分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 湿地高精度动态变化遥感监测，对于湿地保护和恢复具有重要的实践意义。以新疆博斯腾湖湿地为研究对象，运用多端元混合像元分解（Multiple endmember spectral mixture analysis，MESMA）模型提取Landsat影像中植被、水体和裸地面积，通过无人机影像验证精度后，结合趋势分析法探明20002022年博斯腾湖湿地时空变化特征及趋势。结果表明：（1） 通过无人机影像重采样精度验证的MESMA分类结果中植被像元拟合优度（R2）为0.75，水体像元R2为0.84，表明分类结果符合实际地物情况。（2） 20002022年博斯腾湖湿地植被面积共增加536.65 km2，增加了183.14%；水域面积则减少595.76 km2，减少了37.07%；裸地面积共增加99.12 km2，增加了25.42%。（3）博斯腾湖湿地植被面积呈增加趋势的区域占总面积的30.6%，位于大湖区西北部和小湖区北部；反之水域面积呈减少趋势的区域占总面积的34.6%，位于大湖北岸、东岸及小湖湿地。准确掌握博斯腾湖湿地时空变化情况及其趋势，可对干旱区内陆湿地监测与保护提供参考依据。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2020-04-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 博斯腾湖径流入湖、出湖口过近的水文现状对有机物浓度及其空间分布形成制约。采用MIKE21软件构建水动力水质二维数值模型，分析工程方案对博斯腾湖有机物污染的改善效果。根据模拟结果以及配对样本〖WTBX〗T〖WTBZ〗检验分析：在现状基础上实施扬水站东移或引开都河水3×108 m3·a-1进入黄水沟，均可显著改善博斯腾湖有机物污染，年均化学需氧量（COD）浓度分别降低13.4%和8.91%；两方案同时实施效果更为显著，年均COD浓度降低20.2%；通过工程实施改善博斯腾湖有机物污染切实可行。但在流域尺度上，工程方案仅改变了有机物平衡而未改变总量，博斯腾湖有机物污染改善源于污染物转移至下游孔雀河。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-10-11 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 干燥度指数是反应地域干湿状况的一个指标，了解地区的干湿状况对当地农业发展、水资源科学管理及生态环境有着重要的作用。基于博斯腾湖流域5个气象站1970—2016年逐日气象数据，利用Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量，并将该计算值和降水量之比，得到干燥度指数。运用5a滑动平均、M-K检验、R/S分析等分析干燥度指数的多年变化特征；通过敏感性分析探讨气象因子对干燥度指数的敏感性。结果表明：博斯腾湖流域平均干燥度指数为13.9，属于干旱地区。1970—2016年博斯腾流域的干燥度指数呈现下降的趋势，未来干燥度指数的变化与历史变化相同。博斯腾流域在四季中冬季的干燥度指数最低，随着年代的变化，干燥度指数不断降低。各气象因子对干燥度指数的敏感性为：最高气温＞相对湿度＞平均风速＞最低气温＞日照时数＞平均气温。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为研究新疆典型淡水湖和咸水湖芦苇湿地土壤温室气体排放差异，以中国第一大内陆淡水湖博斯腾湖和新疆第一大咸水湖艾比湖为研究对象，采用静态箱-气相色谱法，利用2016年12月至2017年11月所监测的数据进行对比分析。结果表明：（1）通过分析观测期内日排放均值发现，淡水湖CO2排放趋势呈单峰曲线、相邻时间点CH4排放趋势不明显，CO2、CH4排放均值曲线均高于咸水湖。淡水湖和咸水湖N2O分别在9:00—13:00，17:00—21:00排放差异不明显，排放峰值分别出现在17:00和13:00。（2）淡水湖和咸水湖芦苇湿地土壤CO2、CH4、N2O季节变化均呈单峰曲线趋势，温室气体排放峰值主要集中在夏季，咸水湖N2O排放峰值出现在秋季，淡水湖和咸水湖CO2、N2O排放量差异性不显著（P>0.05），两湖CH4排放量差异性显著（P<0.05）。（3）湖泊湿地在冬季储存大量温室气体，博斯腾湖CO2、CH4和N2O在春季融解的排放量占全年总累计排放量的22%、30%和12%，艾比湖占40%、0.8%和47%。