ICESat-2/ATLAS测高数据在青海湖湖泊水位估计中的应用

湖泊既是陆地水资源的重要储蓄场所,也是区域和全球水文循环系统的重要水汽源,是气候变化的重要载体和指示器。为了评估ICESat-2/ATLAS（ice, cloud and land elevation satellite-2/advanced topographic laser altimeter system）测高数据在湖泊水位估计中的精度和应用潜力,以地处青藏高原地区的青海湖为例,基于2018年10月31日至2019年11月8日期间ATL13产品提取的青海湖湖区瞬时水位数据,并结合水文观测、LEGOS（Laboratoire d’Etudes en GéOphysique et ceanographie Spatiales）水位和风浪观测资料,验证了ATL13产品在青海湖的湖泊日均、月均水位估计精度。结果表明：ATL13产品中6束脉冲的光斑脚点高程与高程实测值的绝对误差为0.07 m,标准误差为0.18 m;2018年10月至2019年11月青海湖日均水位呈上升趋势,2018年10月青海湖月均水位估计值为3 195.75 m,2019年11月的月均水位估计值为3 196.21 m,年内湖泊月均水位上升了0.46 m;青海湖的LEGOS水位和水位观测显示,时段内月均水位分别增加了0.29±0.20 m和0.58±0.10 m;ATL13产品估计的湖泊月均水位与水位观测值较为一致,与LEGOS水位的绝对误差为0.17 m,可能受到观测时段、数据质量和空间异质性影响。     

青海湖生态环境演变与稳定性

根据长系列水文模型模拟结果,对青海湖的环境演变进行了分析,利用一阶周期性自回归模型对青海湖水位变化趋势及其对湖泊生态的影响进行了预测。结果表明:青海湖多年平均亏缺水量为3.31亿m3,近10 a来增温幅度较大时期的亏缺水量为5.19亿m3;保持青海湖生态稳定的关键物种为青海湖裸鲤,盐度是决定青海湖裸鲤繁殖和生长的关键环境要素,其阈值为16.8‰;考虑气候变化的影响时,青海湖水位在未来30 a会继续下降,水位阈值为3 190.25 m,2030年水位最低,为3 191.35 m,此后水位开始小幅度回升并逐渐趋稳;不考虑气候变化的影响时,预计未来30 a内青海湖水位仍会持续下降,之后下降趋势开始变缓并趋于稳定,2100年左右稳定在3 192.25 m;两种预测结果都没有下降到青海湖生态稳定的水位阈值,因此未来青海湖生态系统的稳定性不受影响。     

徜徉青海湖畔

正以青海湖为坐标中心的青海省海南藏族自治州、海西蒙古族藏族自治州、海北藏族自治州,以及青海湖以东的部分藏族地区是一片神奇的土地。这一地区处于青藏高原东北部,地貌多样、地域宽阔坦荡,古羌文化和多民族更替的历史遗存丰厚,现代多民族聚居于此,汉、藏、伊斯兰三大文化相互影响。     

中国五大咸水湖

<正>咸水湖是指湖水含盐量较高的湖泊(一般千分之一以上为咸水湖)。通常是湖水不排出或排出不畅,蒸发造成湖水盐分富集形成的,故多形成于干燥的内流区。中国境内的咸水湖有青海湖、色林措、纳木错等。咸水湖作为地面水体的一部分,在水循环中扮演着不可或缺的角色,以下介绍中国五大咸水湖。青海湖青海湖位于青海省省会西宁以西大约130km处,周长360km,面积4400km2,湖面海拔为3260m,是我国最大的咸水湖。湖水容积739亿m3,最长     

青海湖水位下降的探讨

<正> 一、流域概况(一) 地理位置青海湖位于我国青藏高原东北端,位于北纬36°15′～38°20′、东径90°50′～101°20′之间,为大通山、日月山、青海南山所环绕,界于山体与湖泊之间依次是山前冲洪积平原、冲积平原、湖积平原,它们沿青海湖呈带状分布,形成了以青海湖为汇水中心的     

