基于小波分析的巴尔喀什湖水位变化特征及其影响因素

根据巴尔喀什湖年平均湖水位、伊犁河中下游径流以及流域气象数据,采用线性倾向率、小波时频分析等方法,研究了巴尔喀什湖1880—2016年平均水位变化特征及规律,针对湖泊水量平衡分析得出伊犁河下游径流量是控制湖水位变化的关键因子,通过交叉小波进一步分析了影响湖水位变化的各种气象因素。结果表明:①巴尔喀什湖水位在2002年左右发生了突变,并存在以83 a为中心尺度的主周期,该尺度下水位变化的平均周期为54 a左右,经历了3个丰枯转换时期,今后将逐步进入枯水期。②交叉小波分析表明,自然状态下降水是影响湖水位变化的主要原因;径流与气温的共振周期相位在20世纪80年代末发生了由负向正的转变,指示气温升高对湖水位的综合影响表现为由蒸发损耗转变为融水补给增加。③大气环流因子通过控制降水,从而影响研究区内入湖径流和湖水位变化,北大西洋涛动(NAO)相较南方涛动(SOI)与径流的关系更为紧密,对湖水位变化的影响较大。     

近60a巴尔喀什湖水量平衡变化及其影响因素

本文基于水文观测和遥感监测数据,获取近60 a巴尔喀什湖面积、水位变化信息,重建湖泊水量变化时间序列,探明巴尔喀什湖水量变化特征;依据湖泊水量收入(入湖径流、降水)支出(湖面蒸发)建立巴尔喀什湖水量平衡模型,分析巴尔喀什湖水量平衡要素变化特征,定量解析气候变化和人类活动对巴湖水量变化的影响.结果表明:(1)1961—2...     

天山典型湖泊水位变化影响因素对比分析——以博斯腾湖与伊塞克湖为例

利用1960~2015年水文、气候与社会经济数据,采用相关分析、主成分分析等统计分析方法定量的分析了近55年博斯腾湖与伊塞克湖水位变化影响因素。研究结果表明:1)近55年来,在人类活动与气候变化的共同影响下,博斯腾湖与伊塞克湖水位经历上升与下降的变化过程,其中博斯腾湖水位呈现下降-上升-下降的变化趋势,而伊赛克湖水位表现下降-上升-下降-上升的变化趋势。2)主成分分析结果表明,引起博斯腾湖水位变化的第一主成分为人文因素,第二主成分为自然气候因素,而引起伊塞克湖水位变化的第一主成分为气候因素,第二主成分为人文因素。     

内蒙古巴拉格尔河径流变化的驱动因素

基于巴拉格尔河流域1959—2015年的水文、气象和社会经济等数据,采用累积距平法、改进的Mann-Kendall趋势检验法和累积量斜率变化率比较法等,定量分析了年代、水文年、季和月尺度下的径流变化规律及主要驱动因素。结果表明:巴拉格尔河流域径流量在各时间尺度均呈现显著减少趋势,而各气候要素的波动变化趋势不明显,流域内社会经济快速发展,人类活动显著;径流量在2000年代最小,相对于1960年代来说减少了74.78%;流域径流变化最显著的突变点为1998年,变化期(1999—2015年)与基准期(1959—1998年)相比,该流域气候波动对径流减少的贡献率仅为28.86%,而人类活动对径流减少的贡献率达到71.14%,因此,人类活动是引起径流量减少的主要驱动因素。     

