1975—2010年辉河自然保护区湖泊面积变化规律及成因分析

湖泊作为湿地的重要组成部分,对研究区域湿地的变化有重要意义.基于1975,1989,2000,2010年遥感影像,借助MapGIS软件平台和湖泊动态度模型,研究辉河自然保护区湖泊面积变化规律及成因,结果显示:1)1975 2010年,湖泊面积呈先增后减变化规律,总体为减少趋势.1975 1989年,以大约0.012km2/a的速度增加;而1989 2010年,湖泊总面积不断减少且速度不断加快,1989 2000年以0.003km2/a的速度减少,20002010年以0.019km2/a速度减少;1975 2010年总体以0.004km2/a的速度减少.2)气温升高、降水量减少、蒸发量增加、人文干扰是影响辉河自然保护区湖泊面积和数量变化的主要原因.     

巴丹吉林沙漠湖泊遥感信息提取及动态变化趋势

 结合巴丹吉林沙漠的地物光谱特征,提出了改进的MDLWI 水体指数法。该方法增加了水体与植被以及水体与干湖盆的区分度,提高了提取沙漠中水体的效率和精度。利用MDLWI 水体指数法,分析了巴丹吉林沙漠1990-2010 这20 年间夏季（1991,1995,2000,2005,2010）和秋季（1990,1996,2000,2006,2010）两个系列湖泊面积的年际变化趋势。结果表明,夏季湖泊面积平均值为19.11 km²,秋季湖泊面积平均值为17.74 km²,秋季湖泊面积明显小于夏季;20 年来秋季湖泊面积年际变化呈缓慢减少趋势,而夏季湖泊面积变化呈先减少后增大再减少趋势,且变化幅度相对较大;降雨不是湖泊补给的主要来源,湖泊面积的变化主要受地下水补给变化的影响,夏季地下水补给量大于秋季。     

基于氢氧同位素的岔巴沟流域地表水-地下水转化关系研究

以黄土高原丘陵沟壑区岔巴沟流域为研究对象,通过2005年6月、8月两次对地表水、地下水采样,分析8D、818O、电导率(EC)和pH的变化,研究了岔巴沟流域的地表水一地下水转化关系.河水的氢氧同位素和EC沿河道变化大;主河道河水的δ值沿程富集,而EC在6月份时逐渐增加而8月份则先减小后增大;地下水δ值变幅较小而EC变化大.结果表明,旱季,河水接受以泉水为主要排泄形式的地下水补给,流量很小,在部分河段甚至干涸,仅在中游部分河段,由于河道两侧地下水位下降,基流或降雨径流对地下水形成一定的补给,但在其它河段没有明显的补给;雨季,降雨径流的退水过程快,洪水补给地下水的时间短且局限在河道两侧,洪峰过后,地表径流源于基岩裂隙泉以及各支沟淤地坝拦蓄的降雨径流,中游河水接受基岩裂隙泉水及各支流的补给量增加,而下游支流及泉水流量小,对地表径流量的贡献小,地表水沿程经历强烈蒸发,仅河道附近的地下水接受河水补给.淤地坝减少地下水排泄,增加地下水的转化量以及淤积层、地表径流的矿化度,但尚未明显影响地下水水质.     

海河流域地下水储量时变趋势分析

海河流域水资源短缺,水资源供需矛盾突出,地下水供水量占流域总供水量的65%.长期以来,地下水资源被超采利用,然而由于监测地下水储量变化的监测井数量有限且分布不均,很难从流域尺度把握地下水储量的时空变化.本文利用GRACE重力卫星CSR05数据反演推算了海河流域2005～2009年间地下水储量的时序变化,为合理利用地下水资源提供科学依据.为验证GRACE反演推算结果的可靠性,将结果与该流域170眼监测井的数据进行对比分析,结果显示二者的变化趋势基本一致.研究结果表明:海河流域2005～2006年间地下水储量整体有所增加,且增加的幅度在逐步增大,在2006年达到峰值;自2006年起,地下水水储量上升的幅度呈缓慢减小的趋势,一直持续到2007年夏季.随后海河流域地下水储量减少,且减小的幅度变化不大.由此可以看出在该5年中地下水储量变化的整体趋势是逐年较小的.     