青海湖流域生长季土壤水分空间分布特征研究

【目的】土壤水分作为水文循环过程的重要环节,是影响青藏高原生态环境演变的关键因素之一。青海湖是维系青藏高原东北部生态安全的重要水体,了解青海湖流域土壤水分空间分布特征对于维护区域生态系统稳定具有重要意义。【方法】本研究基于2019—2021年7～8月青海湖流域75个采样点的土壤水分实测数据,分析了不同植被类型和海拔高度的土壤水分空间分异,辨识了不同深度土壤水分变化的主要影响因素。【结果】结果表明：(1)青海湖流域土壤水分平均值及其变异系数在垂直方向上均随深度增加而减小,深层(60～100 cm)土壤水分空间分布更均匀。(2)不同植被类型和海拔高度下的土壤水分垂直分布表现出不同的特征。四种典型植被类型土壤水分平均值由高到低依次为高寒草甸、灌丛、高寒草原、温性草原;除高寒草甸土壤水分平均值随深度增加逐渐减小外,其余三种植被类型均呈先增大后减小趋势。土壤水分随海拔升高而增大,3 600 m以上地区土壤水分变异系数呈“W”型变化。(3)不同环境条件下土壤水分变化的主要驱动因素各不相同。高寒草原和温性草原土壤水分受气温影响较大,两者在60～80 cm深度同气温相关系数分别为-0.509和-0.7...     

1956—2011年青海湖变化特征及原因分析

基于卫星影像数据,从湖水位、水面面积、湖岸线三个方面分析了1956—2011年青海湖的变化特征,结果表明:56 a间水位累计下降3.28 m;2005年是青海湖由萎缩转为扩张的转折年份,2005—2011年湖水位累计涨幅1.01 m;水面面积与湖水位有很好的正相关关系,1956—2004年萎缩了397.5 km2,2005—2011年扩张了80.4 km2;1995年以来沙岛湖一直与大湖水体分离,湖岸线变化不均匀;水位变化的主要影响因素是降水径流的变化,气温、蒸发、冰川融水、人类活动等其他原因并非主导因素。     

气候变化对青海湖生态环境影响研究进展

近几十年来,受人类活动和气候变化的影响,青海湖面临湖泊持续萎缩、水体进一步咸化、生物多样性锐减和土地沙化等一系列生态环境问题。19世纪以来,国内外学者在青海湖古湖沼学、古气候学、水文学和水化学等4个方面开展了大量研究,认为青海湖形成于早、中更新世,经历了"形成—全盛—稳定—萎缩"的演化过程,它的形成和演化与青藏高原隆升的地质构造运动和气候波动密不可分;其水位主要受气候干湿交替因素控制,但目前还没有一个模型能够准确估测或推演青海湖水位及水量的变化;青海湖有典型大陆湖盆硫酸盐型水体特征,水体总体营养水平较低。今后应加强气候变化对青海湖生态环境变化的影响机理、气候模型和生态环境变化模型双向耦合方法研究,运用GIS、RS和EIS等手段提高对青海湖生态环境变化研究的时效性。     

科学家预测，中国最大湖泊水位有望持续回升

数十年来水位一直在下降的中国最大湖泊——青海湖将在近十年后开始持续回升。 中国科学院地理与湖泊研究所研究员利用数值模型进行的计算结果表明，青海湖水位在2010年前处于波动状态，其后达到稳定状态，2016年后持续回升，2030年左右水位将恢复到上世纪70年代的水平，比目前升高3m多。     

奇美的青海湖

“海接青天立，山连白露平”，宛若一颗璀璨夺目的蓝宝石蓑嵌在青藏高原上的我国第一大内陆成水湖──青海湖，以其得天独厚的自然条件和神奇绝伦的高原风光闻名于世，是青海省最大的自然风景区和旅游胜地。青海湖，构成年代久远，历经沧桑变迁，古称鲜水西海，卑禾克海。藏语称为“措博”，蒙古语称“库库诺尔”，意为“青色的海”，故得名“青海”。青海湖水面积4282平方公里，湖面海拔3196米，容积729亿立方米，环湖一周360公里，平均深度19米，最深处32．8米．湖区有大小河流近30条汇入青海湖，较大者有布哈河、沙柳河、哈尔盖河、甘子…     

稳定同位素方法在湖泊水量平衡研究中的应用

介绍了稳定同位素质量平衡方法,根据青海湖各水体的实测稳定同位素值和相关的水文气象资料,利用稳定同位素方法计算的青海湖多年平均蒸发量和地下水入湖水量分别为40.9亿、6.40亿m3,与实测值40.5亿、6.03亿m3相比十分接近,结果表明利用稳定同位素方法估算湖泊水量各收支项的方法是可行的。     

