over the TP might harm the fragile ecological environment.