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RSE: 中国湖泊过去50多年来面积变化及其驱动因素
2018-12-28

  湖泊对气候变化及人类活动响应敏感,是环境变化的指示因子。中国幅员辽阔,湖泊资源丰富但分布不均,而气候变化及人类活动的增强正加重地区之间的差异。如何了解整个中国湖泊长期演化、区域差异及其驱动因素,对水资源管理及可持续发展利用有重要意义。

  目前关于中国湖泊的研究缺乏对其近期变化及驱动因素的分析,长期可利用的Landsat 数据为追踪湖泊发展提供了可能,然而湖泊的提取不同于水体,需要将其与河流、水库,湿地等分离,这需要大量的人工目视解译与编辑检查工作。

  中国科学院青藏高原所张国庆副研究员联合国内外合作者,结合地形图、Landsat影像(3831景),完成了过去50多年来(1960s,1970s,1990,1995,2000,2005,2010,2015)详细的中国湖泊数量与面积变化研究及其驱动因素的定量评估。结果表明:从1960s到2015年,中国湖泊总数量(≥ 1 km2)从2127个增加到2554个(+20%),面积从68537 km2扩张到74395 km2 (+9%),其中青藏高原、新疆和东北平原湖区分别显著增长了5676 km2(+15%)、1417 km2(+27%)和1134 km2(+37%),而内蒙湖区则明显减少了1223 km2(-22%)。新增湖泊144个,主要分布在青藏高原和新疆湖区。消失湖泊333个,主要分布在人类活动显著的东部平原湖区。

  利用气象、GDP、GRACE重力卫星和遥感夜间灯光数据,从气候变化和人类活动两个角度,定量分析了各湖区湖泊变化的驱动因素。研究显示:气候变化是中国湖泊变化的主要驱动因素,其中降水变化显著影响着青藏高原、新疆和内蒙湖区湖泊的增减。人类活动对于东部平原和云贵高原湖泊变化影响显著(约35%)。

  该研究得到了国家自然科学基金(41871056, 41571068, 21661132003)等项目的支持,研究成果近期发表于Remote Sensing of Environment期刊。

  论文链接:Zhang, G., Yao, T., Chen, W., Zheng, G., Shum, C.K., Yang, K., Piao, S., Sheng, Y., Yi, S., Li, J., O'Reilly, C.M., Qi, S., Shen, S.S.P., Zhang, H., & Jia, Y. (2019). Regional differences of lake evolution across China during 1960s–2015 and its natural and anthropogenic causes. Remote Sensing of Environment, 221, 386-404, doi: 10.1016/j.rse.2018.11.038

图1 中国湖泊地理分区及各区湖泊数量与面积的比例

①. 青藏高原湖区;②. 新疆湖区;③. 蒙古高原湖区;④. 东北平原与山区湖区;⑤. 东部平原湖区;⑥. 云贵高原湖区

图2 1960s-2015年中国湖泊(大于1平方公里)数量和面积变化

a. 整个中国;b. 青藏高原湖区;c. 新疆湖区;d. 蒙古高原湖区;e. 东北平原与山区湖区;f. 东部平原湖区;g. 云贵高原湖区

图3 1960s-2015年中国湖泊变化的空间格局

a. 面积增加; b. 面积减少;c. 新出现的湖泊;d. 消失的湖泊. (面积的增加与减少仅显示1960s-2015年单个湖泊面积变化线性趋势P<0.1,全部湖泊请见文章附件)

图4 1960s-2015年湖泊变化主要驱动因素分析

a. 温度变化; b. 降水变化; c. GDP变化,插图表示了气候(降水和气温)和人类活动的贡献率

 
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