Please wait a minute...
 
国土资源遥感  2020, Vol. 32 Issue (3): 149-156    DOI: 10.6046/gtzyyg.2020.03.20
  技术应用 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
内陆河尾闾湖泊水域面积变化及驱动因素研究——以台特玛湖地区为例
霍天赐1(), 颜伟2(), 马晓飞1,3
1.中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830011
2.信阳师范学院地理科学学院,信阳 464000
3.中国科学院大学,北京 100049
A study of the variation and driving factors of the water area of the terminal lake of inland river: A case study of Taitema Lake region
HUO Tianci1(), YAN Wei2(), MA Xiaofei1,3
1. Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China
2. School of Geographic Sciences, Xinyang Normal University, Xinyang 464000, China
3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
全文: PDF(4621 KB)   HTML  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

尾闾湖作为干旱区内陆河下游绿洲生态系统的重要组成部分,具有涵养水源、防风固沙等功能。然而近半个世纪以来,受气候变化和人类活动的影响,内陆河尾闾湖不断萎缩,湖区周围生态环境一度恶化,已严重威胁区域社会经济发展。为探究干旱区尾闾湖泊水域变化及其驱动因素,以新疆维吾尔自治区台特玛湖地区为例,选取1986—2019年间9期Landsat TM/OLI遥感影像,提取并分析了台特玛湖地区水域面积变化特征及其驱动因素。结果表明: 34 a间研究区水域面积共增加了163.93 km 2,21世纪前水域零星分布在车尔臣河下游河道附近,进入21世纪以来主要分布在台特玛湖附近; 研究区水域重心迁移经历了20世纪80年代末的快速向西转移、20世纪90年代期间的缓慢向东移动、20世纪90年代末至21世纪初的大幅度迅速东移和21世纪以来的波动向东移动4个过程; 以塔里木河下游输水为界,输水前台特玛湖地区水域面积主要受区域自然因素综合作用,其中降水为主要驱动因素(r 2=0.825),输水后,人为干预的输水过程是影响研究区水域面积变化的主导因素(r 2=0.977)。随着不断向下游输水,台特玛湖地区生态环境持续恢复。为防止湖水丰盈,向东溢入罗布泊,有必要探究台特玛湖最大载水量,以期合理控制输水过程。

服务
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章
霍天赐
颜伟
马晓飞
关键词 尾闾湖台特玛湖水域变化生态输水遥感    
Abstract

Terminal lake, which is an important part of oasis ecosystem in the lower reaches of inland river in arid region, has the functions of water conservation, wind prevention and sand fixation. However, for nearly half a century, the terminal lake of inland river has been shrinking under the influence of climate change and human activities, and the ecological environment around the lake has been deteriorating, which has seriously threatened the regional social development. In order to explore the changes and driving factors of the water area of the terminal lake in the arid region, this paper took the Taitema Lake region as an example, selected nine Landsat TM/OLI remote sensing images from 1986 to 2019, and extracted and analyzed the change characteristics and driving factors of the water area of the Taitema Lake region. The results showed that the water area of the study region increased by 163.93 km 2 in the past 34 years. In terms of spatial distribution, water area of the study region was scattered around the lower reaches of Qarqan River before the 21st century, and mainly distributed around Taitema Lake since the 21st century. The center of gravity of the water area in the study region experienced four processes: rapid westward shift in the late 1980s, slow eastward shift in the 1990s, rapid eastward shift in the late 1990s to early 2000s, and eastward shift in the fluctuation since the 21st century. Taking the water transport to the lower reaches of Tarim River as the boundary, the water area before water transport is mainly affected by the comprehensive effects of regional natural factors, with precipitation as the main driving factor (r 2=0.825). After water transport, the water transport process with human intervention is the leading factor (r 2=0.977) affecting the change of water area in the study region. With the continuous water transfer to the downstream of Tarim River, the ecological environment of Taitema Lake has been restored continuously. In order to prevent the lake from overflowing and spilling eastward into Lop Nor, it is necessary to explore the maximum water capacity of Taitema Lake so as to reasonably control the water transfer.

Key wordsterminal lake    Taitema Lake    water area change    ecological water transport    remote sensing
收稿日期: 2019-11-06      出版日期: 2020-10-09
:  TP79  
基金资助:江苏省自然科学基金项目“基于遥感和水文模型的喀喇昆仑山北坡冰川阻塞湖突发洪水监测与预报研究”(BK20181059);河南省科技攻关项目“基于降水观测误差修正的河南省降水产品再分析及其灾害风险评估”(202102310338);信阳师范学院青年骨干教师资助计划(2019GGJS-07)
通讯作者: 颜伟
作者简介: 霍天赐(1994-),男,硕士,科研助理,主要从事水文遥感与陆面过程模拟研究。Email: huotianci2@163.com
引用本文:   
霍天赐, 颜伟, 马晓飞. 内陆河尾闾湖泊水域面积变化及驱动因素研究——以台特玛湖地区为例[J]. 国土资源遥感, 2020, 32(3): 149-156.