近26 a博斯腾湖芦苇湿地的动态监测及其驱动因素

具有自我调节净化湿地、水量平衡、调节气候等功能的湿地植物群落的重要建群种——芦苇(Pragmites australis),是重要的自然资源之一.以博斯腾湖周围区域1 050 m等高线内的芦苇湿地为研究对象,以近26 a(1990-2015年)的Landsat解译数据与气象、水文数据相结合,应用线性回归建模、广义线性建模等方法,分析博斯腾湖芦苇湿地的时空变化及其成因.结果表明:①近26 a博斯腾湖大湖芦苇面积变化以2000年为界分为2个阶段,1990-2000年芦苇面积总体呈下降趋势;2000-2015年总体呈上升趋势.形成这种变化的主要驱动因子为水位.②博斯腾湖小湖芦苇面积的动态变化不太明显,1990-2000年芦苇面积波动上升,但幅度较小;2000-2015年波动上升,变化幅度较大.其主要驱动因子是生态需水量和人为育苇等.③水位与芦苇面积拟合的非线性关系表明,大湖芦苇生长最佳水位为1 046.66 m.本研究可为博斯腾湖湿地的保护和利用及其生态安全提供科学依据.     

新疆克里雅河径流量变化的气候响应

基于1957—2013年克里雅河源流区兰干水文站径流、气温、降水观测数据,运用小波分析、M-K突变等方法,以时间序列进行非线性、多尺度响应分析。结果表明:(1)克里雅河径流量和气温呈非线性显著上升,降水量和蒸发量略有上升。(2)在年际尺度上,源流区径流存在8 a周期,气温、降水存在12 a周期;在年代际尺度上,径流存在22 a周期,气温、降水、蒸发量存在28 a周期,同时蒸发量还存有22 a周期。(3)在年际尺度上,径流与降水成正相关,而与气温、蒸发量成负相关;在年代际尺度上,径流与气温相关性更高,受气温影响更显著。(4)在周期振荡上,气温与蒸发量具有一致性;在对气候变化响应上,径流对气温、降水、蒸发变化呈交错滞后响应,该模式对克里雅河径流有削丰补枯的调节作用。(5)与乌鲁木齐河相比,克里雅河径流较乌鲁木齐河在突变时间上存在近10 a滞后,20世纪90年代克里雅河流域气温的异常偏低是引起突变滞后的主要原因。     

基于ICESat-2卫星测高数据的呼伦湖水位变化监测

草原湖泊水位变化预示着草原生态环境的变化,是草原生态变化的重要指标。利用2018年11月—2022年1月ICESat-2卫星的ATL13全球内陆水体数据,构建呼伦湖高精度水位变化序列。使用DAHITI、Hydroweb和GREALM水位数据进行结果验证。依据湖泊面积与水位变化关系,构建水位面积关系模型,分析湖泊水位季节性变化特征及外界因素对湖泊水位的影响。研究结果表明：2018年11月—2022年1月,呼伦湖水位整体呈现上升趋势,年均水位上涨率为0.49 m·a-1;湖泊每年3—6月水位下降,7—10月水位上涨,11月—次年2月水位稳定。通过与DAHITI、Hydroweb和G-REALM水位数据对比验证可知,ICESat-2卫星监测水位数据稳定,水位序列精度高,均方根误差为9.7 cm,结果可靠。ICESat-2卫星水位监测成果结合湖泊水位面积模型,可实现多时段、高精度湖泊水位监测,并计算水位季节性变化时间序列,结果显示,呼伦湖水位季节性特征明显,且年际变化趋势基本稳定,春季至夏季水位下降,夏季至冬季水位上升。湖泊水位变化受外界因素的影响较大,气温升高引起的蒸发量增大是湖泊水位下降的...     

漳河上游径流变化特征及其归因分析

基于漳河上游流域周边台站的气象水文数据,综合运用Mann-Kendall突变检测、Hurst指数、流量历时曲线和气候弹性系数法等,分析了流域径流的年际变化特征和年内格局变化,探讨了气候变化和人类活动对径流减少的作用。结果表明:1955-2016年,流域径流的年际变化呈显著减少趋势,减少率为0.316×10~8m~3/a。年径流序列在1973年发生突变,突变前径流的减少趋势显著,其主要原因可能是气候变化;突变后减少趋势有所减缓,其主要原因是人类活动,具体表现为1970s-1980s的水利工程建设和土地改革兴起,1990s之后的工农业用水激增和城镇化加速推进。突变前后各月平均径流减少十分显著,相对减少率均超过70%,径流年内分布更加趋于不均,季节变化差异加大。基于气候弹性系数法,气候变化和人类活动对径流减少的贡献率分别为29.7%和70.3%。     

