基于遥感长时间序列下巴丹吉林沙漠湖泊演化分裂特征分析

巴丹吉林沙漠内湖泊已存在达千年尺度,其地表残留的湖泊演化分裂特征可部分反映地下水变化规律。以往研究多依赖水化学特征的解释,本次基于国产高分卫星数据,从遥感的角度对巴丹吉林沙漠内124个古湖的演化分裂特征进行提取。研究区湖泊水体分裂特征模拟结果显示,巴丹吉林沙漠内湖泊在长时间尺度下的演变分裂特征明显、分类聚合形式显著,宏观上各演化分裂特征区间由东南向西北展布,但与研究区地形变化趋势不完全相同,二者在局部存在显著差异。     

基于MODIS数据的巴丹吉林沙漠冬季暖岛空间分布特征及其研究

使用遥感与地理信息系统技术,利用2012年12月-2013年2月的MODIS地表温度数据产品对巴丹吉林沙漠地区冬季地表温度进行研究.将巴丹吉林沙漠分为湖泊区、沙漠外围区和沙漠周边区3个区域,旨在对3个区域的白天和夜晚地表温度进行研究对比.结果显示位于巴丹吉林沙漠腹地的湖泊区冬季白天和夜晚平均地表温度为6.10?C和-14.37?C,沙漠外围区分别为4.25?C和-15.44?C,沙漠周边区分别为4.07?C和-14.29?C,存在沙漠腹地湖泊区地表温度明显高于沙漠其他区域的"暖岛效应",其形成机制可能与远程地下水补给湖泊群有关.     

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。     

2000—2015年我国省、市、县域3种尺度下城乡收入差距的时空格局演化

以城乡收入比为指标,采用变异系数、莫兰指数与空间分析方法,基于省域、市域、县域3种尺度对2000—2015年中国城乡收入差距的时空格局特征进行分析.研究表明:①从内部差异看,不同尺度下全国、两大经济带、四大板块基本上表现出城乡收入差距缩小且差异程度降低的趋势特征,这一特征在县域尺度下表现得尤为明显;从省域尺度看,中东部多数省区表现出逐步下降或波动下降的趋势,但一些欠发达,尤其是地处西部的省区表现出相反的趋势特点.②从空间自相关与集聚现象看,全国、两大经济带、四大板块在不同尺度下表现为较强的正相关,虽然近期有所下降,但整体上仍呈现出不同集聚程度的增强;而从各省区看,县域尺度下表现出不断增强的正相关且集聚效应明显,市域尺度下差异较大且部分省区规律性不明显.③从空间分异格局演化看,极高、高、较高等类型区在西部地区明显减少而中等及其以下差距区个数逐渐增多是其主要的格局演变特点,在西部县域尺度下变化最为明显;东部除极少数较高差距区外,其他均处于中等及其以下类型区,逐渐向低层次、均衡化空间格局转化;中部格局变化相对不大,大多单元均处于较高、中等或较低差距区.由较高、高、极高组成的"楔子"型的大范围集聚连片区在县域尺度下凸显,但空间集聚的程度有所下降.④从空间关联类型看,以HH区、LL区为主导且总体表现出HH区增加、LL区下降的趋势,但各尺度的差异化特征不同.从空间演化看,显著HH区主要分布在西部地区并产生大范围连绵分布区,近期向中部扩展的趋势明显;显著LL区虽在中东部城市群核心区、城镇化高水平区集聚分布,但在东北、西北集聚的范围较大且连绵态势明显;显著HL区与显著LH区分布数量少且未形成集聚分布,显示出极化与塌陷效应均不明显.     

鄂尔多斯盆地白垩纪沉积体系及古地理演化

基于多年对鄂尔多斯盆地白垩纪的研究成果,结合大量野外剖面实测、钻井资料分析,利用沉积相及古地理恢复技术,从沉积体系类型及特征、古地理演化等方面,对研究区白垩纪的古地理及沉积演化进行研究.研究后认为,研究区白垩纪发育的沉积体系有冲积扇、河流、湖泊、三角洲及沙漠沉积体系.在古地理演化过程中,宜君期仅在南缘的宜君—彬州一带发...     

不同时间尺度青藏高原湖泊水位变化影响因素分析

使用能够指示年代际尺度及千年尺度水位变化的水位、面积和其他代用指标数据,采用经验正交分解法,研究不同时间尺度青藏高原地区湖泊水位变化规律及影响因素.结果显示:在年代际尺度上,青藏高原地区湖泊水位整体呈上升趋势,在千年尺度上,青藏高原地区湖泊水位整体呈下降趋势.不同区域湖泊水位的影响因素不同,降水和蒸发作为两大主要影响因素,在不同时间尺度上对青藏高原地区湖泊水位变化影响不同.在年代际尺度上,蒸散发在青藏高原地区湖泊水位变化影响因素中发挥主导作用,降水发挥次要作用,同时湖泊水位变化与气候、地形、风速以及温度等要素存在一定的联系;在千年尺度上,青藏高原地区湖泊水位变化主要受控于降水,其次受控于蒸散发.     