（4）土壤温度、土壤含水量和土壤有机质对艾比湖CO2排放量的促进作用较弱。pH对博斯腾湖N2O排放起到抑制作用，土壤盐分对艾比湖CO2和博斯腾湖CH4排放的抑制作用较强。（5）干旱区湖泊芦苇湿地土壤全球增温潜势表现为：淡水湖＞咸水湖，淡水湖和咸水湖芦苇湿地在百年尺度上对全球变暖均有促进作用。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-01-11 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 本研究采用博斯腾湖流域1970—2014年的气象站点数据及Penman-Monteith公式计算潜在蒸散发（ET0），对比分析了流域山区和平原区ET0的时空变化及对主要气象因子的不同影响。结果表明：1）在年际尺度上，山区ET0在1970—2000年整体呈波动下降的趋势（P<0.01），2000年开始，ET0呈现略微上升的趋势；平原区ET0在1970—1993年间以-77 mm/10a的速率呈减小的趋势（P<0.01），1993年之后逆转为以83.8 mm/10a的速率呈上升趋势（P<0.01），平原区的变化明显强于山区。2）季节上呈现夏季为流域ET0最高的季节，是年变化的主要贡献者；而变化趋势则表现为平原区春季和夏季ET0大于山区，秋季和冬季略小于山区。3）ET0变化对净辐射和风速最为敏感，同时，山区净辐射和风速对ET0变化的贡献率最大，平原区影响ET0变化的主导因素是风速，风速对ET0的贡献率均超过50%。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-12-06 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 生境质量是衡量区域生态环境优劣的重要指标，对干旱半干旱流域地区的生境质量进行研究具有重要的理论和现实意义。基于自然地理、遥感影像等多源数据，运用重心迁移、InVEST模型等研究方法，揭示19802020年博斯腾湖流域生境质量的时空演变规律，采用FLUS模型对2025年和2030年的土地利用时空演变进行模拟，阐明不同土地利用变化情景下生境质量时空演变格局。结果表明：（1） 19802020年，博斯腾湖流域生境质量平均值由0.546降至0.521。高质量区域面积大幅缩减，区域重心向北迁移；生境低质量区域面积增加且重心向东北方向迁移。流域总体生境退化强度有所减弱。（2） 自然发展情景下，流域工业生产用地和其他生态用地面积大幅增加；生态优先发展情景下，流域水域生态用地发展趋势由减转增，并向草地生态用地和其他生态用地迁移；经济优先发展情景下，焉耆盆地与绿洲平原的城镇生活用地和工业生产用地边界得到扩张。研究结果可以为干旱半干旱流域地区土地利用规划及生境质量改善提供科学依据。
分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间： 2021-12-14 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 湿地生态需水量阈值是其生态系统发生质变的临界条件，一旦某阈值被超越，系统的某些 物质平衡关系、功能、健康就会受到影响，而月尺度的湿地生态需水量阈值研究有助于水资源优化 配置。针对博斯腾湖小湖区芦苇沼泽镶嵌交错明水塘道的景观结构，结合遥感数据同步获取大范 围数据的优势，利用长时间序列的水面面积频率分析，确定月尺度最小、中等和理想状态的小湖区 湿地明水区面积；采用蒸发皿观测值计算法，核算小湖区湿地的月尺度最小、中等和理想生态耗水量。结果表明：小湖区湿地全年月平均最小、中等和理想的生态水面面积为 14.47 km2、21.56 km2、 26.75 km2；小湖区湿地生长季 3—9 月最小生态需水量为 0.22×108 m3、0.35×108 m3、0.44×108 m3、0.51×108 m3、0.39×108 m3、0.41×108 m3、0.28×108 m3，其中 6 月最大，3 月最小，小湖区湿地年最小生态 需水量约为 3.02×108 m3；如若同时满足小湖区湿地生态目标芦苇生长所需动态水位，3—9 月最小 生态需水量为 0.40×108 m3、0.52×108 m3、0.79×108 m3、0.86×108 m3、2.31×108 m3、0.41×108 m3、0.28×108 m3，其中 7 月最大，9 月最小，小湖区湿地年最小生态需水量约为 5.99×108 m3。本研究计算结果可用于小湖区湿地年、月尺度来水分配及出水调控，有利于提高区域水资源利用效率，确保小湖生态可持续发展。