HUO Tianci, YAN Wei, MA Xiaofei. A study of the variation and driving factors of the water area of the terminal lake of inland river: A case study of Taitema Lake region. Remote Sensing for Land & Resources, 2020, 32(3): 149-156.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2020.03.20      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2020/V32/I3/149
Fig.1  台特玛湖地区示意图
(2019年7月Landsat OLI B4(R),B3(G),B2(B)影像)
编号 传感器类型 行列号 获取时间 空间分辨率/m
1 TM 141/033 1986-06-17 30
2 TM 141/033 1991-08-18 30
3 TM 141/033 1994-06-07 30
4 TM 141/033 1998-09-06 30
5 TM 141/033 2002-06-29 30
6 TM 141/033 2007-06-11 30
7 TM 141/033 2011-08-25 30
8 OLI 141/033 2015-08-20 30
9 OLI 141/033 2019-07-14 30
Tab.1  遥感影像数据信息
Fig.2  1986—2019年间台特玛湖地区水域面积时空变化
Fig.3  1986—2019年间台特玛湖地区水域面积变化
Fig.4  1986—2019年台特玛湖地区水域重心位移
(2019年7月Landsat OLI B4(R),B3(G),B2(B)影像)
研究时段 转移距离/km 转移角度/(°) 方位描述
1986—1991年 27.23 175.12 北偏西85.12°
1991—1994年 2.78 170.43 北偏西80.43°
1994—1998年 5.46 26.62 北偏东63.38°
1998—2002年 35.41 10.43 北偏东79.57°
2002—2007年 4.19 -164.72 南偏西74.72°
2007—2011年 6.48 6.94 北偏东83.06°
2011—2015年 5.83 149.12 北偏西59.12°
2015—2019年 11.50 -18.18 南偏东71.82°
Tab.2  水域重心点转移情况
研究时段 水域变化
面积/km2
R/% Rs/%
1986—1991年 11.11 80.87 16.17
1991—1994年 -16.02 -64.44 -21.48
1994—1998年 5.09 57.65 14.41
1998—2002年 65.32 468.88 117.22
2002—2007年 -3.93 -4.95 -0.99
2007—2011年 53.07 70.46 17.61
2011—2015年 -47.54 -37.02 -9.26
2015—2019年 96.82 119.75 29.94
1986—2019年 163.93 1 193.00 36.15
Tab.3  台特玛湖地区水域面积变化、变化幅度和动态度
Fig.5  研究区年平均气温和降水量变化
注: 2005、2006、2007、2008、2018年站点降水缺测
Fig.6  车尔臣河年径流量及塔里木河下游输水量变化
[1] 陈曦, 包安明, 王新平, 等. 塔里木河近期综合治理工程生态成效评估[J]. 中国科学院院刊, 2017,32(1):20-28.
Chen X, Bao A M, Wang X P, et al. Ecological effect evaluation of comprehensive control project in Tarim River basin[J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2017,32(1):20-28.
[2] 杨鹏年, 邓铭江, 李霞, 等. 塔里木河下游间歇输水下地下水响应宽度——以塔里木河下游英苏断面为例[J].干旱区研究, 2008(3):331-335.
Yang P N, Deng M J, Li X, et al. Respond width of groundwater level after conveying stream water to the lower reaches of the Tarim River,Xinjiang:A case study along the Yengisu section in the lower reaches of Tarim River[J].Arid Zone Research 2008(3):331-335.
[3] 徐海量, 樊自立, 杨鹏年, 等. 塔里木河近期治理评估及对编制流域综合规划建议[J]. 干旱区地理, 2015,38(4):645-651.
Xu H L, Fan Z L, Yang P N, et al. Short term evaluation and advice of compiling planning for the Tarim River basin in future[J]. Arid Land Geography, 2015,38(4):645-651.
[4] 杨戈, 郭永平. 塔里木河下游末端实施生态输水后植被变化与展望[J].中国沙漠, 2004(2):55-60.
Yang Y, Guo Y P. The change and prospect of vegetation in the end of the lower reaches of Tarim River after ecological water delivering[J].Journal of Desert Research 2004(2):55-60.
[5] 李丽君, 张小清, 陈长清, 等. 近20 a塔里木河下游输水对生态环境的影响[J]. 干旱区地理, 2018,41(2):238-247.
Li L J, Zhang X Q, Chen C Q, et al. Ecological effects of water conveyance on the lower reaches of Tarim River in recent twenty years[J]. Arid Land Geography, 2018,41(2):238-247.
