暖湿化下西北地区水体变化趋势遥感监测

水体是支撑西北地区生态环境健康与社会经济持续发展重要的地表环境要素。在气候变化与人类活动的综合影响下，西北地区水体的时空分布发生着显著的变化，并反过来影响着区域内社会经济的发展和生态环境的保护与建设。为深入认识气候变化背景下西北地区水体的时空变化规律，本文基于高分辨率全球地表水数据集(JRC Monthly History v1.3)，分析了2000—2020年西北地区水体面积及其空间分布的变化规律。从年内变化看，西北地区水体面积在6月和9月有较显著的扩张，而10月起随着区内水分来源的减少水体面积开始缩减。从年际变化看，自2000—2020年，西北地区水体面积从3.48×10⁴ km²增加到4.82×10⁴ km²，年变化率达到682.64 km²/a。其中，塔里木河沿线区域及青海省西部水体面积扩张较为显著。塔里木河、和田河、台吉乃尔湖、达布逊湖和青海湖等常年水体周围，水体面积持续增加。本文同时利用高分辨率气候再分析数据(CMFD)分析了西北地区气候变化对水体面积及其分布的影响...     

黄海南部海门近岸牡蛎礁发育的物质基础与环境背景

中国的现代牡蛎礁多发育在河口,但位于黄海南部的海门市近岸牡蛎礁却发育在非河口地区。利用对岩芯和剖面进行的岩相、粒度、硅藻及¹⁴C年代等因子的分析测试数据,对黄海南部的海门市近岸牡蛎礁的发育场所和环境背景进行了探讨。结果发现,该地在距今5630年左右发生了一次重要的沉积环境变化,由之前的潮间带环境转变为之后的河口砂坝或者受河口影响的潮流砂脊相环境,形成了适宜牡蛎生长和牡蛎礁发育的条件。尽管牡蛎礁现在出露在粉沙淤泥质潮滩上,但是其发育的基底不是粉砂淤泥质潮滩,而是河口砂坝或者受河口影响的潮流砂脊。黏土矿物特征还显示出,海门牡蛎礁的发育还与长江口的影响密切相关。     

基于地表水循环遥感观测的黑河流域水平衡分析

流域内水循环各环节的水量及其时空分布是不断变化的,掌握流域水循环与水平衡状况是进行流域水资源合理开发利用的重要基础。以2000—2019年黑河流域水文显著变化期为研究时段,综合应用TRMM与GPM卫星观测的降水量、遥感估算的蒸散发量等数据并结合气象站点、水文站点等观测数据,对流域降水、蒸散发与径流等水循环要素的水平衡进行了分析。结果表明:祁连山区是主要产流区,向中游年均下泄水量约为45.11×108 m3。其中,消耗于中游的年均量约为29.92×108 m3,约占66%;补充下游的年均量约为15.19×108 m3,约占34%。民乐—张掖盆地是黑河中游水资源消耗的主要区域,年均消耗的上游来水和当地降水量达43.97×108 m3,约占中游消耗量的75%;中游农田蒸散发年均消耗水量约20.3×108 m3,占总消耗量的35%;上游区降水量增加是黑河干流出山口径流量增加的主因,对径流量增加的贡献率为96%,导致年均径流增加0.35×108 m3,潜在蒸散发对径流增加几乎没有贡献。根据目前黑河干流上游径流量变化与中游水资源消耗现状,如果未来水文周期变化导致上游径流减少,中下游用水矛盾凸显的风险较大。地表水循环遥感观测可作为流域水平衡分析的方法之一,分析流域地表水水资源的空间分布状况、揭示水资源变化趋势与原因,支撑水资源合理配置,陆面实际蒸散发是水平衡分析不确定性的主要来源,准确估测不同类型下垫面实际蒸散发量是提升分析可靠性的关键。基于互补相关的陆面实际蒸散发估算方法相对简单,但其中用于计算湿环境蒸散发量的Priestley-Taylor公式中乘性经验系数受地形影响空间变异很大,区域上采用统一数值会对结果造成不可忽视的影响。     