气候变化对天山山区高寒盆地水资源变化的影响——以巴音布鲁克盆地为例

巴音布鲁克盆地河流的径流演变过程受到气候变化和人类活动的双重影响。利用气候敏感法和水量平衡法,定量分析变化期气候变化对径流的影响。结果表明:巴音布鲁克盆地变化期(1994—2010年)的年径流量比基准期(1960—1993年)增加了27.29%,其中约66.52%是由气候变化引起的。气候变化对径流量影响的主导因素是降水量的变化,降水量变化对巴音布鲁克盆地径流增加的贡献率为62.67%,而受温度升高引起冰川融水量增加对径流量的影响为21.28%,人类活动对地表径流的影响为12.2%,其中还包括盆地土壤水量变化的影响。     

内蒙古岱海水质咸化过程分析

岱海是我国北方半干旱地区的一个内陆湖,近几十年来,由于受到人类活动的强烈干预,湖泊水位持续下降,湖水水质出现恶化,2004的水质调查数据显示,目前岱海湖水矿化度4 658.6mg/L,已接近咸水湖标准。从近50年的变化历程来看,岱海呈现出明显的咸化趋势,且咸化速度不断加快。利用流域内的水文、气象数据,并结合湖泊及河流的水化学特征,建立岱海盐量平衡方程,对岱海湖水矿化度进行模拟计算,恢复了近50年岱海湖水矿化度的变化序列。依此序列对岱海水质咸化的影响因子进行量化计算,结果显示:湖泊萎缩对水质咸化的影响占到86.5%,而由入湖径流与降水所带入的盐分对水质咸化的影响仅占到13.5%。     

Effects of climate change and land use/cover change on the volume of the Qinghai Lake in China

Qinghai Lake is the largest saline lake in China.The change in the lake volume is an indicator of the variation in water resources and their response to climate change on the Qinghai-Tibetan Plateau(QTP)in China.The present study quantitatively evaluated the effects of climate change and land use/cover change(LUCC)on the lake volume of the Qinghai Lake in China from 1958 to 2018,which is crucial for water resources management in the Qinghai Lake Basin.To explore the effects of climate change and LUCC on the Qinghai Lake volume,we analyzed the lake level observation data and multi-period land use/land cover(LULC)data by using an improved lake volume estimation method and Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs(InVEST)model.Our results showed that the lake level decreased at the rate of 0.08 m/a from 1958 to 2004 and increased at the rate of 0.16 m/a from 2004 to 2018.The lake volume decreased by 105.40×10⁸ m³ from 1958 to 2004,with the rate of 2.24×10⁸ m³/a,whereas it increased by 74.02×10⁸ m³ from 2004 to 2018,with the rate of 4.66×10⁸ m³/a.Further,the climate of the Qinghai Lake Basin changed from warm-dry to warm-humid.From 1958 to 2018,the increase in precipitation and the decrease in evaporation controlled the change of the lake volume,which were the main climatic factors affecting the lake volume change.From 1977 to 2018,the measured water yield showed an"increase-decrease-increase"fluctuation in the Qinghai Lake Basin.The effects of climate change and LUCC on the measured water yield were obviously different.From 1977 to 2018,the contribution rate of LUCC was -0.76% and that of climate change was 100.76%;the corresponding rates were 8.57% and 91.43% from 1977 to 2004,respectively,and -4.25% and 104.25% from 2004 to 2018,respectively.Quantitative analysis of the effects and contribution rates of climate change and LUCC on the Qinghai Lake volume revealed the scientific significance of climate change and LUCC,as well as their individual and combined effects in the Qinghai Lake Basin and on the QTP.This study can contribute to the water resources management and regional sustainable development of the Qinghai Lake Basin.     

