1960-2009年青海湖水位波动的气候成因探讨及其未来趋势预测

利用近50 a来青海湖流域水文、气象资料和2010-2020年区域气候模式系统PRECIS输出数据降尺度生成的未来气候情景资料,揭示了1960-2009年青海湖水位波动的气候成因,预测了未来10 a青海湖水位可能变化趋势。研究表明:近50 a来青海湖水位在波动中呈持续下降趋势,而近5 a持续上升为近50 a来首次出现,不仅使水位持续下降趋势趋缓,同时使水位变化的短周期趋弱而较长周期趋强;青藏高原季风增强使青海湖流域气候暖湿化,而降水量增加和气温升高则使入湖径流量增加,进而引起了青海湖水位近5 a来的持续上升;据综合统计方法预测和区域气候模式系统PRECIS预测结果,2010-2020年青海湖水位总体上仍可能以下降为主。     

青海湖流域浅层地下水补给来源及其水位变化

地下水补给来源及水位变化是干旱– 半干旱地区生态和植被的主要制约要素之一,也是 开展流域生态和环境治理技术与试验示范的关键。通过青海湖流域2000 年8 月和2009 年8 月浅 层地下水埋深的调查,以及地下水、河水和雨水氢氧同位素分析,揭示了青海湖流域浅层地下水 埋深的基本状况,明确了大气降水是青海湖流域浅层地下水的主要补给来源,其水位变化受居民 用水量的影响外,主要与降水量、地形密切相关。     

基于CiteSpace的湖泊生态水位研究进展

在全球气候变化和人类活动干扰的双重影响下,湖泊生态系统面临严重威胁,保障湖泊生态系统稳定的生态水位研究近年来受到国内外学者广泛关注。文章围绕湖泊生态水位计算方法进行综述,以湖泊生态水位概念为出发点,采用CiteSpace文献计量工具分析该领域研究重点,并总结各方法的提出背景及计算内涵。通过对湖泊生态水位研究的分析可知,我国学者多数的研究存在仅考虑湖泊水量需求而忽视水文连通性的问题,且提出的计算方法多为经验和半经验法。因此,未来应加强考虑研究区域内部空间异质性和水文连通性的湖泊生态水位研究,并在推广3S等新技术应用的基础上进一步探索多学科融合的定量计算方法。     

基于EOS/MODIS数据的近10a青海湖遥感监测

选取青海湖周边地区气候资料及青海湖近10 a MODIS遥感资料,通过分析水体面积和水位、 年均气温和年降水量的变化揭示青海湖面积的变化趋势。对青海湖近10 a遥感监测以及青海湖周边地区气候要素的分析研究结果表明:在2001-2010年10 a来青海湖周边地区年平均气温显著增加,平均每年升温0.12℃,年降水量在波动中呈上升趋势。青海湖水位虽然在近50 a内持续下降,而在2001-2010年呈现逐年增加的趋势,且增加趋势非常明显。从MODIS遥感资料对青海湖10 a来4月和9月的湖水面积监测结果显示,4月和9月青海湖面积在2001-2010年呈现波动上升趋势,且与4月和9月的水位呈极显著相关关系,相关系数分别为0.818和0.875(P<0.05)。近年来由于气候变化导致的青海北部一些地区降水量增多或气候变湿,而暖湿型的气候导致的降水量增多最终可能是水位升高的主要原因,且这种气候变湿的趋势使10 a来青海湖面积增大趋势明显。     

水位变化对湖泊沉积物营养释放的影响

水位波动可有效调节湖泊生态系统的结构与功能,干湿交替过程引起的沉积物生物地球化学循环途径的改变是其重要机制之一。大量研究结果表明,干湿交替将加速沉积物有机碳的分解,强化沉积物硝化与硝化作用的偶联,促进沉积物磷的酶促水解和厌氧解离,从而增加再度淹没之后水中溶解有机碳和生物可利用性磷的浓度,并减少溶解无机态氮的浓度。有机质的分解是上述过程的关键步骤。因此,必须系统描述湖泊水陆界面土壤和沉积物基本理化性状与水生生物特征,分析干旱过程中沉积物生物地球化学循环途径的变化,了解淹没过程中水柱营养状态与浮游生物群落对沉积物营养释放的响应,从而揭示水位波动调控富营养化过程的机制,即诱发营养脉冲或维系其持续补给,改变营养阈值,进而导致稳态转换。     

湖泊水位变化对挺水植物影响分析:以洪泽湖为例

湖泊水位波动的幅度、频率、持续时长、规律性等是影响湖泊水生植被状况、水资源调配的关键因素。以往研究主要通过选取部分水位变化指标来识别主要的生态影响。而要维持湖泊生态健康进行合理水位调控,需要综合水位变化的多指标,从整体上分析湖泊植物对湖泊水位变化的响应特征。以洪泽湖为例,基于IHA/RVA法,重点分析了南水北调东线一期工程后洪泽湖水位变化对挺水植物的影响。结果表明:南水北调东线一期工程后洪泽湖3,5,7,9月月平均水位以及最小30 d平均水位等指标发生较大改变,对挺水植物面积的影响是最显著的,其他IHA指标改变度小,影响不明显。3月平均水位超过13.4 m,挺水植物萌发抑制明显;当5月平均水位在13.1 m,7月平均水位在12.7 m时,挺水植物面积显著增加;9月平均水位高于13.4 m,挺水植物面积大幅减少。当最小30 d平均水位<12.0 m时,挺水植物面积平均减少14.32 km2。为满足洪泽湖挺水植物生长和繁殖需求,确定3,5,7,9月适宜生态水位为13.20,13.10,12.70,12.85 m。     

