1980-2007年喜马拉雅东段洛扎地区冰湖变化遥感研究

利用1980年地形图、1988/1990年Landsat TM、2000年Landsat ETM+、2007年ALOS AVNIR-2遥感资料和近42 a (1967-2008年)的气温、降水量资料对喜马拉雅东段洛扎地区的冰湖变化特征及其原因进行了研究。 结果表明:①1980年到2007年,53个冰湖(1980年面积大于0.02 km²)的总面积由1980年的9.97 km²增加至2007年的13.05 km²,增加了3.08 km²,增加的比例为30.9%。通过与非冰川补给湖的对比发现,1980年的冰湖面积比非冰川补给湖的面积大,分布的规模等级和海拔梯度更为广泛;1980-2007年冰湖面积扩张是非冰川补给湖面积扩张的102.7倍,远大于后者。可见,冰川补给对于冰湖的分布和变化有重要的影响。②1980-2007年,错那站的年平均气温呈波动上升趋势,与全球变暖的趋势一致;年降水量在波动变化中略有上升。温度升高引起的冰川融水的增加和降水的增加共同决定了研究区内冰湖面积的增长。本区冰川变化和冰湖变化主要是由温度升高引起的,但降水增加也有一定贡献。③对研究区2007年面积大于0.1 km²的32个可辨识冰湖的溃决危险性评价表明,错嘎龙浦、加朗卡、昂格错、白朗错几个冰湖的溃决危险程度最大。     

近50年来河西走廊区域生态环境变化特征与综合防治对策

近50年来,河西走廊地区在人类活动强烈作用和区域气候变化双重驱动下,区域水文与生态环境发生了一系列变化。①区域出山径流过程表现为走廊东段的石羊河流域出山流量多年变化呈显著减少趋势,河西走廊中、西段的黑河流域和疏勒河流域年均出山流量则呈现递增趋势,但下游河流水量锐减并呈现明显的人为水文过程特征,水体盐化和污染趋势加剧,其中Ⅳ～Ⅴ级污染河道长度达到208km。②南部祁连山区森林面积减少约16.5%,自20世纪90年代以来逐渐有所恢复;北部天然荒漠森林则持续衰退,天然林加速消亡,仅额济纳和民勤两地减少林地34.31×104hm₂。草地生态呈现以面积减少、草地荒漠化和载畜能力降低等为特征的持续退化趋势,河西地区总体退化草地面积达46.86%。③近50年来河西土地沙漠化发展十分强烈,其发展速度在80年代初期最高达到年递增2.15%,80年代后期至90年代,全区域土地沙漠化过程出现明显的减缓。以流域为单元,进行水资源统筹利用规划与管理,统筹兼顾不同区域经济发展与生态环境建设对水的需求,以生态系统健康发展为原则,遵循生态规律来进行土地资源的开发利用,系统开展流域为单元的生态功能保护与建设是提高区域可持续发展能力的根本途径。     

北京山区植被恢复建设对流域径流量影响研究

植被恢复是山区保持水土资源、恢复生态环境的关键措施.为探究植被恢复对流域产水量的影响,以密云水库集水区红门川森林流域为研究对象,采用Mann-Kendall非参数趋势检验、基于分离评判原理的水文分析法、Zhang(2001)模型等方法,定量分析了1989－2009年间北京山区气候及森林变化对流域径流量的影响.研究结果表明:红门川流域年降水及产流性降水量在研究时段内均呈波动下降趋势(P>0.05);流域年径流呈显著性减少趋势,且年径流量在1998 年前后发生减少突变(P<0.01);气候变化对红门川流域径流减少贡献率为43%,植被恢复建设导致的森林数量及质量变化对流域径流减少贡献率为18.6%,其他人类活动影响贡献率为38.4%.综合比较得知,与植被恢复建设相比,降水减少对山区产水量减少影响更大.研究结果可为北京山区森林流域水土资源规划及管理提供参考.     