近40年来内蒙古岱海水位下降的主要原因

内蒙古岱海为地处东南季风区边缘的内陆封闭湖泊，近40多年来湖泊水位持续下降，湖泊面积持续萎缩。结合历史文献，本文回顾近代岱海湖面涨、水位波动的历史，进而对近40年的岱海水量平衡要素，以及气候资料进行了定量分析。结果显示岱海湖面波动气候变化的反应敏感，气候变化仍是近40年来岱海湖泊水面萎缩、水位波动的根本原因；现代人类活动的强烈干预是岱海萎缩的强化因素。     

新疆博斯腾湖水污染特点分析

通过实地调查和对监测资料的分析 ,对博斯腾湖水质污染的特点进行了讨论。结果显示 :(1)造成博斯腾湖水质污染的主要原因是大量农田排盐水入湖 ,导致湖水污染 ;(2 )博斯腾湖污染最严重的区域是黄水区 ,主要超标物是可溶盐、COD和氨氮 ;(3)污染物入湖量最大的时间是 7～ 9月 ,入湖污染物约占全年入湖量的一半 ;(4 )博斯腾湖水质的污染主要是几个大排水渠引起的 ,它们的排放量占全部排水渠排放量的 80 %以上。同时 ,根据博斯腾湖水污染的特点 ,提出了农业发展和水环境保护的具体措施。     

新疆博斯腾湖生态环境变迁分析

博斯腾湖曾是我国最大的内陆淡水湖 ,也是新疆境内现存的最大湖泊。湖泊水位为 1 0 4 8.0 m左右 ,东西长约 5 5 Km,南北宽 2 0～ 2 5 km,湖水水面积为 1 1 60 km2 ,湖水容积 84.1× 1 0 8m3 ,水深在 8～ 1 5 m之间 ,平均水深 8.1 m。具有蓄洪灌溉 ,提供丰富的水生动植物资源、改善焉耆盆地及塔里木河下游生态系统与环境、发展旅游业、促进区域经济可持续发展等多种功能。全新世以来的水环境变化 ,尤其是近 5 0年来博斯腾湖水环境的变化 ,引起众多专家学者的关注 [1～ 4] 。经过实地考察、调查、取样分析和系统研究认为要使博斯腾湖的含盐量降低到和保持在 1 .0 g/L以下 ,必须采取一系列措施。     

塔里木河下游生态输水的合理时间初探

基于塔里木河下游8次生态输水资料和植被调查,从输水时间与天然植被落种时间的生态默契角度,分析了8次输水时间、水量以及博斯腾湖与塔里木河来水的规律,并根据塔里木河下游32种植物的落种时间,分别从不同乔、灌、多年生草本和一年生草本植物的落种与河道过水时间的相关性,对目前输水时间的合理性进行了评判,从塔里木河下游天然植被生态恢复的角度,提出了塔里木河下游最适宜的输水时间。结果显示：① 由于调水沿途损耗较大,目前输水正以博斯腾湖调水向依靠塔里木河来水转变,因此,塔里木河有没有水向下游输送是生态输水的先决条件;② 前8次输水过程中,过水时间主要集中在4-6月和8-10月两个时间段,这是由于博斯腾湖水量49.73%在4-6月;而塔里木河水量82.33%集中在8-10月;③ 从8次输水看,由于没有考虑到天然植被的落种更新问题,因此,河道过水时间与天然植被的相关性偏低,塔里木河来水的输水时间较博斯腾湖更为合理;④ 从下游乔、灌、草落种时间看,最适宜的输水时间是7-9月;从塔里木河给水时间的可行性看,每年最佳的给水时间是8月中旬到9月底。     

焉耆盆地景观遥感制图及其格局变化研究

以焉耆盆地荒漠绿洲为研究对象 ,绘制了 2 0世纪 6 0年代、90年代和 2 0 0 0年三期景观图 ,并分析焉耆盆地景观及其景观斑块类型的基本特点 ;利用这三期景观图、相关统计资料及文字资料 ,探讨了焉耆盆地景观空间格局分布及其变化的原因和影响因素 ,指出水资源的分布和人类干扰是影响和控制焉耆盆地荒漠绿洲景观格局分布和导致其景观格局动态变化的主要驱动力。     