青海湖流域及周边地区浅层地温对全球变化的响应

利用青海湖流域及周边8 个气象站1961~2007 年的0~20 cm 浅层地温资料,采用气候倾 向率等气候统计学分析方法,对青海湖流域及周边地区近47 a 来年、季平均地温的变化趋势及气 候突变进行了研究。结果表明,区域内0、5、10、15 和20 cm 浅层地温均呈现升高的趋势,升幅分别 为0.30~0.60℃·(10a)^-1、0.22~0.51℃·(10a)^-1、0.28~0.58℃·(10a)^-1、0.30~0.59℃·(10a)^-1 和0.32~0.59℃ ·(10a)^-1;近47 a 来四季平均浅层地温整体均呈现升高趋势,升幅为0.35~0.52℃·(10a)^-1,以冬季 升幅最小,春季和夏季升幅最大,平均浅层地温升温幅度有增大的趋势;绝大部分站点的年、季 平均浅层地温均呈现显著的升高趋势,升幅接近甚至高于同时期的平均气温增温幅度;年平均浅 层地温除都兰站在20 世纪60~80 年代呈现出波动性的升高趋势以外,其它各站点均呈逐年代升 高的趋势,20 世纪60 和70 年代的平均浅层地温明显偏低,80 年代相对正常,90 年代偏高,进 入21 世纪初后,各站的平均浅层地温均偏高0.6℃以上;天峻、都兰和海晏的年、季平均地温均 没有发生突变,其它各站浅层年、季平均地温的突变时间绝大部分站点都发生在El Niňo 年或La Niňa 年,说明青海湖流域及周边地区浅层地温的变化受ENSO 事件的影响比较明显。     

湖泊水位变动对水生植被的影响及调控

通过分析湖泊水位变动对水生植被的影响,能够有效提高资源的利用率,保证水生植被的正常生长。基于此,本文主要研究湖泊水位变动对水生植被的影响机理及其调控方法,希望能够给相关工作人员提供一定的参考与帮助。     

库水位变化与降雨作用下库岸斜坡稳定性分析

三峡水库正常蓄水后,库水位在175-145m之间周期性波动,库岸斜坡地下水渗流状态将会发生较大的改变.可能导致斜坡失稳.本文采用数值模拟方法,以巴东县西壤坡为例,分析了在库水位升降与降雨联合作用下斜坡体内地下水渗流场的变化过程,通过渗流场与应力场的耦合模拟分析,探讨了库岸斜坡在水位变化及降雨作用下稳定性的变化特征.     

水位变化对湖泊(水库)消落带生态环境影响的研究进展

消落带是水域生态系统与陆地生态系统的交替控制地带,具有生物的多样性、人类活动的频繁性和生态系统的脆弱性等特征。水位变化是影响湖泊特别是湖泊消落带生态系统主导因素,水位变化的频度、大小、持续时间等因素对消落带水-陆交换过程有重要的影响。本文回顾了近年来水位变化影响研究的基本概况,分析了水位变化对消落带物理因子、植物、动物、生物地球化学过程的影响,并讨论了国内外的研究趋势以及存在的问题。     

青海湖流域水化学分析及水质初步评价

为了解 青海湖流域水化学的组成及水质状况,于2009 年冬季采集 了青海湖湖水及流域 内主要支流河水样品 ,并分析了水样中的化学 组成。结果表明,青海湖水质总体较好,但部分指 标如pH、COD 已达到水质Ⅴ级标准。另SO₄ ^2- 和Ca²⁺ 是青海湖支流水样中最主要的阴阳离子, 而湖水中则是Cl^- 和Na⁺。溶解性有机碳（DOC）和化学需氧量（COD）表现出相似的变化趋势, 反映出青海湖流域水系的有机物污染严重。分析青海湖湖水中Mg²⁺/Ca²⁺ 以及河水中Cl^-/Na⁺ 数据 表明青海湖湖水化学组成主要由蒸发和结晶作用 产生,河水 的化学组成则主要是由于碳酸盐的分 化作用生成。     