湖芯沉积物揭示的末次冰消开始时期 普莫雍错湖区环境变化*

文章讨论了末次冰消开始时期青藏高原南部普莫雍错湖芯沉积反映的环境暖湿化以及原因。通过对现代湖泊和周边河流水文状况调查,发现流域内发育众多冰川,冰川融水构成维持湖面稳定的重要来源;湖面以及湖泊沉积环境的变化与冰川融水以及相应的温度改变具有密切的联系。利用湖泊沉积岩芯PM-1孔,通过加速器¹⁴ C测年和粒度、元素、碳酸盐含量、总有机碳以及有机碳同位素、总氮、分子标志化合物、孢粉等环境指标的分析,发现在16.4~15.4cal.kaB.P.有大量流水进入湖泊,使湖面扩大,湖水加深;流域地表产生大量有机碎屑,并被流水带入湖泊进行沉积;流域内的喜湿植被得以发展。该时段湖泊扩张、陆源植被发展的原因一方面得益于冰期过后气候向温暖湿润方向转化,另一方面温度上升带来大量冰川融水则可能具有更加重要的影响,对于深入理解当前青藏高原冰川普遍退缩和一些湖泊的水面上涨具有重要的参考价值。     

1972-2012年青藏高原中南部内陆湖泊的水位变化

青藏高原的湖泊水位变化能够清晰的记录湖泊波动,分析近几十年来气候变暖背景下青藏高原典型湖泊水位的动态变化,对理解全球变化的区域响应特征和规律有重要意义。本文利用多源遥感数据,获取1972-2012年青藏高原南部地区5个典型湖泊的面积与水位序列,并分析了40年来湖泊水位的变化特征。研究结果表明,1972-2012年,普莫雍错,塔若错,扎日南木错水位呈上升趋势,分别上升了0.89 m、0.70 m、0.40 m;同期,佩枯错与玛旁雍错的水位呈下降趋势,分别下降了1.70 m、0.70 m。总体来看,五个湖泊在1990s-2012年的变化比1970s-1990s的变化更剧烈,从空间变化看,处于青藏高原边缘地带的佩枯错与玛旁雍错发生的变化呈现一致性,而位于中部地带的塔若错与扎日南木错的变化也呈现一致性。     

青藏高原纳木错湖冰物候变化遥感监测与模拟

湖冰物候是反映区域气候变化的直观指标.由于青藏高原湖冰物候的地面观测不足,遥感与模拟成为动态监测湖冰物候变化并揭示其变化机理的重要途径.本文以纳木错为例,通过不同遥感方法获取了纳木错2000年-2015年湖冰物候的动态变化.在此基础上,将遥感与物理基础清晰的湖泊过程模型相结合,重建了纳木错1963年-2018年的湖冰物...     

近20年青海湖水量变化遥感分析

青藏高原湖泊水量的变化是揭示全球气候变化及其区域水循环响应的重要信息载体。区别于常用的水文学方法,本文利用MODIS遥感影像和LEGOS高度计多年连续数据,基于湖泊水位—面积关系,探讨了湖泊水量变化的遥感分析方法,并以青藏高原面积最大的青海湖为例,揭示青海湖近20年来(2001-2016)湖泊水量年内与年际变化特征。主要结论为：青海湖湖泊面积在2001-2016年间整体扩张了187.9 km²,变化速率为11.6 km²/a;水位在2001-2014年间上升了1.15 m,变化速率为0.10 m/a。青海湖水位—面积关系表现为二次函数关系(相关系数R²=0.83)。基于水位—面积关系,进一步估算分析了青海湖水量平衡的净收支及其年内和年际变化。近20年来,青海湖水量总体呈增加趋势,其变化率约为4.5\times {10}^8m³/a。降水的增加与蒸发能力的下降是湖泊水量增加决定性的驱动因子。     