青海湖水位动态趋势预测

为预测青海湖水位下降趋势及其对湖泊生态的影响,本文对青海湖主要来水项——入湖径流采用一阶周期性自回归模型进行人工生成系列,并依据径流与降水和蒸发的频率对应关系,以及未来暖干气候条件下降水和蒸发的可能变化量,建立了相应的降水和蒸发序列。通过长系列水量平衡计算表明,青海湖水位仍会继续下降,2030年是未来50年序列中水位最低的时期,最低水位将达3191.35m,此后水位开始小幅度回升并逐渐趋稳。同时,在历史平均气候条件下对青海湖水位进行了预测,预计2035年后水位的持续下降速率开始变缓并趋于稳定,2100年左右稳定在3192.2m。     

布哈河流域土地利用转移矩阵及空间变化研究

布哈河位于青藏高原东北部,是青海湖最大的补给河流。该流域属于典型的生态脆弱区,是气候变化响应最敏感区域之一。为此运用土地利用转移矩阵和土地利用变化信息变量分析方法,研究了该流域土地利用类型转移规律,分析了引起变化的原因,为青海湖流域未来气候变化情景下下垫面变化引起径流变化的研究提供参考。结果表明,1980年代至2014年流域土地利用类型增加量主要发生在高中低三种不同覆盖度草地,减少量主要表现在未利用地。总变化中将近一半发生了数量上绝对值的变化,另一半发生了空间位置转移。低盖度草地和未利用地以净变化量为主,而中盖度草地与高盖度草地均以交变化量为主。空间转移分析表明,流域西北部海拔3 900 m以上源头区属无人区,受温度升高降水增加全球气候变化影响,源头区植被增加响应明显。而在海拔3 900 m以下区域,植被盖度增加类型分布较分散,整体受气候变化自然因素影响,局部在人类集中分布区域受放牧等人为干扰影响大,为植被减少类型。     

青海湖流域气候变化特点及水文生态响应

青海湖地处中国青藏高原东北偶,是全球气候变化的敏感区域。本文对该区域气候变化规律进行了分析,研究结果表明:青海湖区域近50年来气温以0.25～0.30℃/10a的幅度持续上升;降水呈增加趋势,且随海拔升高而增加,高海拔区降水增幅10mm/10a,低海拔区为3.5mm/10a,但在湖滨区因为湖泊的作用,降水增加幅度为10.6～14.4mm/10a;蒸发量的变化以20世纪90年代为界,之前潜在蒸发量呈减少趋势,陆面蒸发量基本不变,之后两类蒸发基本呈增加趋势,潜在蒸发量在低海拔区以17mm/10a的幅度升高,陆面蒸发量以13mm/10a的幅度升高。同时,在气候水文等要素的综合作用下,青海湖近一半入湖小河干涸,主要入湖大河总径流量略有减少,但其春季产卵期径流明显减少;湖泊水文收支情况的变化,使青海湖水位持续下降的演变规律更加复杂。     

联合Landsat影像和ICESat测高数据估计青海湖湖泊水量变化

湖泊既是陆地水资源的重要储蓄场所,也是区域和全球水文循环系统的重要组成部分,其水量波动对气候变化较为敏感。为了掌握湖泊面积、水位和水量的变化规律,借助1988-2018年Landsat TM/ETM/OLI影像和归一化差异水体指数NDWI（normalized difference water index）提取青海湖湖泊水域面积;利用ICESat-GLAS（ice, cloud, and land elevation satellite-geoscience laser altimeter system）测高数据提取青海湖湖泊水位变化,并结合观测资料检验陆地GLAS光斑脚点高程和湖泊水位的估测精度。根据湖泊面积与水位、水量与水位的关系,构建1988-2018年青海湖湖泊面积-水位-水量波动时变序列,并探讨湖泊水位、面积、水量的年内和年际变化特征。结果表明：GLAS光斑脚点高程与高程实测值的标准误差为0.14 m,与SRTM3高程标准误差为0.26 m;1988-2018年青海湖年均水位和水量总体上呈增加趋势,其中年均水位最低值出现于2004年,平均水位为(3 193.0±0.16) m,湖泊面积为(4 190±13) km²;与1988年年均水位相比,2018年青海湖年均水位上升了(1.93±0.22) m,湖泊年均面积扩张了(197.75±6.3) km²,湖泊水量增加了(8.93±0.12) km³。     

