察汗淖尔湖泊面积变化及其对气候的响应分析

以察汗淖尔流域为研究对象,基于1990—2020年Landsat遥感影像,通过归一化水体指数（MNDWI）结合人工目视解译的方法提取察汗淖尔31年的丰水期湖泊面积并分析其演化规律。选取化德、尚义和商都3个气象站点的月气温、降水、蒸发量和相对湿度数据,采用线性倾向估计法和Mann-Kendall检验法分析了气候要素的变化趋势,并利用主成分分析和相关性分析法综合说明了察汗淖尔湖泊面积对气候因子的响应关系。结果表明:1）31年间,察汗淖尔流域呈气温上升、降水量下降、蒸发量上升的暖干化趋势;2）1990—2020年察汗淖尔湖泊面积经历稳定、减少、增长、再减少,4个变化阶段,湖泊面积于1991年达到最大49.72 km2,于2005年达到最小0.074 km2,整体呈下降趋势;3）湖泊面积对气候的响应迅速,夏季降水量和夏季蒸发量为影响丰水期湖泊面积的主要因素,同时也是造成湖泊季节性变化明显的主要因素。     

1975~2015年大连市海岸线变迁和围填海变化

本文基于Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像,综合运用RS和GIS技术,结合Google Earth,研究了大连市1975~2015年大陆海岸线及围填海面积和类型的变化。结果显示:（1）大连市海岸线的变迁包括向海扩张和向陆退缩两种情况,以向海扩张为主;（2）1975~1990年、1990~2000年和2000~2015年围填海面积分别为187.56 km2、90.50 km2和425.42 km2,年均增长率分别为12.50 km2/a、9.05 km2/a和28.36 km2/a,其中2000~2015年围填海面积最大,1990~2000年围填海面积最小;（3）1975~2015年围填海覆盖类型中工业用地的比例逐渐增高,水库/坑塘的比例逐渐降低,岛屿和交通用地的比例先降低后升高,水田和裸土只出现在1975~1990年;（4）由于围填海等人类活动,1975~2015年共有15个大小不同的岛屿与大陆相连;（5）海岸线向陆退缩的原因是一些养殖池或工业用地被拆除,主要发生在2000~2015年。     

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。     

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。     

近30年来高邮湖(含邵伯湖)自然水域面积变化及其影响因素

湖泊水域面积变化特征反映气候与人类活动对湖泊生态系统结构与功能的影响,对湖泊健康评价与水生态修复有重要指导价值.以1988-2015年8期Landsat TM/ETM+遥感影像为数据源,综合运用目视解译法与比值阈值法提取了研究区高邮湖（含邵伯湖）及其围网养殖区的边界信息,分析了研究区水域面积变化特征及其影响因素.结果表明:①1988-2015年研究区自然水域面积呈现前期持续缩小、近期部分恢复的阶段性变化趋势.其中,1988-2000年自然水域面积缓慢缩减,平均减小速率为4.08 km2/a;2000-2011年迅速缩减,平均减小速率为12 km2/a;2011-2015年迅速增长,自然水域面积增加108 km2;1988年自然水域面积最大（716 km2）,2011年最小（535 km2）,2015年部分恢复（643 km2）.②1988-2015年流域内年均降水量先减后增,年均气温逐渐升高.年均气温升高与自然水域面积变化具有相关性（R2=0.472）;年均降水量则与自然水域面积变化无明显关联（R2=0.118）.③1988年和1992年研究区内未见明显的围网养殖,2000年围网养殖区面积仅为45 km2,2011年最大,达199 km2.2000-2009年和2009-2015年围网养殖区面积平均增长速率分别为15.56和9.00 km2/a;北部湖区围网养殖集中,自然水域面积变化最为显著,东西湖区次之.研究显示,1988年以来,年均气温和围网养殖对高邮湖自然水域产生了显著影响,湖区北部湿地侵占严重,湿地生态屏障功能下降.      