甘南白龙江流域光照资源的气候变化特征

光照资源的变化会对气候和生态环境产生较大的影响。利用1973-2012 年甘肃甘南白龙江流域近40 a 日照时数观测资料,采用气候倾向率等现代统计诊断方法,对甘南白龙江流域光照资源的变化趋势、气候突变等特征进行了分析,结果表明：甘南白龙江流域日照时数呈现出显著增加的趋势,其增幅为33.0 h/10 a,各季节日照时数都呈增加的趋势,其中以春季增幅最明显,夏季最小。这与中国大部分地区日照时数呈现显著减少的特征不同,体现出甘南白龙江流域独特的气候特点及日照时数变化的复杂性。甘南白龙江流域日照时数在1994 年之前以负距平变化为主,1994 年及其之后以正距平变化为主,为光照资源偏多期。甘南白龙江流域年平均日照时数及各季节平均日照时数均发生了增多突变。1983 年为年平均日照时数的增多突变起始年。夏季平均日照时数增多突变发生在20 世纪90 年代末,其余各季平均日照时数增多突变均发生在80 年代。年日照时数异常偏少年份主要发生在20 世纪80 年代,异常偏多仅出现在2002 年。在气候变暖的背景下,甘南白龙江流域≥0.1 mm降水日数的减少可能是引起日照时数增加的主要原因。日照时数与气温、蒸发量均呈显著的正相关。三者在变化趋势上有着很强的一致性。     

1960-2009年石羊河流域气候变化及极端干湿事件演变特征

利用石羊河流域4个气象站1960-2009年逐日气象资料,应用FAO Penman-Monteith模型、相关分析等方法分析石羊河流域气候变化特点。结果表明:①1960-2009年气温、降水及湿润指数均在波动中呈较明显的增加趋势,气温、降水和湿润指数变化倾向率分别为0.338 ℃/10 a、4.791 mm/10 a 和0.006/10 a, 1960年代-2000年代石羊河流域经历了相对冷干-冷湿-暖湿3个阶段,暖湿化趋势明显;②冬季是暖湿化趋势最明显的季节,其次是秋季;③从上游向中下游多年平均湿润指数逐渐减少,湿润指数离散程度由小变大,湿润化速度由快变慢,而增温速度大体上存在逐渐增加的趋势;④1960-2009年石羊河流域极端干旱事件频率在波动中呈减少趋势,极端湿润事件频率却在波动中呈增加趋势,1960年代和1970年代是石羊河流域极端干旱事件持续频发的年代,上中下游不同地区极端干湿事件持续频发的时间存在差异。降水和风速是影响极端干湿事件变化的主要气象因子。在全球变暖背景下,石羊河流域干旱的气候环境有一定的改善。     

嘉陵江流域降水变化及旱涝多时间尺度分析

依据嘉陵江流域1961-2012 年的气象数据,采用数理统计方法结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水量时空变化和旱涝灾害特征。结果表明:近52 a 来全流域年平均降水量以13.69 mm/10 a 的速率减少,并在1984 年发生突变,随后降水量明显减少;从区域分析看,受季风和海拔高度等因素的影响,降水量东南多西北少;近52 a 来,除达县和沙坪坝两个站点降水量呈微弱增加外,其余地区降水量均呈减少趋势,略阳-广元-绵阳一带降水量减少速率最高。嘉陵江流域20 世纪60 年代偏涝,涝灾发生频率高;70 至80 年代旱涝灾害交替出现,整体偏涝;90 年代以来,该流域旱灾发生频率与程度均高于涝灾,整体偏旱;该流域由涝灾向旱灾转化的趋势明显。     

黄土高原清水河流域土地利用/覆盖和降雨变化对侵蚀产沙的影响

近50 a来,在气候变化和生态恢复与治理工程实施的背景下,黄土高原的侵蚀产沙特征发生了明显的变化。以黄土高原典型中尺度流域清水河流域(面积436 km2)为研究对象,利用1959、1986、2007年的土地利用解译结果和1960—2005年该流域实测输沙和降水资料,采用非参数Mann-Kendall趋势分析法和滑动t检验法研究了该流域年输沙量、降雨量的变化趋势和突变点,并与通用土壤流失方程相结合分析了该流域土地利用和降雨变化对输沙量变化的贡献率。结果表明:该流域年输沙量47 a间有显著的下降趋势,突变点位于1980年;降雨量没有明显的趋势性变化,极端降雨指数下降。降雨因素对输沙量减少的贡献率为9.89%,土地利用的贡献率为90.11%,土地利用变化中工程措施淤地坝的贡献率为5.56%,植被变化的贡献率为84.55%。该流域47 a间乔木林地面积增加了944.27%,灌木林地增加了19.33%,表明清水河流域林地面积增加是导致输沙量减少的主要原因。     