甘肃北山地区沙婆泉期沉积体系特征

对北山地区沙婆泉组的岩性特征和沉积体系进行了详细的研究,认为,沙婆泉组可以分为冲积扇沉积体系、辫状河沉积体系、扇三角洲沉积体系、湖泊沉积体系等。结合区域的构造演化背景史,确定该期的沉积演化和聚煤特征,结果表明,在构造活动和古气候影响下,北山地区沙婆泉期沉积南部较为强烈,其中发育于湖面下降和上升的转折时期的煤层为本研究区的主要煤层。     

西南季风演化与南半球气候的联系

印度(西南)季风降水对我国西南地区有着重要的影响,但是与东亚季风相比较,总的来说对印度季风的研究十分薄弱,并且其认识主要来自于海洋沉积物。那么西南季风演化的规律究竟是什么?西南季风与东亚季风、西风环流在时空上的演化关系是什么?它们之间的演化存在着怎样的动力学联系?西南季风气候变迁与南北半球气候所驱动的海陆气相互作用的动力学机制究竟是什么?这些都是值得关注的科学问题。通过云南鹤庆深钻湖泊沉积物的深入分析,结合不同盆地周边的地层、火山岩及地貌特征,建立区域构造-沉积旋回演化的年代框架,分析其记录的季风气候演化历史及其与青藏高原、南半球气候变化的联系。同时拟在南部的云南腾冲青海钻取沉积物岩心,建立MIS3以来沉积序列高分辨率年代框架,分析各环境代用指标,结合现代湖泊环境定量转换函数研究,加强湖泊生物指标定量研究,获取冰期/间冰期旋回尺度上的西南季风演化过程。在构造尺度上,揭示西南季风强度、变率及季节性变迁的动力学机制,及其与高原阶段性隆升的内在联系、对区域剥蚀-风化过程的制约;在冰期/间冰期尺度上,研究植物种群和湖泊生物多样性的演替阶段与过程,开展海洋和陆地生物地球化学指标(碳氧同位素、微量元素)对比研究,从机理上探讨南北半球气候与西南季风周期、季节性的内在联系。云南鹤庆盆地获得的666 m高质量湖泊岩心,提供了更新世以来高分辨率的印度夏季风陆地记录,揭示了更新世过去260万年印度季风变迁的历史,通过印度夏季风指标序列在冰期-间冰期旋回内的精细结构,揭示了南北半球间跨赤道气压梯度的变化及印度季风变化影响的动力学机制。在间冰期内,印度夏季风的变化主要受控于印度低压的强度,间冰期气温增高所引起的北半球热力牵引也是导致印度季风增强的重要因素;而在盛冰期中,印度季风极小值发生在南极温度几乎达到最低值时,印度夏季风强度却往往提前于全球冰量最大值约1.4至3.5万年出现,此后开始增强,这是南半球气温变化通过马斯克林高压而产生的气压推动的结果。云南腾冲青海沉积记录了末次冰盛期的古气候特征,总体主要受控于印度季风强弱的变化。该记录与亚洲季风区石笋、阿拉伯海等记录的季风气候变化趋势非常一致,表明18Ka以来印度夏季风受北半球太阳和ITCZ平均位置移动的影响。该记录同时与格陵兰冰芯δ18O记录高度相关,证实印度季风与高纬气候之间具有密切联系。     

巴丹吉林沙漠沉积物的地球化学特征

在第四纪沉积物研究中,特别是现代沉积环境的研究中,沉积物的地球化学特征在分析物源和重建古环境等方面发挥积极的作用.通过采集了巴丹吉林沙漠不同区域、不同类型沙丘、不同地貌部位的沙样,分析了巴丹吉林沙漠沉积物的地球化学特征,得出巴丹吉林沙漠沉积物在矿物学上和沉积学上的成熟度较低,但是具有很好的均质性的结论.这一结论对于推断巴丹吉林沙漠沉积物的物源有很好的指示意义,同时对于研究巴丹吉林沙漠高大沙山的成因也有一定的线索意义.     