[6] 王雅梅, 张青青, 徐海量, 等. 生态输水前后台特玛湖植物多样性变化特征[J]. 干旱区研究, 2019,36(5):1186-1193.
Wang Y M, Zhang Q Q, Xu H L, et al. Change of plant diversity in the Taitema Lake area before and after implementing the ecological water conveyance[J]. Arid Zone Research, 2019,36(5):1186-1193.
[7] 钟家骅. 塔里木河流域植被生态变化研究[D]. 西安:长安大学, 2018.
Zhong J H. The changes of the vegetation ecosystems in Tarim River Basin[D]. Xi’an:Chang’an University, 2018.
[8] 郭继凯. 塔里木河流域植被覆盖对气候变化和人类活动的响应[D]. 北京:北京林业大学, 2016.
Guo J K. Responses of vegetation coverage to climate change and human activities in the Tarim River basin[D]. Beijing:Beijing Forestry University, 2016.
[9] 黄粤, 包安明, 王士飞, 等. 间歇性输水影响下的2001—2011年塔里木河下游生态环境变化[J]. 地理学报, 2013,68(9):1251-1262.
doi: 10.11821/dlxb201309008
Huang Y, Bao A M, Wang S F, et al. Eco-environmental change in the lower Tarim River under the influence of intermittent water transport[J]. Acta Geographica Sinica, 2013,68(9):1251-1262.
doi: 10.11821/dlxb201309008
[10] 阿布都米吉提·阿布力克木, 阿里木江·卡斯木, 艾里西尔·库尔班, 等. 近40年台特玛—康拉克湖泊群水域变化遥感监测[J]. 湖泊科学, 2014,26(1):46-54.
Ablekim A, Kasimu A, Kurban A, et al. Monitoring the water area changes in Tetima-Kanglayka lakes region over the past four decades by remotely sensed data[J]. Journal of Lake Sciences, 2014,26(1):46-54.
doi: 10.18307/2014.0106
[11] 樊自立, 徐海量, 张鹏, 等. 新疆车尔臣河及其水资源利用研究[J]. 干旱区研究, 2014,31(1):20-26.
Fan Z L, Xu H L, Zhang P, et al. The Qarqan River in Xinjiang and its water resources utilization[J]. Arid Zone Research, 2014,31(1):20-26.
[12] 王姝怡. 近30年台特玛湖地区生态环境演变及影响因素研究[D]. 石家庄:河北师范大学, 2019.
Wang S Y. Study on the evolution and driving factors of ecological environment in the Taitema Lake area in recent 30 years[D]. Shijiazhuang:Hebei Normal University, 2019.
[13] McFeeters S K. The use of the normalized difference water index (NDWI) in the delineation of open water features. International Journal of Remote Sensing, 1996,17(7):1425-1432.
[14] 徐涵秋. 利用改进的归一化差异水体指数(MNDWI)提取水体信息的研究[J].遥感学报, 2005(5):589-595.
Xu H Q. A study on information extraction of water body with the modified normalized difference water index (MNDWI)[J].Journal of Remote Sensing 2005(5):589-595.
[15] 吴成永, 陈克龙, 曹广超, 等. 近30年来青海省风蚀气候侵蚀力时空差异及驱动力分析[J]. 地理研究, 2018,37(4):717-730.
Wu C Y, Chen K L, Cao G C, et al. The spatial and temporal differences and driving forces of wind erosion climatic erosivity in Qinghai Province from 1984 to 2013[J]. Geographical Research, 2018,37(4):717-730.
[16] 胡尔西别克·孜依纳力, 毋兆鹏, 哈孜亚·包浪提将. 新疆玛纳斯湖近40年间时空变化图谱及其驱动机制[J]. 国土资源遥感, 2018,30(1):217-223.doi: 10.6046/gtzyyg.2018.01.30.
Ziyinali H, Wu Z P, Baolangtijiang K. Lake changes in spatial evolution and driving force for the water area change of the Manas lake in Xinjiang in the past forty years[J]. Remote Sensing for Land and Resources, 2018,30(1):217-223.doi: 10.6046/gtzyyg.2018.01.30.
[17] 黄娉婷, 张晓平. 大都市区工业重心时空变动轨迹分析:以天津市为例[J]. 经济地理, 2012,32(3):89-95.
Huang P T, Zhang X P. Analysis of temporal and spatial movement of the gravity center of city industry:A case study of Tianjin[J]. Economic Geography, 2012,32(3):89-95.
[18] 邓铭江, 杨鹏年, 周海鹰, 等. 塔里木河下游水量转化特征及其生态输水策略[J]. 干旱区研究, 2017,34(4):717-726.
Deng M J, Yang P N, Zhou H Y, et al. Water conversion and strategy of ecological water conveyance in the lower reaches of the Tarim River[J]. Arid Zone Research, 2017,34(4):717-726.