青海湖水化学的季节性和空间变化及其受自生碳酸盐沉淀的影响

青海湖湖水季节性和空间上的变化特征对青海湖沉积物中自生碳酸盐形成过程及环境意义的理解、湖泊的演变趋势具有重要的指导意义。本文通过沉积物捕获器采集了为期一年每月一次的青海湖季节性的湖水,并采集了青海湖和周围子湖空间分布上的湖水样品。对季节性样品阳离子的分析显示,青海湖湖水中的阳离子在旱季（12月至次年4月）达到最高值,在雨季逐渐降低。湖水的Ca²⁺和Mg²⁺从2—3月份逐步降低,表明自生碳酸盐开始沉淀,并且在雨季来临时沉淀持续大量发生,而在雨季后期,则可能发生含Mg碳酸盐的部分溶解。空间分布的样品分析显示,青海湖可能经历了太阳湖和月牙湖的水化学阶段,在未来的演变过程中,湖水的Ca²⁺和Sr²⁺受自生碳酸盐沉淀的控制而保持基本稳定,Mg²⁺、Na⁺、K⁺则将持续增加,其水化学将朝着当前海晏湾,并进一步朝尕海湖水的方向演变。本文的研究还进一步暗示了在长时间尺度上自生碳酸盐形成对气候变化的可能响应。     

青海湖流域生态安全评价

进行流域的生态安全评价,对于改善流域的生态环境,维护区域的可持续发展具有重要 的意义。本文选择自然生态环境状态指数、人文社会压力指数、环境破坏压力指数,构建了青海 湖流域生态安全综合评价指数模型,提取了生态安全指标,对2000 年青海湖流域的生态安全进 行了评价。结果表明,2000 年青海湖流域生态安全属于生态安全预警等级,流域生态安全面临着 较为严峻的挑战。气候变化和人类活动对青海湖流域的生态环境产生的负效应,也因此会影响到 区域的可持续发展,所以必须进行流域的综合治理,改善当地的生态环境。     

青海湖西北部泉吉乡附近土壤入渗规律研究

通过对青海湖 地区刚察县泉吉乡草地土壤入渗实验、孔隙度测定与粒度测定,研究了高 草地土壤与低草地土壤的入渗特征和土壤蓄水性。结果表明,研究区域内高草地土壤的稳定入渗 率较大,平均为3.1 mm·min^-1;低草地土壤的稳定入渗率较小,平均为1.6 mm·min^-1;高草地达 到稳定入渗的时间较低草地短80 min 左右。通用经验公式对青海湖泉吉乡高草地土壤入渗实验 数据的拟合最为适合,而霍顿公式对于低草地土壤入渗实验数据拟合最为适合。高草地草本植物 根系发育深,受根系影响的土壤疏松层较低草地深厚是造成高草地土壤渗透性较低草地大的主要 原因。青海湖土壤粒度成分较粗,土层薄是该区土壤稳定入渗率较黄土大和在较短时间内能够达 到稳定入渗状态的主要原因。虽然青海湖地区土壤渗透性较强,但该区土壤厚度较小,土壤水库 蓄水能力有限,调蓄能力较差,不能满足乔森林发育的需要,但基本能够满足草原植被生长的需要。     

青海湖流域水化学主离子特征及控制因素初探

系统收集了青海湖流域湖水、河水、地下水、雨水,分析了各端元水体主量离子组成。结果表明:青海湖流域水样化学组成均落在Gibbs提出的Boomerang Envelope模型中上翼,暗示研究区水样化学组成受到岩石风化以及蒸发/结晶作用影响。雨水总溶解固体含量(TDS)高于世界雨水平均值,其阳离子和阴离子分别以Ca2+和HCO3-为主;落于Gibbs模型左端,即有很低的Na+/(Na++Ca2+)、Cl-/(Cl-+HCO3-)比值,暗示大气中CaCO3颗粒的溶解可能是影响研究区雨水化学组成的重要因素。河水丰水期TDS明显高于枯水期TDS。枯水期河水的阳离子分布在(Na++K+)-Ca2+线上靠近Ca2+端元,阴离子分布在HCO3--Cl-线上靠近HCO3-一端。与枯水期相比,丰水期河水的阳离子和阴离子分别向Ca2+端元和HCO3-端元靠拢。河水的(Ca2++Mg2+)/TZ+,(Ca2++Mg2+)/(Na++K+),HCO3-/Na+以及Cl-/Na+对比分析表明,青海湖流域枯水期风化作用弱于丰水期,河水化学组成主要受碳酸盐岩溶解控制。     

青海湖流域生态和环境治理技术集成与试验示范项目简介及主要进展

简要介绍青海湖流域当前存在的主要生态与环境问题,介绍了2008 年新立项的“十一五” 科技支撑项目“青海湖流域生态和环境治理技术与试验示范”的目标、主要内容、拟解决的关键 技术和主要创新点等,并从生态与环境监测,湿地、草地与沙地恢复,以及综合整治等方面总结 了最新的进展。     

青海湖流域生态环境保护与经济社会可持续发展对策

青海湖流域在青海省经济社会发展中起着特殊的地位和作用。文章立足于青海湖流域生态环境现状和水位下降、湿地萎缩、草场退化、水土流失、沙漠化加剧及珍稀濒危野生动物濒临灭绝等主要环境问题,分析青海湖流域生态环境保护和可持续发展的重大意义。提出青海湖流域生态环境保护与经济社会可持续发展对策,即青海湖流域生态环境保护和经济开发有机地结合在一起,正确处理好流域经济发展和生态保护的关系,使经济效益、社会效益和生态效益达到最优化和持续化。