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2020-04-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 博斯腾湖人工湿地是典型的多级表面流污水人工湿地处理系统。本研究采集博斯腾湖人工湿地各级子系统进水和出水口的水样及沉积物，通过高通量测序技术，分析了多级湿地系统中水和沉积物中的微生物群落空间分布特征。结果表明：总体上人工湿地沉积物中的微生物多样性和丰度高于水体。在多级湿地系统中微生物群落丰度及多样性自入口起始，先增加后由潜流湿地排入博斯腾湖后减小。水中核心门类为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）及浮霉菌门（Planctomycetes）。其中变形菌门整体呈上升趋势，从初始进水口的59.11%上升至最终出水口的84.80%，而厚壁菌门类整体呈下降趋势，从24.05%降至6.83%。但厚壁菌门类细菌仍是优势菌种，这表明该门类细菌在废水处理系统中是优势菌种。沉积物中变形菌门类和厚壁菌门类细菌依然占主导地位，厚壁菌门类细菌丰度也是先增加后减少，而变形菌门类细菌整体上随处理深度呈下降趋势；拟杆菌门（Bacteroidetes）和绿弯菌门（Chloroflexi），两者在整个处理过程中呈现出完全相反的趋势。尽管水和沉积物中优势门类细菌均为变形菌门，并且最主要的功能类群均为氨基酸运输和代谢，但微生物群落整体结构及功能仍显著不同。
分类： 地球科学 >> 地质学 提交时间： 2019-10-11 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 以新疆博斯腾湖岩芯（41cm）沉积物粒度为研究对象，结合放射性同位素210Pb测年方法建立了沉积年代序列，利用粒径-标准偏差方法分析了沉积物中环境敏感组分，并重建了过去150a来的湖泊水位变化历史。博斯腾湖岩芯沉积物中黏土质（64 μm）仅有5.1%，不同粒级组分的垂向变化趋势具有较为明显的差异性。通过粒径-标准偏差法对沉积物环境敏感组分的提取表明，组分C2（粒径7.59～22.91 μm）的平均粒径变化与中值粒径变化一致（r=0.7，P<0.01），组分C2对博斯腾湖沉积环境变化响应敏感，并由此重建了过去150 a的湖泊水位变化历史。1940年之前，博斯腾湖水位整体处于近150 a来的历史低值期，1910s—1930s低水位期代表了一次较大范围的区域干旱事件；在气候变化和显著增强的人类活动的共同作用下，1980s中后期博斯腾湖水位显著降低。湖泊水位作为沉积粒度变化的影响因子之一，可以通过湖泊沉积物中环境敏感组分的含量重建过去博斯腾湖水位的波动历史，为研究湖泊的历史变化规律及其影响因素提供一种新的途径。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术及资源科学技术其他学科 提交时间： 2021-03-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 结合博斯腾湖1960—2018年水位、出入湖径流以及气象站点实测资料，采用集合经验模态分解（Ensem⁃ble Empirical Mode Decomposition，EEMD）、水量平衡和气候弹性方法，对近60 a博斯腾湖水位变化及其影响因素进行了详细分析。结果表明：（1）1960—2018年博斯腾湖水位总体呈下降态势，具体表现为“下降-上升-下降-上升”四个阶段。（2）在年际尺度上水位存在准3~4 a、准8~9 a的周期性振荡，而年代际尺度上表现出准29~30 a和准33~34 a的周期性变化。（3）1960—2018年降水、气温和潜在蒸散发对开都河、黄水沟和焉耆径流的累积贡献率分别达85.1%、42.1%和23.8%，而下垫面、其他气象变量和人为等因素累积对径流的贡献率分别约为14.9%、57.9%和76.2%。（4）对不同阶段博斯腾湖水位变化原因分析：1960—1987年水位急剧下降的主要原因同入湖径流减少和湖面蒸发量大有关；气温升高和降水量增加导致入湖水量增加是1988—2002年水位显著升高的主要原因；入湖径流减少和出湖水量增多，导致2003—2014年水位显著下降；博斯腾湖入湖水量的显著增加及对出湖水量的严格控制是2015—2018年水位明显上升的主要原因。
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