内蒙古达来诺尔地区全新世湖群地貌特征及其演化

从全新世以来湖泊地貌特征入手,结合~(14)C年代数据,探讨了湖泊退缩演化的基本规律和程序:全新世湖泊演化历经早期的大湖时期,中期的分离时期和晚期的继续收缩时期。指出达来诺尔湖群的演化,明显受气候干旱化趋势的控制和影响,在我国北方高原区域内具有一定的可比性,并确定了各时期湖泊演化的基本参数。     

Formation mechanisms of megadunes and lakes in the Badain Jaran Desert, Inner Mongolia

Field observations demonstrate that calc-sinters occurred in the lakes of Badain Jaran Desert. 87Sr/86Sr ratios,14C,δ 13C and mineral com-positions of calc-sinters,and 3He/4He,4He/20Ne,δ 18O,δ D,pH and TDS of water from springs and lakes are analyzed in detail. The results indicate that the lake water is supplied through deep fault zone. The “ker-nel” of stabilized dunes in the Badain Jaran Desert perhaps consists of calc-sinters and calcareous ce-mentation layers. Deep-seated groundwater effuses from this “kernel” and recharges to lakes in desert. Precipitation and snowmelt water from the Qing-hai-Tibet Plateau is fed into the Badain Jaran Desert,Gurinai,Wentougaole and Ejinqi areas through the Xigaze-Langshan Fault zone. The isotopic composi-tions of groundwater in the Alax Plateau are abnor-mal due to the strong evaporation of the Gyaring and Ngoring lake water in the headstream of the Yellow River. Groundwater dissolves dissoluble fractions of rocks during its transportation through the fault zone and flows out of the mouth of spring in the Badan Jaran Desert. The dissoluble fractions are finally de-veloped into calc-sinters and calcareous cementation layers around the spring. Calci-sinters are gradually largened and eventually emerge on the surface of lake water. Eolian sands accumulate on the surfaces of calc-sinters and calcareous cementation layers,and eventually develop into dunes. Invasion of magma causes an increase in the temperature of groundwater within the faults. Groundwater evapora-tion provides water vapor for the formation of humid stabilized dunes during its upwelling. Rhizoconcre-tions found in Yihejigede indicate that the dune was formed and remained immovable 4700 years ago. The height of the megadunes is proportional to thermal quantity carried by the groundwater.     

AMT法勘查额济纳盆地与巴丹吉林沙漠接触关系

 查明额济纳盆地东部与巴丹吉林沙漠之间的接触关系,有助于分析额济纳盆地地下水水位下降、生态环境恶化的原因。通过当地地质资料和物探方法的对比分析,选择合理有效的音频大地电磁法（AMT）物探手段,在该区域进行了原始创新性的勘查工作。勘查结果认为额济纳盆地上升、巴丹吉林沙漠下降,两侧地层岩性厚度变化较大,推断额济纳盆地与巴丹吉林沙漠为张性断层接触。研究可为分析两者之间地下水转化关系和额济纳盆地地下水水位下降原因、探讨盆地与沙漠区地下水形成机制提供依据,对恢复治理额济纳盆地生态环境具有一定帮助。     

巴丹吉林沙漠湖泊面积与水位的非线性关系模拟研究

位于内蒙古阿拉善盟的巴丹吉林沙漠是中国第二大沙漠,以其存在世界上最高的沙山以及约100个湖泊而著称.现今湖面海拔一般为1 150~1 200m,前人研究认为在过去3万年以来的某些时期存在更高的湖面.假设沙丘洼地的形态基本保持不变,可以根据现今湖泊洼地的三维形态来模拟高湖面时期的湖泊群分布特征和总面积.以90m分辨率的DEM数据为基础,对若干典型洼地等高面面积随高程的变化进行了分析,发现可以用幂函数和多项式2种非线性方程模拟.多数情况下需要多项式,但一般只要达到3阶就可以精确拟合.对于湖泊洼地,由于很少有湖水最大深度的数据,湖底最低高程往往是未知的.利用湖面以上的等高面数据建立拟合程度最佳的非线性函数可以反推最低高程,但仍然存在不确定性.这一点对恢复历史上的高湖面形态并没有影响.     

Observation of mega-dune evaporation after various rain events in the hinterland of Badain Jaran Desert, China

The formation mechanisms of the mega-dunes and lakes in the hinterland of Badain Jaran Desert,China,is the focus of extensive academic research in the field of geoscience,and an often debated topic is whether atmospheric precipitation on the mega-dune can infiltrate to recharge groundwater.In the present study,the probability distribution functions and the return period analysis of extreme daily precipitation based on long-term precipitation records for the southern margin of Badain Jaran Desert and 2-year observation of hinterland precipitation were used to classify precipitation in the desert region.The data of automatic weather station and eddy covariance system in the desert hinterland were used to analyze evaporation on the mega-dune surface after various rain events.The results showed that the rain events in the desert could be divided into three categories.The first is conventional precipitation(CP),which is below 5 mm,accounting for roughly 90%of all rain events in the desert.The second and third categories are ordinary annual maximum(OAM)and extreme precipitation(EP),in which precipitation is roughly 20 mm and more than 40 mm,respectively.The atmospheric precipitation of CP and OAM evaporated from the megadune surface in 1–3 days and 3–4 weeks,respectively.Following an EP event,the mega-dune evaporation was negatively influenced by the upper dry sand layer,and a lengthy period was required for its complete removal.The accumulative evaporation and accumulative precipitation of all three types of rain events indicated that local atmospheric precipitation had no significant contribution to recharging the groundwater system in the hinterland of Badain Jaran Desert.This research will benefit comprehensive elucidation of the formation mechanism of lakes in the hinterland of Badain Jaran Desert.     