青藏高原湖泊湖面变迁及影响因素

 湖泊对气候波动有敏感记录。以地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术为基础,从20世纪70年代、90年代、2000年前后和2010年前后4期Landsat遥感影像中,提取青藏高原所有湖泊边界信息,建立青藏高原湖泊空间数据库,并收集了青藏高原47个气象台站的年平均气温和年降雨量资料（1961-2010）,研究青藏高原湖泊湖面变迁及其影响因素。结果表明,1973-2010年,青藏高原湖泊个数和总面积呈显著增加的趋势;青藏高原湖泊湖面变迁主要受气温升高、降雨量增加和蒸发量减少的影响;此外,影响青藏高原湖泊湖面动态变化的因素还有冰川分布、人类活动、湖盆形状、补给和排泄区等。     

衢江流域地表水与地下水的转化关系

地表水和地下水之间的转换关系是流域水循环和水环境问题研究的关键.以水化学和氢氧同位素作为示踪剂可以在一定程度上反映流域内地表水和地下水之间的关系.以衢江流域为研究区,分析了流域内地表水、地下水的水化学和氢氧稳定同位素的空间分布规律和演化趋势,定性和定量地揭示了流域内地表水与地下水的转化关系,结果表明:①溶解性总固体(TDS)、pH指标显示研究区地表水与地下水水化学指标空间变化特征相似,两者转化频繁;流域上游主要是地下水补给地表水,中下游则主要是地表水补给地下水;②阴阳离子组分显示:研究区水化学类型主要是HCO3-Ca、HCO3·Cl-Ca类型水,流域内水的最终来源为大气降水;水中离子主要受岩石风化和降水因素影响;③δD-18δO关系显示氢氧同位素含量沿河水流向不断富集;依据氢氧同位素与大气降水线之间的关系,显示出研究区地下水和地表水均受大气降水补给;④地表水与地下水的定量关系显示:研究区上游主要是地下水补给地表水,地下水对地表水的平均贡献率为19.67％,日均补给量为2.73×106 m3/d;中下游主要是地表水补给地下水,地表水对地下水的平均贡献率为22.77％,日均补给量为3.49×106 m3/d.     

基于Cl~-和氢氧稳定同位素的敦煌盆地地下水演化与补给

应用Cl-和氢氧稳定同位素示踪剂研究了敦煌盆地第四系含水层的地下水演化与补给过程.结果表明绝大多数地下水样品中c(Na+)/c(Cl-)1,碳酸盐的平衡反应和反硝化作用使地下水中ρ(HCO~(3-))和ρ(NO~(3-))较低.一般情况下地下水中Mg~(2+)的来源与Ca~(2+)相似,但由于含镁岩如白云岩、菱镁矿在水中的溶解性大于含钙盐,因此ρ(Mg~(2+))高于ρ(Ca~(2+)).芒硝的溶解对Na+和SO42-有重要的贡献.敦煌盆地地下水氢氧同位素沿当地大气降水线分布,反映了敦煌盆地第四系地下水起源于大气降水.南湖地下水主要接受党河上游冰雪融水的补给,敦煌浅层地下水广泛接受河流侧渗补给,反映了现代地表水补给的特点.敦煌深层地下水同位素值很低,可能是由于过去较冷时期的古水补给.     

