基于Landsat影像的1999—2019年鄱阳湖面积动态监测

鄱阳湖作为中国第一大淡水湖,近年来多次出现洪旱灾害。本研究基于1999—2019年间231个时相的Landsat遥感影像数据,通过单波段阈值法、多波段谱间关系法、归一化差异水体指数(NDWI)、改进的归一化差异水体指数(MNDWI)提取鄱阳湖水体信息,定量分析1999—2019年鄱阳湖水域面积动态变化状况并探究其原因。结果表明,在4种水体提取方法中MNDWI提取鄱阳湖水体信息效果最佳;1999—2019年间鄱阳湖水域面积不断波动,每年最小水域面积整体呈现减少趋势,2019年低至863.31 km²,年际最大水域面积为最小水域面积的3.98倍,存在显著的季节性变化;鄱阳湖丰水年与枯水年以大约10年的周期交替出现,2003年以来多次出现枯水期的提前、延长与极端枯水位等现象。研究结果为该地的水资源开发利用,生态文明建设提供了重要参考依据。     

宁夏平原湿地水体的季节性演变及其对年内气候变化的响应

许多内陆水体存在季节性变化,了解这种地表水资源的季节性行为对区域甚至全球尺度的水文和生态演变具有重要意义。本研究利用Landsat TM/ETM+/OLI等多源遥感影像解译提取了宁夏平原1996—2020年近25年的枯水期和丰水期的湿地水体数据。通过对丰、枯水期湿地数据进行面积统计对比和空间叠加分析,量化分析湿地水体资源在气候变化背景下的季节性变化特征和模式。以1个月和3个月时间尺度标准化降水蒸发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)作为旱涝指数,结合对应的湿地水体面积季节性变化值,通过曲线拟合、相关分析和显著性检验,定量分析湿地水体对季节性气候干旱胁迫的响应。结果表明:(1)1996—2020年间研究区内丰、枯水期湿地水体面积最大变化值为404.84km²(2018年),最小面积变化值为9.1km²(2000年),近25年丰、枯水期湿地面积平均变化163.17km²。(2)从整体上看,1个月尺度和3个月尺度的SPEI的丰、枯水期变化值多年...     

坝上高原察汗淖尔湖泊面积变化及驱动要素分析

在大气变化和人类活动的双重影响下,为定量分析坝上高原典型湖泊察汗淖尔近30年的演变及驱动要素贡献率,通过遥感影像与资料收集,对湖泊面积变化特征及影响因素进行分析,运用多元线性回归法量化驱动湖泊变化的主要因素及其相对贡献率。结果表明：察汗淖尔在过去30年间逐渐萎缩,几乎干涸,变化速率为-0.94 km²/a;温度升高,暴雨次数显著减少,不利于察汗淖尔湖泊水面面积的维持;高额的农业用水量是导致湖泊萎缩的主要原因,各影响因素贡献率大小依次为农业用水量>地下水埋深>降水量>径流量>年均温;农业用水量相关系数为-0.71,贡献率为51.1%,地下水埋深相关系数为-0.67,贡献率为33.3%。大气条件是湖泊变化的重要背景因素,人类活动进一步加剧湖泊变化。     

基于TM/ETM+遥感影像的达里湖补给源研究

以近十年的多时相Land Sat TM/ETM+影像为数据源,从面积、变化率等方面对湖泊的变化过程进行研究,并结合达里湖流域临近四个雨量站的降雨量、蒸发量数据进行分析.结果表明,达里湖从2003—2013年湖面面积不断减小,面积由204.11 km2减小到180.02 km2,面积减少了24.09 km2,平均每年减少2.41 km2;近十年来,达里湖流域降雨量波动较大,但是没有明显减少趋势,流域蒸发量波动较小且远大于当地降雨量.分析达里湖流域湖泊面积变化与降雨量和蒸发量的关系显示,降雨量并非湖泊面积变化的决定性因素,蒸发量对湖泊面积变化影响较小.达里湖除接受降水补给外,还接受地下水的补给,且地下水可能并非来自当地降水.     