[19] 朱长明, 李均力, 沈占锋, 等. 塔里木河下游生态环境变化时序监测与对比分析[J]. 地球信息科学学报, 2019,21(3):437-444.
Zhu C M, Li J L, Shen Z F, et al. Time series monitoring and comparative analysis on eco-environment change in the lower reaches of the Tarim River[J]. Journal of Geo-Information Science, 2019,21(3):437-444.
[20] 冉津江, 季明霞, 黄建平, 等. 中国北方干旱区和半干旱区近60年气候变化特征及成因分析[J]. 兰州大学学报(自然科学版), 2014,50(1):46-53.
Ran J J, Ji M X, Huang J P, et al. Characteristics and factors of climate change in arid and semi-arid areas over northern China in the recent 60 years[J]. Journal of Lanzhou University(Natural Sciences), 2014,50(1):46-53.
[21] 胡实, 莫兴国, 林忠辉. 未来气候情景下我国北方地区干旱时空变化趋势[J]. 干旱区地理, 2015,38(2):239-248.
Hu S, Mo X G, Lin Z H, et al. Projections of spatial-temporal variation of drought in north China[J]. Arid Land Geography, 2015,38(2):239-248.
[22] 李丽, 曾庆伟, 周会珍, 等. 新疆车尔臣河绿色走廊河湖湿地变化及原因分析[J]. 干旱区研究, 2012,29(2):233-237.
Li L, Zeng Q W, Zhou H Z, et al. Change and causes of the river-lake marshes along the green corridor at the lower reaches of the Qarqan River[J]. Arid Zone Research, 2012,29(2):233-237.
[23] 樊自立, 徐海量, 傅荩仪, 等. 台特玛湖湿地保护研究[J]. 第四纪研究, 2013,33(3):594-602.
Fan Z L, Xu H L, Fu J Y, et al. Study on protection of wet land of Taitema Lake[J]. Quaternary Sciences, 2013,33(3):594-602.
[1] 刘文, 王猛, 宋班, 余天彬, 黄细超, 江煜, 孙渝江. 基于光学遥感技术的冰崩隐患遥感调查及链式结构研究——以西藏自治区藏东南地区为例[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 265-276.
[2] 王茜, 任广利. 高光谱遥感异常信息在阿尔金索拉克地区铜金矿找矿工作中的应用[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 277-285.
[3] 吕品, 熊丽媛, 徐争强, 周学铖. 基于FME的矿山遥感监测矢量数据图属一致性检查方法[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 293-298.
[4] 张大明, 张学勇, 李璐, 刘华勇. 一种超像素上Parzen窗密度估计的遥感图像分割方法[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 53-60.
[5] 薛白, 王懿哲, 刘书含, 岳明宇, 王艺颖, 赵世湖. 基于孪生注意力网络的高分辨率遥感影像变化检测[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 61-66.
[6] 宋仁波, 朱瑜馨, 郭仁杰, 赵鹏飞, 赵珂馨, 朱洁, 陈颖. 基于多源数据集成的城市建筑物三维建模方法[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 93-105.
[7] 李伟光, 侯美亭. 植被遥感时间序列数据重建方法简述及示例分析[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 1-9.
[8] 丁波, 李伟, 胡克. 基于同期光学与微波遥感的茅尾海及其入海口水体悬浮物反演[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 10-17.
[9] 高琪, 王玉珍, 冯春晖, 马自强, 柳维扬, 彭杰, 季彦桢. 基于改进型光谱指数的荒漠土壤水分遥感反演[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 142-150.
[10] 张秦瑞, 赵良军, 林国军, 万虹麟. 改进遥感生态指数的宜宾市三江汇合区生态环境评价[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 230-237.
[11] 贺鹏, 童立强, 郭兆成, 涂杰楠, 王根厚. 基于地形起伏度的冰湖溃决隐患研究——以希夏邦马峰东部为例[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 257-264.
[12] 于新莉, 宋妍, 杨淼, 黄磊, 张艳杰. 结合空间约束的卷积神经网络多模型多尺度船企场景识别[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(4): 72-81.
[13] 李轶鲲, 杨洋, 杨树文, 王子浩. 耦合模糊C均值聚类和贝叶斯网络的遥感影像后验概率空间变化向量分析[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(4): 82-88.
[14] 艾璐, 孙淑怡, 李书光, 马红章. 光学与SAR遥感协同反演土壤水分研究进展[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(4): 10-18.
[15] 李特雅, 宋妍, 于新莉, 周圆锈. 卫星热红外温度反演钢铁企业炼钢月产量估算模型[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(4): 121-129.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
京ICP备05055290号-2
版权所有 © 2015 《自然资源遥感》编辑部
地址:北京学院路31号中国国土资源航空物探遥感中心 邮编:100083
电话:010-62060291/62060292 E-mail:zrzyyg@163.com
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发