Hydrochemical characteristics and recharge sources of Lake Nuoertu in the Badain Jaran Desert

We present a case study of physical and chemical indicators and isotope characteristics of Lake Nuoertu,one of the largest and deepest lakes of the Badain Jaran Desert.We analyze the concentrations of eight ions,total dissolved solids,and stable isotope composition of the lake and groundwater,as well as radioactive isotope tritium concentration in groundwater.The results show that annual and seasonal variations of the physical and chemical characteristics of Lake Nuoertu water are significantly greater than those of groundwater.The lake is uniformly mixed in the horizontal and vertical directions,and the hydrochemical types of the lake at different depths are consistent for Na–Cl–CO3–(SO4).Stable isotope composition of the lake and groundwater at Nuoertu is distributed along the local evaporation line(EL)slope,which is less than the slope of the global meteoric water line.The comparatively small slope shows the characteristic strong evaporation in the study area.Lake water isotopes are mostly in the upper right corner of the EL,whereas groundwater is mostly in the lower left corner.The main recharge source of Nuoertu lake water is groundwater,in combination with lake water and groundwater level change.The age of tufa springs around Nuoertu is about75–80 a,which shows that the initial recharge source of the lake is a mix between modern and 1952 or older;however,further research is required.     

Landscape evolution and palaeoclimate in the deserts of northwestern China, with a special reference to Badain Jaran and Taklamakan

A comparative study of geomorphologic landscapes in the Badain Jaran Desert and Taklamakan Desert was made on the basis of field investigations, thermolumi-niscence and radiocarbon dating as well as analysis of sand grain texture. The sand seas of the Badain Jaran Desert differ greatly from that of the Taklamakan Desert in terms of dune morphology, interdune relief, dune stratigraphy and sand sources. The thermoluminiscence ages of the dunes suggest that the basic configuration of the megadunes in the Badain Jaran Desert has not changed at least since Middle Holocene. There were periods of more humid environment during the last glaciation and Holocene in both deserts, but events of higher precipitation in the Badain Jaran Desert were more frequent than in the Taklamakan. In both desert areas, aeolian processes have been intensified during the last 2000 a.     

浅水湖泊表层沉积物粒度垂向分布及其水动力表征

为揭示浅水湖泊表层沉积物粒度组成特征,解析沉积物粒度分布对沉积物物源和水动力的响应,并为浅水湖泊沉积物营养盐分布特征研究提供支撑。利用激光法对里下河地区4个不同大小和形状的浅水湖泊沉积物样品的粒度进行研究,结果表明:(a)研究区表层沉积物平均粒径随深度增加而减小;(b)面积大的湖泊表层沉积物的中值粒径垂向分布差异较大;(c)面积大且宽的湖泊中的砂粒搬运作用强于面积小且窄的湖泊;(d)对于面积较大的湖泊,湖心区砂粒含量高于湖泊周边区域;(e)粒径的三角分布图显示研究区表层沉积物颗粒大多落入壤粒和砂粒的范畴,表明研究区湖泊水动力活动较强;(f)风浪扰动较大的九龙口沉积物垂向分布连续性较差;(g)蜈蚣湖和得胜湖沉积物平均粒径垂向分布变化不大,表明其水动力条件变化相对较小,与实际调查一致。     

基于LEGOS HYDROWEB的青藏高原湖泊群水位和面积动态变化分析

湖泊面积和水位的变化客观地反映了区域水资源的时空变化过程。利用LEGOS HYDROWEB提供的湖泊信息数据,对青藏高原1993~2014年21年间63个典型湖泊的水位变化,以及其中59个湖泊的面积变化趋势进行分析。根据变化趋势将湖泊分为增长型、稳定型和衰退型;并在这三种类型的湖泊中分别选取两个典型湖泊进行回归分析。结果表明:63个湖泊中水位增长型湖泊42个,稳定型湖泊12个,衰退型9个;59个湖泊中面积增长型湖泊32个,稳定型19个,衰退型8个。对于增长型湖泊而言,水位和面积增长最大是Ziling湖,分别增长了10.90 m和361.72 km~2;衰退型湖泊中水位和面积衰退趋势最大的是Yamzho-yumco湖,分别减少了2.29 m和28.65 km2。高原内陆水体的水位和面积的动态变化对研究气候演变和地表水资源的影响具有重要意义。