近50a来中国阿尔泰山冰川变化——基于中国第二次冰川编目成果

利用"中国冰川资源及其变化调查"项目最新冰川编目成果和中国第一次冰川编目结果,对中国阿尔泰山冰川近50 a变化进行分析。结果表明,1960至2009年期间,中国阿尔泰山地区冰川普遍退缩,冰川数量、面积与冰储量分别减少116条、104.61 km²和6.19 km³。与中国其他山系冰川变化相比,阿尔泰山冰川面积年平均减少率最大,是冰川退缩最强烈的地区。阿尔泰山冰川在各个朝向均呈退缩趋势,其中朝北向冰川条数与面积减少大于其他朝向,朝西向冰川变化最小。2 400~2 600 m、2 600~2 800 m和3 000~3 200 m三个海拔区间冰川条数和面积均呈减少趋势,其中2 600~2 800 m冰川退缩最为显著。冰川变化呈现出区域差异性,布尔津河流域冰川数量和面积减少最多,但在其他流域冰川条数减少与面积减少并没有保持一致性,小冰川大规模退缩(或消失)是导致阿尔泰山地区冰川变化区域差异的主要原因。阿尔泰山地区冰川退缩与气候变化关系密切。对研究区4个气象台站5-9月平均气温和10-4月降水变化分析表明,自1960年代以来,阿尔泰山地区5-9月平均气温显著上升,气温上升导致的冰川消融在一定程度上抵消了固态降水增加对冰川的补给。     

黄河流域内蒙古段1951—2012年气温、降水变化及其关系

黄河流域内蒙古段是内蒙古自治区重要的经济发展区,研究其气候因子变化对流域水资源、区域经济社会发展及生态环境保护有重要意义。论文利用研究区及其周边地区52个气象站点1951—2012年气温与降水量资料,采用回归分析、年代均值比较、5 a滑动、气候倾向率和Mann-Kendall检验等方法,对气温与降水变化及其关系进行了分析。结果表明：近62 a来,研究区域平均气温、平均最高和最低气温均呈明显上升趋势（0.283 ℃/10 a、0.235 ℃/10 a、 0.590 ℃/10 a）,尤以20世纪90年代增温最为明显,冬季增长速率最快,对气温升高贡献最大。3类气温分别在1988、1989、1982年发生了突变,平均气温、平均最高气温突变时间均晚于平均最低气温。多年降水量年际变化较大,总体呈下降趋势（-1.48 mm/10 a）,但下降幅度不明显。年降水量与平均气温、平均最高气温、平均最低气温在20世纪80—90年代相关性较好,均呈上升趋势,而其他时期则呈阶段反对称变化。从季节上看,春季降水量与3类气温年值相关性最好;夏季降水量与3类气温的年际变化趋势类似;秋季降水量与3类气温呈阶段反对称性变化;冬季降水量与3类气温在20世纪90年代到21世纪呈反对称变化,其他年代则呈现一致的变化趋势。     

北方干旱化和土地利用变化对泾河流域径流的影响

论文以在黄土高原上发育,流经中国北方干旱、半干旱地区的黄河二级支流--泾河为研究对象,基于20世纪八九十年代的土地利用影像资料,以及泾河流域1970~2002年的气候、水文资料,采用美国农业部开发的分布式流域水文模型SWAT,分析了20世纪80~90年代泾河流域的降雨量和径流量的变化。从80到90年代,流域年降雨量呈逐年递减趋势,80年代多年平均月降雨量明显大于90年代多年平均月降雨量,尤其在7~9月,平均降雨量明显减少。受气候干旱化和土地利用/覆被变化的共同作用,80~90年代,流域多年平均年径流减少了8.92m³s^-1。为了区分气候变化和土地利用变化对流域径流的影响,采取分别固定气候因子与土地利用/覆被变化因子的方法,将模拟情景输入模型,定量区分气候和土地利用/覆被变化对流域径流的影响方式和程度。结果表明,气候干旱化趋势使流域多年平均年径流减少28.08m³s^-1,为气候、土地利用/覆被变化共同影响径流变化量的314.80%;土地利用/覆被变化使流域多年平均年径流增加26.57m³s^-1,为气候、土地利用/覆被变化共同影响径流变化量的297.87%。     