近30年京津冀地区湖泊面积的变化

利用遥感、气候和社会经济统计数据, 探究1987—2017年间京津冀地区湖泊面积的变化及其与自然和社会因素的关系。结果表明, 该地区湖泊面积过去30年间整体上呈减少趋势, 每年减少约2%, 这是自然和人为因素双重影响的结果。可分为3个阶段: 前10年(1987—1996年), 湖泊面积增加约4.8×10² km² (约占76%), 由自然因素主导(R²=0.849, p=0.001); 1997—2009年的13年间, 湖泊面积呈减少趋势(减少约 4.7×10² km², 占43%), 主要由人为因素主导(R²=0.536, p=0.013); 最近8年(2010—2017年)中, 湖泊面积呈增加趋势(增加约2.3×10² km², 占36%), 也主要由人为因素导致。虽然最近8年来该地区湖泊面积减少的趋势得到扭转, 但地表水资源供需矛盾仍然严峻。     

河北省曲周县浅层地下水资源浅析

本报告对河北省曲周县的地下水资源数量、地下水动态及地下水质进行了综合的评价分析。分析得出．该县浅层地下水埋深总体呈下降趋势;评价区的地下水资源数量,除受降水入渗补给外,还有不稳定的地表水体补给,地下水资源数量的年际变化较大：通过对地下水质的分析评价,全县浅层地下水水质状况总体较差。     

基于Landsat遥感影像的鄱阳湖水体信息提取与分析

鄱阳湖作为中国最大的淡水湖,具有非常重要的生态和经济价值.遥感技术的快速应用发展,使利用卫星遥感影像对鄱阳湖进行动态检测成为一种有效的途径.由于鄱阳湖季节变化特征明显,首先对鄱阳湖2018年1月枯水期和2016年7月丰水期Landsat影像分别采用归一化水体指数法、改进归一化水体植被指数法、自动水体提取指数法和谱间关系法对其进行水体信息提取.再根据该月份高精度最大似然法分类结果进行精度评定.可以得出枯水期采用MNDWI,丰水期采用AWEIsh水体提取方法效果最优.通过获取的2009—2018近10年鄱阳湖遥感影像数据,分别在枯水期采用MNDWI水体方法,丰水期采用AWEIsh水体提取方法,得出各月水体范围,然后对鄱阳湖面积进行年际及季节性的时序分析.实验结果表明:1)鄱阳湖是季节性变化很大并且存在明显规律性的湖泊,一年之中的最大面积约最小面积的2倍;2)2009—2018年的10年间鄱阳湖面积的最大值、最小值和平均值年际变化趋势一致,在枯水期鄱阳湖面积年际变化较小,在丰水期鄱阳湖面积年际变化较大,鄱阳湖水域面积并没有明显增大或减小的趋势.     

中国建成区植被变绿趋势识别及对比分析

基于2001-2020年增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI),利用曼-肯德尔(Mann-Kendall,M-K)检验与泰尔指数,分析中国老城区(2000年已成为建成区)与扩展区(2000-2016年新增建成区)的植被变绿趋势,以及在不同气候变化区植被变绿趋势的差异.研究发现：1)中国约20%(17 290 km²)的建成区植被呈显著变绿趋势.其中华东-华中湿暖趋势带的建成区植被变绿面积,占中国建成区植被总变绿面积的46.61%,30个省级行政区10%以上的建成区植被呈显著变绿趋势. 2)在老城区与扩展区的植被变绿趋势的对比上,老城区的植被显著变绿,扩展区的植被微弱变绿,老城区的植被变绿面积(13 474 km²)是扩展区植被变绿面积(3 818 km²)的3.5倍多.不同气候变化区的植被变绿趋势差异表明,需要因地制宜地应对气候变化对城市建成区植被生长的影响,重视西南-华南干暖趋势带的供水设施建设,保证植被的生长需求.     

新疆沙雅县气候变化特征分析

利用沙雅气象站1960～2009年日照、气温、降水和蒸发观测资料,分析了该县近50年来的日照、气温、降水和蒸发量的年际变化、季节变化及变化特征。分析结果显示:近50年来年日照时数总体呈减少趋势,减少倾向率为11.83h/10a,减少幅度从大到小依次为冬季和秋季,而春、夏两季呈增高趋势;近50年来年均气温呈增加趋势,增长倾向率约为0.42℃/10a,增长幅度从大到小依次为冬季、秋季、春季和夏季;近50年来年降水量呈增长趋势,增长倾向率约为5.25mm/10a,增长幅度从大到小依次为夏季、秋季、冬季和春季;近50年来年蒸发量总体呈增长趋势,增长倾向率约为49.93mm/10a,年内蒸发量增长幅度从大到小依次为夏季、秋季和春季,而冬季蒸发量降低。     