洱海流域土地利用格局变化研究

利用1990和2006年的遥感影像数据,应用Arec View3.3和Fragstate3.3软件,根据斑块密度指数(PD)、聚集度指数(AI)、景观蔓延度指数(CONTAG)、平均景观类型分维(FRAC-MN)、Shannon多样性指数(SHDI)、景观形状指数(LSI)等景观指数对洱海流域土地利用格局进行时空变化分析,研究结果表明:①1990~2006年间洱海流域土地利用整体空间格局变化不大,但各土地利用类型的面积却发生了较明显的变化.②流域景观基质都为林地.林地、耕地和草地面积占流域总面积80%以上,且均呈下降趋势,其中耕地面积减少了41.18 km2,林地面积减少了37.19 km2,草地面积减少了32.76 km2;景观指数变化表明他们的斑块破碎化程度增高,空间异质性增加,抗干扰能力下降,形状复杂化,连通性降低.③住宅用地面积增加最多,从52.80km2上升到151.25 km2,面积增加了2.9倍,并且其镶嵌分布于水田中间.     

青藏高原东北部不同地理单元全新世湖泊演化与模拟

选择青藏高原东北部地区3个典型湖泊:猪野泽(干旱区)、青海湖(高原区)、小柴达木湖(柴达木盆地)为研究对象,基于流域能量与水量平衡模型,利用古岸堤高程和年代学证据重建古湖泊面积、古降水量与古径流量,运用虚拟湖泊能量与水量平衡模型连续模拟全新世湖泊演化过程,结合古气候代用指标分析湖泊演化与气候变化的驱动机制.结果表明, 3个典型湖泊重建结果与模拟结果较为一致;猪野泽中全新世湖泊水位变化主要受降水因素影响,晚全新世湖泊水位变化主要受控于蒸发因素;青海湖全新世湖泊水位变化主要受季风降水影响;小柴达木湖全新世湖泊水位变化幅度小,中全新世湖泊水位变化主要受西风影响,晚全新世湖泊水位主要受控于蒸发因素.     

贵州省赤水河流域土地利用/覆被变化及驱动力分析

以遥感影像与土地利用/覆被详查资料为主要数据,在Arc-GIS支持下研究贵州省赤水河流域2000-2010年间土地利用/覆被变化,分析土地利用结构变化和动态变化特征,阐明耕地变化的驱动因素.结果表明：2000-2010年间,耕地（旱地、水田）面积减少51.84 km2;园地、水域、灌木林和裸岩面积变化程度较小;草丛、稀疏植被和森林面积分别增加了1.98 km2、2.19 km2和12.85 km2;其中,建设用地年变化率与动态变化最显著分别为10.98％、13.18％,面积增加了33.40 km2.研究认为,除自然因素外,政府政策、工业化、城镇化等人文因素是影响流域土地利用的主要驱动力.     

A method for estimating the contribution of evaporative vapor from Nam Co to local atmospheric vapor based on stable isotopes of water bodies

During the summer monsoon season,the moisture of precipitation events in southern and central regions of the Tibetan Plateau is mainly moisture from the Indian Ocean transported by the Indian monsoon and terrestrial vapor derived from the surface of the Tibetan Plateau.However,the respective contributions of these two types of moisture are not clear.From June to September,the excess deuterium values of precipitation and river water in the Nam Co basin are higher than those for the southern Tibetan Plateau.This reflects the mixing of evaporation from Nam Co and local atmospheric vapor.On the basis of theory for estimating the contribution of evaporative vapor from surface water bodies to atmospheric vapor and relative stable isotopes in water bodies (precipitation,river water,atmospheric moisture and lake water),this study preliminarily estimates that the average contribution of evaporation from the Lake Nam Co to local atmospheric vapor has varied from 28.4% to 31.1% during the summer monsoon season in recent years.     