近40a来博斯腾湖水资源遥感动态监测与特征分析

湖泊水资源变化记录了气候变化和人类活动对区域水文过程的影响,及时、准确地获取湖泊的水资源变化信息,对认识区域乃至全球环境演变具有重要的参考意义。文章通过多源遥感数据,宏观、动态地监测了近40 a来博斯腾湖的面积、水位和库容等水文信息,分析了时间动态变化过程与演变特征。研究结果表明:在人类活动和全球变化的共同作用下博斯腾湖水资源总体呈现减少趋势,变化过程呈现波动性,依次可将整个变化过程可分为3个阶段。11972—1990年,博斯腾湖处于萎缩阶段。这一阶段湖泊面积持续萎缩,水位持续下降,水量持续减少,1990年最低水位1 045.32 m,湖泊面积为908.12 km2。21990—2002年,博斯腾湖处于显著扩张阶段。这一阶段湖泊经历了水位上升、面积增大和水量增多,其中2000年达到了峰值,此时湖泊最大面积为1 210.68 km2,湖泊最高水位为1 048.5 m,湖泊蓄水量约为90×108m3。32002—2010年,博斯腾湖处于持续萎缩阶段。博斯腾湖的水位、水量和面积呈现持续下降的趋势,2009年湖泊水位较2002年约下降了3.3 m,水资源总量减少了约38.56%。这一变化特征是一定时期内区域水资源补给平衡的结果,其变化原因既有气候波动的因素,也有人类活动的影响;但是在短期内,博斯腾湖水资源主要受到人类活动的影响。     

1986—2015年青藏高原哈拉湖湖泊动态对气候变化的响应

湖泊是气候变化的敏感指示器,研究其动态变化对揭示全球气候变化具有重要意义。以哈拉湖流域为研究区,基于3S技术提取流域内湖泊面积、形状等信息,揭示近30年哈拉湖流域湖泊动态变化特征,并探讨其对气候变化的响应。结果表明：1986—2015年间,哈拉湖流域湖泊面积变化呈“V”型,其动态变化大致可分为两个阶段：波动下降阶段（1986—2001年）和波动上升阶段（2001—2015年）。其中1986—2001年湖泊面积由593.68 km²减少到584.83 km²（减少8.85 km²）;2001—2015年由584.83 km²增加到614.31 km²（增加29.48 km²）。对湖泊面积变化量与冰川面积变化量及同期遥感数据阶段各气候要素相关分析发现,湖泊面积变化量与阶段降水量呈正相关,且相关显著性水平在0.01以上,进而降水量是湖泊动态变化的主导因素。     

21世纪以来黄河源区高原湖泊群对气候变化的响应

利用2001~2006年逐年汛前期和汛后期两个时相黄河源区湖泊群EOS-MODIS卫星遥感资料和气候、冻土监测数据,分析了21世纪以来黄河源区高寒湖泊群的最新动态变化,描述了器测时期以来该区域气候的演变背景,揭示了湖泊面积和数量对气候、冻土环境变化的响应。结果表明:近52年来源区出现了气温显著升高、降水量增加和蒸发量增大的气候变化大背景,但2001年以来气候以暖湿为主要特征的同时,蒸发量明显减少,且受气候变暖的影响冻土环境表现出冻土厚度减小、冻结时间缩短等退化趋势;2001~2006年黄河源区湖泊群的最新波动表现为湖泊面积增大、数量增多的一致性变化迹象,这种波动趋势在汛前期表现得较汛后期更为显著,并以湖泊数量的变动最为明显;21世纪以来黄河源区湖泊扩张、数量增大正是同期降水量增大、蒸发量减少和冻土退化加大了地下冰融化水补给量等气候变化的直接结果。     

中国湖泊温度变化特征及其对气候变化的响应

利用2000~2015年MODIS温度产品数据MOD11A1,以中国不同自然地理单元且面积大于250km²的9大湖泊（呼伦湖、兴凯湖、洪泽湖、太湖、抚仙湖、纳木错、色林错、青海湖、博斯腾湖）为研究对象,利用小波变换的方法对湖泊温度的季节与年际变化特征以及对气候变化的响应进行了研究.结果表明：9大湖泊温度季节变化特征明显;湖泊温度的年温差从北向南随纬度变小而逐渐减小.在2000~2015年,湖泊温度的年际变化趋势均表现为先上升后下降.抚仙湖、色林错和博斯腾湖湖温年际变化的拐点均为2009年,其余6个湖泊年际变化的拐点均为2010年.根据再分析资料得到的湖泊气温均在2011~2015年呈下降趋势.所有湖泊水温对湖泊气温的响应程度强,湖温和气温的变化趋势基本一致.在气候变暖的背景下,各个湖泊结冰期出现了不同的响应特征.在2000~2015年,色林错结冰开始日期延后趋势最明显,而纳木错结冰开始日期提前趋势明显;呼伦湖融冰日期提前趋势最明显,而纳木错融冰日期呈延后趋势明显;呼伦湖和青海湖的结冰期缩短,纳木错和色林错的结冰期延长,而兴凯湖和博斯腾湖结冰期变化趋势不显著.     