基于PLUS-InVEST的池州市土地利用及碳储量时空演变分析

探究池州市土地利用及碳储量时空变化,对合理利用土地、土地规划与开发及减少碳排放提升生态环境质量具有重要意义。以2000—2020年池州市土地利用类型为数据源,基于PLUS模型预测2030年土地利用分布数据,分析30年间池州市各土地利用类型变化趋势,并运用In VEST模型计算不同时期碳储值,分析池州市碳储量的时空变化。结果表明：2000—2030年池州市的土地利用变化显著,耕地、水域、人造地表面积总体呈增加趋势,林地、草地、未利用地呈减少趋势,其中人造地表面积增加最多,增加了154.02 km²,林地面积减少最多,减少了200.35 km²;池州市碳储量呈先下降后升高趋势,总体为减少趋势,共减少了4.85×10⁶t;4个时期林地和耕地的碳储量占比最高,林地转出使得碳储量减少1.46×10⁷t,耕地转出增加了4.67×10⁶t。2000—2030年池州市土地利用类型发生显著变化,各地类之间的相互变化影响着碳储量的变化,应加强生态环境保护提高生态系统的固碳能力。     

青海尕斯库勒盐湖水体的化学组分存在形式及饱和指数研究

 以青海西部尕斯库勒盐湖不同水体为研究对象,通过PHREEQC软件计算了水体的化学组分存在形式及饱和指数,探讨了该盐湖水文地质补给顺序,建立了水文地质概念模型。研究表明,水体中所有元素Na、K、Ca、Mg、C（4）、Cl和S（6）主要以自由离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-和HCO₄^2-形式存在,只有少量Mg、C（4）和S（6）与其他离子形成络合物。该盐湖水文地质概念模型为：大气降水和冰雪融水形成的河流水大部分补给至含砂泥岩层形成承压水;大部分承压水补给至潜水,最终汇入湖内形成湖水;在冷干条件下,湖水经过强烈蒸发和浓缩作用形成湖表卤水和晶间卤水;氯化钙型深部水通过湖表卤水区东部隐伏断裂持续补给至湖表卤水,而氯化钙型盐溶水通过盐溶通道长期补给晶间卤水;湖表卤水与晶间卤水间存在水体交换。该研究为青藏高原盐湖水文地质演化过程提供一些基础资料。     

北疆大气降水水汽源识别及其对地下水补给的指示意义

 大气降水是水循环的输入项,其同位素特征是示踪水汽来源及运动路径的有效工具。利用北疆4个大气降水观测站的同位素数据,结合HYSPLIT模式,重点分析了北疆大气降水同位素特征。区域大气降水线方程δD=7.3δ¹⁸O+3.5,反映了新疆独特的干旱气候环境。受不同降水水汽来源影响,天山及阿勒泰2个地区降水同位素特征表现不同。天山地区受西风带水汽季节性漂移的影响,氘盈余夏季低冬季高,成“V”型;阿勒泰地区常年受北冰洋水汽影响,氘盈余年内变幅不明显。尽管δ¹⁸O均表现为夏季富集、冬季贫化,但多年均值差异明显,该差异也使得利用同位素确定地下水补给来源成为可能。准东盆地东天山附近地下水主要受到来自东天山的大气降水补给,而北侧自流区地下水同位素相对贫化,与阿勒泰站大气降水同位素及氘盈余特征相似,结合地形、水文地质条件等特征,认为该区主要受克拉美丽山大气降水补给。     

基于MODIS反演数据的河套地区荒漠化研究

基于2001-2013年MODIS遥感反演数据, 通过对土地覆盖类型、叶面积指数(LAI)、归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)4个方面的分析, 研究河套地区的荒漠化情况及其季节变化特点。结果表明, 2001-2013年, 河套地区整体植被覆盖转好, 其中, 耕地面积从2001年的4218 km² 增大到2013年的20470 km², LAI平均值从2003年的0.130~0.335增大到2013年的0.182~0.405, 平均NDVI和EVI逐年总体增大, 分别从2001年的0.142和0.095增大到2013年的0.193和0.116, 而且, 单位面积上的植被生长质量也在加强。此外, 归一化植被指数季节分布特点显示, 河套地区北部巴彦淖尔盟2013 年左右开始大面积种植一年两季粮食作物。但是, 研究结果表明河套地区植被覆盖指数仍较低, 北部和西南部荒漠化情况加剧, 若不采取有效措施, 极易出现“沙进人退”的生态环境问题。     