近50 a气候变化背景下青藏高原冰川和湖泊变化

论文综述了近年来青藏高原冰川和湖泊变化研究取得的成果,并特别着重于冰川和湖泊变化的相互关系论述。在全球变暖背景下,近几十年青藏高原冰川以退缩为主,湖泊水量以增加为主。论文一方面对青藏高原冰川末端退缩、冰川面积和冰川储量变化方面的研究成果进行了综合分析,探讨了冰川变化的时空特征;另一方面从湖泊面积和水位与水量变化探讨了湖泊变化的时空规律。结果表明青藏高原冰川退缩的幅度总体上呈从青藏高原外缘向内陆呈减小的变化态势,受冰川融水补给比较大的湖泊近期面积扩张、水位上升明显。最后指出了青藏高原冰川、湖泊变化研究中存在的问题及今后的发展趋势。     

20世纪以来西藏冰湖溃决灾害事件梳理

冰湖溃决洪水（泥石流） 是西藏自治区主要自然灾害之一,对已溃决冰湖特征及灾害影响范围与程度的认识是判定冰湖溃决条件、构建冰湖溃决评价指标体系以及开展冰湖溃决洪水估算与模拟的基础。通过对已溃决冰湖灾害事件文献及资料整理,结合地形图、遥感影像、中国冰川编目数据、Google Earth、冰湖溃决遗迹记录及野外考察,系统梳理了20 世纪以来西藏地区发生的27 次冰湖溃决事件,从多个角度判定并给出了23 个已溃决冰湖所在的地理位置,并对金错、印达普错和次拉错冰湖溃决事件描述进行了勘误,指出1982 年8 月27日在定结县发生的冰湖灾害事件应是印达普错溃决所导致,2009 年7 月29 日在边坝县发生溃决的冰湖是错嘎,而非次拉错。     

1973-2018年布喀达坂峰地区前进冰川遥感监测

冰川跃动是冰川动力不稳定性的表现,影响着全球约1%的冰川。基于1973-2018年208景Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像,对布喀达坂峰地区不同时期前进冰川进行遥感识别。结果表明：（1）1973-2018年布喀达坂峰地区共有7条冰川发生过前进,其中冰川末端快速退缩型冰川有3条,冰川末端波动前进型和冰川末端稳定型冰川各有2条。莫诺马哈冰川和5Y542H0020冰川可能为跃动冰川,且前者正处于跃动阶。（2）近45年间布喀达坂峰地区7条冰川共出现过25次前进现象,各条冰川发生前进次数均多于（含）2次;前进冰川发生时间主要集中于2000s（7次）和1970s（6次）。该地区冰川在各月份均发生过前进现象,推断该地区前进冰川属斯瓦尔巴型。布喀达坂峰地区冰川前进无明显规律,大多数冰川两次前进时间间隔为10年左右。（3）布喀达坂峰地区冰川前进可能受热控和水控机理共同作用,单一的气候变化尚难以解释其变化机理。     

西藏多庆错湖面变化及原因分析

论文根据1975年地形图、20世纪70年代至2009年7期MSS/TM卫星遥感资料对西藏日喀则地区东南部多庆错、嘎拉错湖泊面积变化进行分析。结果表明,多庆错和嘎拉错湖泊面积波动变化一致,2002年之前,除1976年湖泊面积较小外,其他年份多庆错、嘎拉错湖泊面积分别在80和10 km²以上,2000年湖泊面积最大,2002年之后,两个湖的面积都明显缩小。从冰川变化情况看,近34 a来,虽然该流域周围冰川与高原其他区域冰川变化趋势一致,处于消退状态,但其融水量对湖泊补给作用不明显。该流域气候变化趋势为温度升高、蒸发量减少,降水量呈波动变化。湖泊面积的涨、缩与降水量有较好的正相关关系,而与温度变化呈负相关。综合分析表明,多庆错流域湖泊变化与冰川退缩关系不密切,降水是湖面波动的主要原因。     

A 50-year record of dichloro-diphenyl-trichloroethanes and hexachloro-cyclohexanes in lake sediments and penguin droppings on King George Island, Maritime Antarctic