胶东半岛湖泊面积对气候变化的响应

湖泊是陆地水圈的重要组成部分,不仅参与自然界水循环,而且具有提供水源、调节洪水、维持生态环境健康等功能,研究湖泊面积的动态变化特征,探讨湖泊面积动态对气候变化的响应对水资源的合理利用及生态环境保护具有重要的现实意义。以胶东半岛为研究区,基于1985—2017年的Landsat遥感影像数据为数据源,提取了胶东半岛近33年的湖泊面积和数量信息,揭示了胶东半岛湖泊水体面积变化特征及其对气候变化的响应关系。结果显示：1985—2017年,胶东半岛湖泊面积和湖泊数量均呈波动减少趋势,分别减少100.02 km²和79个。[0.01, 0.1) km²等级的湖泊面积表现为波动增加趋势,其他等级的湖泊面积均表现为波动减少趋势,≥10 km²等级的湖泊面积下降最明显。胶东半岛湖泊面积与降水呈正相关,显著水平均在0.05以上;湖泊面积与气温呈负相关,未达显著水平。胶东半岛影响湖泊面积突变的降水量阈值为626.9 mm左右。低于626.9 mm,湖泊面积随降水量减少而急剧下降;高于626.9 mm,湖泊面积随降水量增加而稳定增长。“引黄济青”工程对大型湖泊面积变化具有重要影响,且极大地缓解了烟威地区的旱情,对胶东半岛自然生态环境和社会经济的可持续发展发挥了重要作用。     

1982—2009年青藏高原草地覆盖度时空变化特征

利用GIMMS和SPOTVGT两种归一化植被指数(NDVI)数据对青藏高原地区1982—2009年期间草地覆盖的时空变化进行研究,结果如下:①青藏高原草地植被覆盖的年际变化存在着显著的空间差异。趋于升高的区域主要分布在西藏的北部和新疆的南部;趋于下降的地区主要分布在青海的柴达木盆地、祁连山、共和盆地、江河源地区及川西地区。②青藏高原草地覆盖度年际变化趋势分析表明,在90%的显著性检验水平上,降低和增加面积的比率为0.31,草地植被覆盖水平总体趋于升高态势。③以10 a为步长的分析表明:草地盖度呈现持续增加的区域主要分布在西藏北部;阿里地区草地盖度表现为先减少后增加;雅鲁藏布江流域草地盖度呈现先增加而后减少;而持续减少的区域主要分布在青海省以及川西地区,其中青海省分布最广;统计结果显示,高原大部分地区草地盖度具有升高的态势。     

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。     

藏北高原自然资源的利用与保护

藏北高原面积约60万km²,海拔在4500m以上,为青藏高原的主体。其气候寒冷干燥,人迹稀少,以高寒草原为主的生态系统基本保存完好,其天然草地辽阔,各类可利用草地面积占土地总面积53％,为西藏最大牧区,适宜发展地毯毛羊--藏绵羊。这里栖居着许多青藏高原特有的国家一、二类保护动物及有一定经济价值动物资源。高原上湖泊众多,湖泊面积占全国湖泊总面积的1/4以上。其中许多盐湖盛产有工业开采价值的食盐、天然碱及硼、锂、钾等重要稀有元素,为我国主要矿盐产地和远景开发区。目前因草地生态脆弱和利用不当,已有4％草地退化,沙地面积扩大,野生动物栖居范围也趋缩小;少数盐矿产地环境有所污染,盐湖资源浪费较大。所以适度利用天然草地、保护野生动物和综合开发盐湖资源,防止自然生态环境的恶化乃是开发藏北高原生物矿产资源的重要战略措施。     