青海湖流域水文要素初步分析

青海湖流域是青藏高原东北部的特殊生态功能区。青海湖是我国最大的咸水湖,是维系青藏高原东北部生态安全的重要水体。是阻挡西部荒漠化向东蔓延的天然屏障。是区域内最重要的水汽源和气候调节器。同时还是生物多样性与生物物种基因较为丰富的重要地区之一。青海湖流域的生态地位十分重要。采用青海湖流域环湖几个主要入湖水文控制站的水文要素历年实测资料序列,统计分析青海湖流域降水、蒸发、径流、泥沙分布规律以及年内年际间的变化规律;这些统计分析有助于掌握青海湖流域入湖河流的水文特性,为地方及其流域在空间上、地区上保护青海湖流域生态环境和自然资源提供依据。对于研究流域水土流失规律和综合治理等提了一定的供科学依据。     

鄱阳湖最小生态需水研究

基于鄱阳湖水文特征,建立鄱阳湖最小生态需水计算模型。研究将频率95%对应的水位为湖泊最低生态水位,根据鄱阳湖水位-面积关系曲线,得到对应的鄱阳湖湖区面积为1 503.9 km~2。通过折算将水面蒸发转换成湖面蒸发,得到湖面净蒸发量为483.09 mm,湖区年最小生态耗水为7.3亿m~3。采用计算河道内生态需水的方法计算出湖生态需水,运用最小月平均流量法、逐月最小流量法、Tennant法、90%保证率最枯月平均流量法和90%保证率逐月流量法等,对出湖河道生态需水进行计算,并用Tennant法对结果进行评价,通过分析比较得出90%保证率逐月流量法更适合确定鄱阳湖出湖最小生态流量,得到出湖最小生态需水为777.1亿m~3,最终得到鄱阳湖最小生态需水为784.4亿m~3。研究结果对鄱阳湖流域生态保育、水生态与水环境保护及水资源管理,提供重要科学依据。     

Oxygen isotope variation in the water cycle of the Yamzho lake Basin in southern Tibetan Plateau

Given the potential use of stable isotope in the paleoclimate reconstruction from lacustrine records as well as in the local hydrology cycle, it is crucial to understand the processes of stable isotope evolution in catchment in the Tibetan Plateau region. Here we present a detailed study on the water oxygen isotope based on 2 years observation including precipitation, river water and lake water in the Yamzho Lake, south of the Tibetan Plateau. Temporal variation of local precipitation 5180 shows an apparent ＂monsoon cycle＂. In monsoon season, 5180 in waters is lower. In non-monsoon season, δ^18O in precipitation and lake water is higher and higher river δ^18O exists in spring, probably reflecting the effect of land surface evaporation, together with the higher δ^18O values in spring precipitation. It is also found that the surface lake water δ^18O varies seasonally and annually. The lower lake water δ^18O in the late summer is apparently related to the summer monsoon precipitation. The mean δ^18O value of lake water in 2007 is 1.2‰ higher than that in 2004, probably due to the less monsoon precipitation in summer of 2007, as can be confirmed from the precipitation data at the Langkazi meteorological data. It is also found that an obvious shift of vertical lake water δ^18O reflects the fast mixture of lake water. δ^18O values of lake water are over 10‰ higher than those of precipitation and river water in this region due to the evaporation fractionation. The modeled results show that the evaporation process of the lake water is sensitive to relative humidity, and the present lake water δ^18O reflects a relative humidity of 51% in the Yamzho Lake. It shows that the lake will take 30.5 years to reach present lake water δ^18O given a large shift in the input water δ^18O. The modeled results also reveal that surface lake water temperature and inflow δ^18O have slight effect on the isotopic balance process of lake water in the Yamzho Lake.     