流域气候变化和人类活动对内陆湖泊影响的分析

近几十年来干旱和半干旱地区的内陆湖泊发生了巨大的变化,有的出现了面积萎缩和水位下降,有的水位和面积保持稳定,有的消失;博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖,青海湖是我国最大的内陆咸水湖;因此,研究其流域气候变化和人类活动对湖泊的影响具有代表性,对更好保护内陆湖泊,合理利用湖泊水资源具有重要的意义。利用1958-2000年流域降水和温度的资料和灌溉引水量的资料,采用年代对比、距平百分率、滑动平均曲线方法分析了气候变化和人类活动对博斯腾湖和青海湖的影响。分析结果表明气候变化是湖泊水位变化的主要原因;人类活动对博斯腾湖水位变化有一定的影响,而对青海湖水位变化的影响微弱。     

近期新疆湖泊变化所示的气候趋势

由绿洲及其所在荒漠盆地平原与周边山地系统共同组成的新疆地域系统、是我国西北干旱区的主要部分之一。由于荒漠盆地平原系统不产生径流 ,因此 ,地表水、浅层地下水和泉水、湖泊都必然地以相邻的山地系统为供给水源地。从山地进入荒漠盆地平原的河流就成为主要供给渠道。博期腾湖、艾丁湖、艾比湖 1 995年以来 ,湖水水位明显升高 ,湖水面积的不断扩大 ,从湖泊水面面积的演变过程 ,主要水源变化 ,气温略微上升 ,降水显著增多诸因素综合系统分析 ,说明在全球气候背景下 ,区域气候和水文变化朝着有利新疆社会经济发展的方向演变 ,这种趋势将持续到 2 1世纪前 1 0年     

Long-term variations in runoff of the Syr Darya River Basin under climate change and human activities

In this study,we analyzed the hydrological and meteorological data from the Syr Darya River Basin during the period of 1930–2015 to investigate variations in river runoff and the impacts of climate change and human activities on river runoff.The Syr Darya River,which is supplied by snow and glacier meltwater upstream,is an important freshwater source for Central Asia,as nearly half of the population is concentrated in this area.River runoff in this arid region is sensitive to climate change and human activities.Therefore,estimation of the climatic and hydrological changes and the quantification of the impacts of climate change and human activities on river runoff are of great concern and important for regional water resources management.The long-term trends of hydrological time series from the selected 11 hydrological stations in the Syr Darya River Basin were examined by non-parametric methods,including the Pettitt change point test and Mann-Kendall trend tests.It was found that 8 out of 11 hydrological stations showed significant downward trends in river runof f.Change of river runoff variations occurred in the year around 1960.Moreover,during the study period(1930–2015),annual mean temperature,annual precipitation,and annual potential evapotranspiration in the river basin increased substantially.We employed hydrological sensitivity method to evaluate the impacts of climate change and human activities on river runoff based on precipitation and potential evapotranspiration.It was estimated that human activities accounted for over 82.6%–98.7%of the reduction in river runoff,mainly owing to water withdrawal for irrigation purpose.The observed variations in river runoff can subsequently lead to adverse ecological consequences from an ecological and regional water resources management perspective.     

新疆博斯腾湖湖周水体碳和盐离子的空间分布

以博斯腾湖为研究对象,在大湖区周边及开都河取水样和表层土样,分析湖周水体中颗粒有机碳（POC）和溶解有机碳（DOC）在秋季的空间分布特征及其与周围土壤碳及水体盐离子的关系。结果表明：湖周水体中POC浓度的空间变化较大（0.1~1.2 mg•L^-1）,而DOC浓度的变化较小（8.5~12.3 mg•L^-1）。两者在出湖口和入湖口处的浓度均较低,与开都河的浓度相近。与早期相比,博斯腾湖水中无机碳存在由CO₃ ^2-向HCO₃^-转化的现象。回归分析显示,水体中各形态碳与土壤碳之间没有显著的线性关系,表明水体中碳的含量受周围土壤的影响不大。