西藏纳木错深水湖芯反映的8.4ka以来气候环境变化*

利用地震剖面仪和回声测深仪调查了纳木错大部分湖区的水深和沉积物厚度分布,并在湖区东部水深60m的湖盆利用PISTON采样器获得一个332cm长的钻孔。对该钻孔进行了12个 AMS ¹⁴ C年代测定,并进行了日历年龄校正和"碳库"效应估算,根据沉积物平均粒径建立了整个钻孔的深度-年代模式。对该钻孔进行了有机碳、总氮、正构烷烃、粒度、元素地球化学、碳酸钙和矿物等环境指标的分析,结果显示8.4ka以来湖区环境变化可以分为明显的3个阶段。早期约8400 ~6400aB.P. ,以温度缓慢下降为主,但在8100 ~7800aB.P.出现一次显著的冷干事件; 中期为6400 ~2900aB.P. ,其开始显示了温暖湿润的环境特点,在6000aB.P.左右出现最强的暖湿特征后其后期转向冷干,在3000 ~2900aB.P.达到寒冷和干旱的低谷,反映了新冰期时期的温度强烈下降和降水的分配不均; 晚期从2900aB.P. 到现在,尽管温度出现回升,但总体上显示了向冷干波动变化的趋势,期间第一次降温在 1800 ~1600aB.P. ,之后温度回升后在600 ~300aB.P.再次下降,前者反映了公元初期的降温,后者则是小冰期的反映。     

纳木错流域近30 年来湖泊 - 冰川变化对气候的响应

利用1970 航测地形图和1991、2000 年两期卫星影像数据, 人工建立数字高程模型 (DEM), 解译不同时期的湖泊、冰川边界, 在GIS 技术支持下采用图谱的方法, 定量分析了 湖泊、冰川的面积变化情况。结果表明, 自1970~2000 年期间, 纳木错湖面面积从1941.64 km² 增加到1979.79 km², 增加的速率为1.27 km²/a; 流域内冰川的面积从167.62 km² 减少到141.88 km², 退缩速率为0.86 km²/a。其中, 湖面面积在1991~2000 年的增加速率为1.76 km²/a, 明显大于其在1970~1991 年的1.03 km²/a; 而冰川面积在1991~2000 年的退缩速率为 0.97 km²/a, 明显大于其在1970~1991 年的0.80 km²/a。对比该流域前后两个时期的气温、降水和蒸发变化, 发现升温幅度的增加是冰川加速退缩的根本原因, 而湖面的加速扩张主要受冰川的加剧退缩及其引起的融水增加影响, 但与区域降水量略微增加和蒸发量显著减少也具有密切联系。区域降水增加和蒸发减少及其与湖面扩张之间的内在联系仍是一个需要深入探讨的问题。     

藏南羊卓雍错流域水化学主离子特征及其控制因素

水化学主离子特征是流域湖泊的一个重要特征,对气候以及河流所经地区的环境具有指示作用.本文对藏南羊卓雍错流域水化学主离子组成特征及其控制因素进行分析,结果显示流域内不同水体(湖水、河水、地下水)之间的主离子组成以及水化学类型差异显著.其中,羊卓雍错的水化学类型为SO24--HCO3--Mg2+-Na+,巴纠错为SO24--Mg2+-Na+,沉错为SO24--Na+-Mg2+-Ca2+,普莫雍错为HCO3--SO24--Mg2+-Ca2+,空姆错为HCO3--SO24--Ca2+;流域河水中主要阴离子为HCO3-和SO24-,Ca2+为绝对优势阳离子;流域地下水化学类型则为HCO3--Ca2+.究其原因,流域水体化学组成主要受岩石风化作用控制;除此,羊卓雍错、巴纠错和沉错水化学组成亦受自身蒸发-结晶作用的影响.就入湖河水而言,羊卓雍错入湖河水整体受碳酸盐岩石风化的影响较大,蒸发岩溶解的影响次之;沉错和空姆错入湖河流(卡鲁雄曲)的蒸发岩来源则略大于碳酸盐岩来源;而硅酸盐对流域内河水的水化学性质影响较小.与入湖河水相比,羊卓雍错和沉错湖水的Mg2+、Na+和SO24-含量较高,而Ca2+和HCO3-含量较低.这应该与湖水蒸发强烈使得湖水中Ca2+和HCO3-析出并沉积到湖底有关.而空姆错由于湖泊面积小、入湖河水流量大,致使其湖水与入湖河水的主离子组成差异不显著.