长江流域年降水量的空间特征和演变规律分析

为获取长江流域年降水量的时空变化特征,对长江流域年降水量进行了空间分区和时间演变分析.根据长江流域146个气象站点1960~2005年的逐年降水量资料,采用经验正交函数和旋转经验正交函数对长江流域年降水量的空间变化特征进行分析,并计算了1960~2005年年降水量的线性演变规律,利用奇异谱分析方法来检测区域降水量发生突变的情况.结果表明,长江流域年降水量主要有3种空间分布型、8个降水变化敏感区域.8个敏感区域中,汉江流域、岷江-嘉陵江源区、乌江流域南部年降水量呈减少趋势,其中岷江-嘉陵江源区减少最为显著,年降水量每10年减少27.1 mm;洞庭湖-鄱阳湖地区、鄱阳湖流域南部、太湖流域、金沙江流域中部、云南地区年降水量呈增加趋势,其中金沙江流域中部年降水量显著增加,年降水量每10年增加17.7 mm.存在降水突变的地区有5个,下游的太湖流域发生最早,时间为1977年,上游云南地区最晚,为1998年.长江流域年降水量有比较明显的空间区域特征,各个区域年降水量的时间演变规律也不一致.     

公元1450年以来巢湖湖泊沉积物与区域和全球气候变化对比研究

湖泊沉积物物理、化学和生物特征是反演区域古环境的有效载体。本文选择巢湖西湖区CH-1钻孔连续湖泊沉积物的粒度和磁化率数据,结合公元1450年以来该区域旱涝灾害文献资料和全球气候变化代用指标中的Intcal 98 ~（14）C同位素数据,对500 cala.BP以来巢湖流域古气候演变,特别是降水演替进行分析。研究表明1450-1949年间,巢湖流域降水变化经历了少-多-少-多的变迁,湖芯钻孔粒度、磁化率变化很好的响应了区域和全球气候变化,环境变化与人类活动密切相关。     

历史时期乌兰布和沙漠环境变迁的再探讨

文章应用历史地理学方法，结合现代水文、河流、地貌、沉积等学科的研究成果，对历史时期乌兰布和沙漠北部环境变迁问题提出以下观点：1)乌兰布和沙漠北部在先奏为古屠申泽，其湖面远大于西汉至北魏时的屠中泽；2)西汉至北魏时屠中泽向北萎缩，湖面减为原来的44％，西汉所置窳浑，临戎、三封3县即位于河湖之滨的绿洲之上；3)黄河干流中滩～协成段受科里奥利力作用的影响，右岸冲刷较多，是该区黄河多次改道东移的惟一原因．黄河迳流是古屠申泽得以存在的惟一水源，故黄河改道是该湖不断萎缩终于干涸的根本原因；4)屠中泽干涸后湖盆受西北强烈干燥气流及沙漠流沙的侵袭，迅速沙漠化．小片绿洲亦因弃耕、缺乏植物覆盖而沙化、消亡；5)沙漠中湖泊对改善滨湖生态环境的作用显著，但其蒸发渗漏损失水量也十分巨大，对于极为缺水的黄河流域而言，维持湖泊的存在并不一定合算．     

Estimation of the rational wa-ter area for controlling wind erosion in the dried-up basin of the Ebinur Lake and its effect detection

The Ebinur Lake region was described as a “Green Labyrinth” in “Xinjiang Map Records: Records of Rivers” published in 1910, however, the ecology and environment in the region have been seriously degenerated due to the impacts of human activities during the recent 40 years. A dried-up lake basin with an area of 107.4 km² forms in its northwestern part, is covered by unconsolidated silt deposit without vegetation, and has become one of the main dust sources of dust weathers in north Xinjiang, and the dust with an annual amount of 4.8×10⁶ t is blown out of the region by strong winds from the Alataw mountain-gap where there are 164 days occurring strong winds in a year. The rational water area and inflow of the Ebinur Lake for improving the ecology in the lake region and effectively controlling wind erosion in the dried-up lake basin are estimated using the water balance equation after analyzing the current ecological problems and the relationship be-tween the granular composition of deposit in the dried-up lake basin and the dust weathers, and the ecological effects in recent years are monitored. It is considered that the water area of the Ebinur Lake for improving the ecology in the lake region and effec-tively controlling wind erosion in the dried-up lake basin should be 800 km² at least, and the annual volume of surface runoff and groundwater recharging the lake should be over 7.92×10⁸ m³.