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。     

青藏高原生态屏障区近10 年生态系统结构变化研究

以2000, 2005和2010年3期生态系统类型数据为基础, 采用生态系统转移矩阵、动态度等统计分析方法, 研究青藏高原生态屏障区近10年的生态系统结构变化及驱动因素分析。研究结果表明: 1) 近10年屏障区内生态系统结构较为稳定, 以草地生态系统为主, 约占研究区总面积的69%; 2) 生态用地与非生态用地均有增加或减少, 其中湿地增加2660.9 km², 草地减少1377.5 km², 城镇面积增加224.6 km², 农田面积减少163.4 km², 荒漠减少1388.5 km²; 3) 受人类活动影响较大的城镇、农田类型变化速率明显高于湿地等生态用地, 2000-2010年城镇面积以2.88% 的年平均增长率迅速增加, 农田面积以0.64%的年均速率持续减少, 而湿地年均增长率仅为0.44%; 4) 生态系统类型整体转移量较小, 仅为整个研究区的0.5%, 其中草地→湿地、荒漠→湿地的转移量最大, 两个转移方向的总转移比例达到69%; 5) 自然因素和人为因素是生态系统结构变化的共同驱动因素, 其中气候变化是引起湿地面积增加的主要自然因素, 人口与GDP的急速增长导致城镇不断扩张, 其深层次原因是工矿业的发展, 载畜量增加是引起草地退化的主要原因, 但生态保护工程对草地生态系统恢复具有积极作用。     

丝绸之路经济带不同类型荒漠植被生长及其对气候变化响应

结合GIMMS归一化植被指数（NDVI）、TRENDYv2模型模拟净初级生产力、GRACE陆地水储量变化（ΔS_TW）及网格气候数据集,借助线性回归和偏相关分析,研究了1982—2015年丝绸之路经济带（the Silk Road Economic Belt,SREB）区域不同类型荒漠植被各季节生长动态及其对气候变化的响应规律．结果表明:1）升温导致SREB在1993—2015年的土壤含水量显著减少,2003—2015年陆地水储量下降,且ΔS_TW下降趋势增大,干旱加剧．2）不同类型荒漠植被生长存在差异,沙漠、半沙漠及荒漠灌丛区植被在1982—1992年呈增加趋势,1992年后降低;荒漠与苔原区植被仅在1992年前的生长季增加;沙漠与半沙漠区和荒漠草原区植被变化不显著．3）温度升高及降水减少引起的干旱胁迫是导致植被减少的主要因素,生长季前期降水有助于荒漠植被生长,促进作用从春季持续到夏季,秋季减弱．      

基于水资源承载力的黑河中游生态建设空间格局优化

以黑河中游为研究区, 基于系统动力学模型、灰色线性规划模型和Dyna-CLUES模型, 在揭示区域水资源承载力的基础上进行景观结构优化, 并通过耕地、林地和草地分布概率的博弈, 进行退耕还林区、退耕还草区和人工造林区的空间位置识别, 得到如下结果。到2020年, 在水资源满足生产发展、生活保障和生态优化的情景下, 黑河中游水资源可承载人口为144.16 万, 可承载工业增加值为79.73 亿元, 可承载耕地、林地和草地面积分别为3027.88, 953.535和3947.115 km²。以水资源承载能力为基本约束, 黑河中游景观最优结构为耕地2742.49 km², 林地 846.456 km², 草地2184.57 km², 水域170.671 km², 建设用地364.509 km², 未利用地13289.23 km²。生态建设空间分布格局较分散, 退耕还林区集中在高台、临泽和甘州绿洲边缘, 以期增强绿洲抵御风沙功能; 退耕还草区集中在山丹和肃南的海拔较高、坡度较大、水资源和耕作条件均较差的区域, 以期减轻区域水资源压力; 人工造林区集中在民乐和山丹两县的耕地外围, 以地势平坦、水资源条件相对较好的未利用地为主, 以期增强区域水源涵养、水土保持和防风固沙等功能。     

Quantitative analysis of lake area variations and the influence factors from 1971 to 2004 in the Nam Co basin of the Tibetan Plateau

By using remote sensing and GIS technologies, spatial analysis and statistic analysis, we calculated the water area and volume variations of the Nam Co Lake from 1971-2004, and discussed their influence factors from the viewpoints of climatic change and water balance. Data source in this study includes bathymetric data of the lake, aerial surveyed topographic maps of 1970, remote sensing images of 1991 and 2004 in the lake catchment, meteorological data from 17 stations within 1971-2004 in the adjacent area...     

恢复艾比湖水面抑制干涸湖底尘暴需水量分析

艾比湖是新疆最大的咸水湖,近五十年来,湖区经历了一个由急剧退缩到趋于稳定的变化过程,目前由于国民经济用水大量挤占生态用水,艾比湖湿地区湖泊水面逐年递减,北部湖区常年干涸,裸露湖底盐尘对下风向地区产生危害,本文根据实测湖泊地形,结合遥感调查以及逐月湖面面积的动态特点,对恢复艾比湖水面抑制干涸湖底尘暴所需水量进行分析研究。