Since the ban on the use of organochlorine pesticides （OCPs） such as dichloro-diphenyl-trichloroethane （DDT） and hexachlorocyclohexane（HCH） in agriculture, their levels have generally dropped. In a number of cases, however, the levels of these OCPs were found to be unchanging or even increasing after the ban. With the aim to unveil the possible causes of these exceptions, we collected two lake cores from King George Island, West Antarctica, and determined their accumulation flux profiles and temporal trends of these OCPs. In the lake core sediments with glacier meltwater input, the accumulation flux of DDT shows an abnormal peak around 1980s in addition to the expected one in 1960s. In the lake core sediments without glacier meltwater input, the accumulation flux of DDT shows a gradual decline trend after the peak in 1960s. This striking difference in the DDT flux profiles between the two lake cores is most likely caused by the regional climate warming and the resulted discharge of the DDT stored in the Antarctic ice cap into the lakes in the Antarctic glacier frontier. Furthermore, to investigate the change of OCPs loadings in the Antarctic coastal ecosystem, we reconstructed the HCH and DDT concentration profiles in penguin droppings and observed a gradual increase for the former and a continuous decrease for the latter during the past 50 years. The increase of HCH seems to be due to the regional warming from the early 1970s and the resulted HCH discharge to the coastal ecosystem by glaciers＇ meltwater and the illegal use of HCH in the Southern Hemisphere in the recent decade. The different temporal trends of HCH and DDT accumulation rate in the lake core with glacier meltwater input and the aged penguin droppings can be explained by their different water-soluble property.     

长江黄河源区冰川变化及其对河川径流的影响

以位于青藏高原长江源头的各拉丹冬地区和黄河源区的阿尼玛卿山地区冰川为例,利用两期遥感影像资料(长江源为1969年和2000年,黄河源为1966年和2000年),在地理信息系统技术的支持下分析研究区典型冰川作用区小冰期(LIA)、1969年(1966年)和2000年的冰川范围变化、冰川进退情况,在此基础上,运用由点到面的研究方法,外推整个长江和黄河源区近几十年来的冰川变化情况,并以沱沱河流域为例,分析了冰川变化对河川径流的影响。结果表明,长江源各拉丹冬地区1969～2000年冰川总面积减少了1.7%,而黄河源阿尼玛卿山地区冰川面积减少是长江源区的10倍,同期,长江源区冰川末端的最大退缩速率为每年41.5m,而黄河源区每年为57.4m,与黄河源区相比,长江源区冰川退缩速度不是太大,基本上处于稳定状态,且有前进冰川存在。20世纪60年代以来,江河源区冰川虽呈长期退缩的总趋势,但也出现过明显的前进,长江源区在1969年～1995年,黄河源区在1966年至1981年,大多数冰川处于前进状态或稳定。长江源区冰川转入退缩阶段的时间要比黄河源区晚约10a左右。冰川退缩使长江源区和黄河源区年均各自损失冰川水资源约0.7×108m³。由于长江源区冰川变化幅度小,虽冰川退缩使冰川融水径流量有所增加,但对径流的影响程度相对较小。     

冰川水资源资产负债表编制实践

冰川是自然资源重要组分。因受认知所限,当前水资源资产负债表编制中尚缺乏对冰川资源的考虑。参考水资源资产负债表编制案例,结合冰川水资源自身特征,构建了冰川水资源资产负债表。研究表明：冰川水资源的独特性使其资产负债核算与其他类型水资源存在差异;冰川水资源资产包括水量资产和水域资产,即冰川冰储量和冰川融水径流量,冰川面积和冰川融水水域面积;冰川水资源负债主要来源于人类活动造成的冰川水资源消退和过耗、冰川融水环境损害和由此导致的冰川水资源服务衰退。青藏高原大江大河源区是冰川水资源负债区,而其负债却成为中下游的收益。应建立国家或下游为主导的水资源补偿机制,以冰川水资源流量变化为依据,统筹管理青藏高原大江大河源区流域水资源,适度对源区进行冰川水资源价值补偿。     

新疆叶尔羌河突发性洪水初步研究

叶尔羌河发源于昆仑山和喀喇昆仑山区,是新疆第三大河。近30年,每2—3年发生一次突发性洪水,给下游人民造成很大灾难。 本文阐述了该洪水的特性,时空分布、演进情势及峰量变化,加之分析气象资料、地质地貌条件,首次提出突发性洪水成因于冰川阻塞湖泄洪,其策源地位于克勒青河上游的克亚吉尔特索湖和特拉木坎力湖。随着冰川的衰退,阻塞湖将逐渐缩小。