青藏高原粮食生产、消费及安全风险格局变化

青藏高原是中国粮食短缺地区之一,提高其粮食自给能力和确保粮食安全一直受到中央和地方政府的高度重视。在修订牧业区和半农半牧地区人均粮食消费需求量标准的基础上,利用1985-2015年青藏高原县级行政单元粮食产量和消费数据,采用波动系数法、分级法、重心模型以及粮食短缺指数模型,分析青藏高原粮食生产和消费的时空变化特征,并评估114个县市的粮食安全风险状况。结果表明：青藏高原粮食生产与消费空间分布不均衡,粮食生产呈环形分布在青藏高原东部湟黄谷地、藏东和藏南沿江河谷地带,中部和西部粮食产量较低,粮食消费呈东高西低格局;本地粮食生产不能满足居民消费需求,区域粮食缺口量达21.04万~121.69万t,相当于粮食消费需求的8.22%~40.11%,考虑旅游人口的影响,2015年区域粮食缺口达132.92万t;青藏高原粮食安全风险较高的地区广泛分布在藏北高原、青南高原、祁连山地以及城市化水平较高的拉萨市辖区和西宁市辖区,旅游业发展对林芝市的粮食安全风险影响显著;单纯依靠粮食增产不能解决区域粮食问题,建立完善的粮食储备和交通物流体系、加强与内地及周边国家的粮食贸易合作,是保障青藏高原粮食安全的关键。     

Spatial and temporal distribution of total ozone over China

１　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＯｚｏｎｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｔｒａｃｅｇａｓｅｓｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．Ｉｔｃａｎａｂｓｏｒｂｎｅａｒｌｙａｌｌｓｏｌａｒｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｒａｄｉａｔｉｏｎ（ＵＶＢ）ｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ０－２０—０－３５μｍ．Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｓｔｒａｔｏｓｐｈｅｒｉｃｏｚｏｎｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｌｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｔｒａｔｏｓｐｈｅｒｅ．Ｔｈｅｄｅｃｒｅａ…     

桐梓河流域输沙量变化及其对气候和人类活动的响应

基于桐梓河流域二郎坝水文站1975-2015年长时间序列降水、蒸散量及输沙量数据,通过累积距平法、Morlet小波分析和Hurst指数等数理统计方法;定量分析了流域40年以来输沙量的演变过程以及未来变化趋势,并应用累积量斜率变化率比较法定量评估了研究区降雨量变化和人类活动对流域输沙量变化的影响和贡献率。研究结果表明：（1）40年来流域降水量介于608.10~1132.70 mm之间,其平均值为829.00 mm,呈不显著减小趋势,年均减小量为-3.10 mm/a。（2）流域年输沙量介于0.44万~478.01万t,其平均值为64.68万t,呈极显著减少趋势,减少速率为-4.13万t/a。未来流域输沙量呈持续递减趋势,但10年后将呈现出增加趋势。（3）1989年为流域输沙量的突变年份,1989年以前呈现上升趋势,1989年之后呈显著下降趋势,且突变年份后输沙量较突变年份前减少了76.82%。（4）输沙量存在12年左右的年代际震荡周期,形成了两个高震荡周期和一个低震荡中心,高震荡周期位于1976-1979年以及1986-1992年,低震荡周期位于1979-1985年。（5）多年季节输沙量呈持续性减少趋势,夏季输沙量在8年之后可能呈现出增加趋势,而其他季节则不存在持续性周期。（6）以1975-1989为基准期,降水量和人类活动对流域输沙量的贡献在1990-2015年分别达到4.87%和95.14%;如果考虑蒸发量对流域输沙量的影响,则人类活动对桐梓河流域径流量变化的贡献率在2003-2015年会增加到98.65%。流域输沙量在1990-2015年的减少主要由人类活动控制,人类活动每年导致输沙量减少1.57万t。     

1982—2015年长江流域植被覆盖度时空变化分析

量化植被覆盖变化及其与气候变化之间的关系,是当前全球变化和陆地表层生态系统研究领域的热点和难点。论文基于GIMMS-NDVI数据和气象数据,运用趋势分析、突变分析、偏相关分析以及残差分析,探讨长江流域植被覆盖度时空变化特征及其对气候和人类活动干扰的响应机制。结果表明：1）1982—2015年间长江流域除岷-沱江和太湖流域植被覆盖度为下降趋势外,其余均呈上升趋势,呈上升趋势的区域占流域总面积的69.77%,其中45.09%的区域呈显著上升趋势（P<0.1）;2）基于Mann-Kendall突变分析发现,1982—2015年间长江流域植被覆盖度年际变化存在突变现象,且区域差异性显著;3）气温与植被覆盖度的偏相关系数绝对值最大的像元占研究区总面积的43.31%,表明气温是长江流域近30 a植被覆盖度年际变化的主要影响因素;4）人类活动对长江流域植被覆盖度的影响力以持续增强为主,人类活动减弱的区域主要分布在金沙江流域、岷-沱江流域、汉水流域局部区域以及各大省会城市区域。