仰视那些划过天空的背影

<正>站在青海湖边,看着那些滑行在天地间的鸟影,尤其是斑头雁高傲而艰辛的身影落临湖边时,我替法国著名电影大师雅克·贝汉心生一个遗憾来——在他的成名作《迁徙的鸟》中,如果能完成这样一场漫长的跟踪拍摄该有多好:选择一群从尼泊尔或者印度南部地区起飞的斑头雁,飞越过9000多米的云端,将地球上最高的山峰珠穆朗玛峰也置身于羽翅之下,然后,它们或进入蒙古国境内,或选择前往青藏高原一带的"夏飞地"。筑巢、产卵、育雏后,它们依然按照     

2000—2018年青藏高原旱灾风险动态评估

全球变暖气候变化背景下,干旱给农业生产带来严重威胁。青藏高原作为气候变化的“感应器”和“敏感区”,对青藏高原进行农业旱灾风险研究,有利于青藏高原抗旱规划和提高抵御旱灾的能力。基于区域灾害系统理论构建了青藏高原农业旱灾风险评估模型,分析了青藏高原农业旱灾危险性、暴露性、脆弱性和旱灾风险的时空演变特征,并对青藏高原县市农业旱灾风险等级进行了区划。结果表明：(1)青藏高原农业旱灾危险性由东南向西北呈现“高—低—高”分布,东南部区域危险性呈现增加趋势,7—9月青藏高原东部及东南部冬小麦与冬青稞遭遇旱灾的风险较高,4—8月青藏高原北部区域牧草遭遇旱灾风险较高;(2)藏高原农业旱灾暴露性区域性差异较小,东部和西北部暴露性呈现增加趋势,中部和西部暴露性呈现下降趋势;(3)青藏高原98.79%的县市脆弱性减小趋势通过置信度为99%的显著性检验;(4)青藏高原东南部和北部区域农业旱灾风险较高且呈现增加趋势。     

四川某电站对外专用公路隧道围岩稳定性分析

四川某电站对外专用隧道位于青藏高原东部边沿,海拔2 600～2 700多 m,全长5 327 m,隧道开挖断面为圆拱形,宽12.5 m,高8.518 m,开挖断面面积约106 m2.在开挖过程中,围岩的稳定性是影响工程进度、质量的关键.就该隧道的围岩稳定性进行了分析,为施工组织提供了正确的依据.     

青海湖冬日风情

汽车在青藏高原上奔驰。沿着湟水谷地向西,地势渐渐升高,一路上景色不断变化。从兰州到西宁,上了一个台阶;从西宁到青海湖,又上了一个台价——海拔高度从2800米上升到3100米。夜宿西宁,寒气袭人。拂晓时分,冷雨纷纷,当我们上车准备继续西行的时候,司机说：“不要担心,一过日月山,就没有雨了。”日月山是分水岭。     

青海湖湖滨湿地演变与驱动因素分析

为了更好地应对气候变化的影响,对暖湿化气候下青海湖湖滨湿地的演变现状及其驱动因子进行研究。通过遥感影像解译和水文分析计算结合实地调查,发现21世纪气候暖湿化进程下,青海湖水位升高2.1 m,入湖水量显著增加。2003—2016年的年均径流量比1956—2002年的年均径流量增加了6.0亿m3,湖面降水增加了3.8亿m3,从最低水位到现状水位的湖滨淹没区面积为222 km2。湖滨区的地下水位抬升,地势较低的河谷区沼泽草甸面积扩大11.7 km2,溢出泉恢复,间歇性河流增加了近30条,间歇性湖泊(泡沼)恢复到1980年初的水平。同时,湖水位上升淹没了约23 km2的湖滨沼泽和鸟岛部分区域,植被腐殖质、食物碎屑和鸟类沉积粪便进入湖泊,加之畜牧业和旅游业的发展,牲畜粪便和垃圾流入青海湖,导致水深和光照适宜的湖滨区爆发刚毛藻水华。