基于GEE的阿克赛钦湖湖泊面积变化及其气候响应分析

选取1990—2019年30年间降水、蒸发、气温三个方面的气象数据与阿克赛钦湖流域湖泊面积变化情况进行相关性分析。基于GEE平台对水体数据进行批处理提取,通过皮尔逊相关性分析得到湖泊面积与气候的关系,随后使用多元线性回归来判断湖泊面积变化与所有气象因子的响应关系。研究结果表明:21世纪之前湖泊面积变化不显著,但是自从进入21世纪后湖泊面积变化显著,且呈逐年上升趋势;阿克赛钦湖泊面积变化与年均温、年累计降水变化显著相关,且与气温关系最为密切,为强相关;蒸发量逐年下降,降水量呈上升趋势,致使湖泊面积增大。

孕灾机理与多源遥感结合的安徽省明光市地质灾害隐患识别

随着我国高分遥感卫星产业的快速发展,利用多源遥感数据可以快速、准确地做好地质灾害隐患早期识别。本文重点以明光市地质灾害风险调查评价中的野外工作为前提,提出基于孕灾机理与多源遥感结合的地质灾害隐患识别方法体系。在查明全市孕灾环境的基础上分析地质灾害的分布发育规律,并基于孕灾机理进行易发性分区评价;基于卫星遥感地表变化检测技术实现地质灾害易发靶区圈定,通过现场核查,并结合专家研判实现隐患体的最终确认。在工作区内共计识别出1处新增地质灾害隐患点,2处孕灾地质条件点。本研究证实了地质灾害隐患综合遥感识别方法的应用能力,可为地质灾害隐患的识别与防治提供借鉴。

升金湖沉积物1000年以来的元素地球化学记录及其水文意义

中国东部季风区过去千年的水文变化已有大量研究并取得重要进展,但水文环境变化的起止时间、空间特征、温湿配置研究仍存在显著的区域差异,水文环境变化的驱动机制研究相对较少且不明确。以安徽升金湖沉积岩心为研究对象,分析元素地球化学指标的水文指示意义,结合总有机碳(TOC)、碳氮比(C/N)、无机碳(IC)等环境代用指标,讨论升金湖过去1000年的水文变化。结果表明:1)在1000~1350 A.D.,Ti、Rb/Sr、Cr、SiO_(2)含量呈波动下降,Sr、CaO含量呈低值波动,指示中世纪暖期水文环境向干旱化变化。2)在1350~1850 A.D.内可分为两个阶段;第一阶段(1350~1600 A.D.),Ti、Rb/Sr、Cr、SiO_(2)含量波动变化,但总体在高值水平,Sr、CaO含量为低值,指示流域降水较多;第二阶段(1600~1850 A.D.),Ti、Rb/Sr、Cr、SiO_(2)含量下降,总体呈低值水平,Sr、CaO含量为高值呈上升趋势,指示降水减少,说明小冰期水文环境由湿润转向干旱。3)1850~2000 A.D.,Ti、Rb/Sr、Cr、SiO_(2)含量呈上升趋势,Sr、CaO含量下降,指示降水增加,水文条件偏湿润。其中1137~1993 A.D.水文环境变化与历史文献记录的水文变化有良好的响应。区域重建结果表明:升金湖沉积物元素变化与大九湖泥炭重建降水量、江淮地区干湿指数、女山湖色度a^(*)/L^(*)干湿变化基本同步。进一步将升金湖沉积物元素变化与亚洲—太平洋涛动(APO)、北半球太阳辐照度变化对比发现具有较好的一致性,说明升金湖过去千年水文变化可能由APO与太阳辐照度变化驱动,同时在中世纪暖期与小冰期,东部季风区降水的南—北“偶极型”特征可能与亚洲—太平洋涛动密切相关,其水文环境演变既响应了半球性变化又有区域特征。

高海拔干旱区湖泊沉积物多指标记录的环境变化研究——以阿克赛钦湖为例

青藏高原西北部湖泊沉积物记录了丰富的区域气候环境变化信息,对于揭示青藏高原西风-季风环流系统变化及其相互作用过程具有重要意义。通过对青藏高原西北部高海拔干旱区典型湖泊阿克赛钦湖沉积岩芯粒度、总无机碳(Total inorganiccarbon,TIC)、总有机碳(Total organic carbon,TOC)、总氮(Total nitrogen,TN)、碳氮比(C/N)和磁化率等环境代用指标的分析,探讨阿克赛钦湖不同沉积深度范围内湖泊水动力搬运条件、湖面变化及湖区冷暖变化等湖泊环境变化过程。结果表明:阿克赛钦湖沉积物有机质含量低,湖泊沉积物以粉砂为主,黏土次之,砂含量最少。多指标记录的环境变化大致分为以下4个阶段:第Ⅰ阶段(531~480 cm)气候相对温暖,流域蒸发较弱,湖泊水生生产力低,为湖泊水动力搬运条件弱的深水环境。第Ⅱ阶段(480~380 cm)气候寒冷干燥,流域蒸发强烈,湖泊水生生产力相对较高,为湖泊水动力搬运条件强的浅水环境。第Ⅲ阶段(380~160 cm)气候逐渐转暖,入湖水量增多,湖面扩张,湖泊水动力搬运条件逐渐减弱。第Ⅳ阶段(160~0 cm)气候寒冷干燥,流域蒸发增强,湖泊水生生产力低,为湖泊水动力搬运条件弱的深水环境。研究结果可为青藏高原西北部过去气候变化重建及西风-季风变化关系研究提供基础科学数据与理论支撑。

高分辨率遥感影像土地利用及其变化检测

为探究不同分类方法在高分辨率遥感影像土地利用及变化检测中的应用,基于淮南市2017-2018年高分一号宽幅相机(GF-1WFV)数据,分别采用最大似然法和支持向量机法进行土地利用及其变化检测,分析不同分类结果的空间分布、转移矩阵、动态变化,根据其分类精度,最后比较它们的优缺点。结果表明:两种分类方法的林地、耕地、水体和人工建筑分类总体精度均在98%以上,Kappa系数在97%以上,具有较高的分类精度。2017-2018年林地和建筑面积有所增加,其中林地的增加较为稳定,人工建筑的转入和转出百分比都比较高,耕地的变化在不同的分类方法下显示都是明显减少,水体的变化在使用最大似然法分类时是增加的,而使用支持向量机法分类时是减少的。因此,不同分类方法所得到的结果受特定数据集、数据预处理、特征选取、参数选择等因素的影响而存在差异。

基于GEE长三角植被覆盖度时空变化及特征分析

近年来,长三角地区作为我国经济最活跃区域正聚焦于生态环境发展绿色一体化,然而区域的快速发展必将会对生态环境造成重要影响,如何选取指标对生态环境进行定量变化和趋势分析是个重要问题。因此,本文基于Google Earth Engine云平台,以长三角为研究区域,利用2000—2020年Landsat地表反射率数据和中分辨率成像光谱仪(MODIS)增强植被指数(EVI)数据,采用像元二分模型计算植被覆盖度(FVC)。通过年际变化、Hurst指数等指标,对我国长三角地区的FVC时空演化趋势进行了预测分析。结果表明:长三角地区的FVC从2000年的0.602增长到2020年的0.669,处于中高覆盖度水平,并呈现稳步提升态势;从空间分布来看,植被覆盖度较高的区域对应安徽省西南部、浙江省的中南部以及江苏省的西北部地区。区域植被覆盖度赫斯特指数(Hurst)平均值为0.525,未来其生态环境将继续保持改善趋势。其结果可为后续生态环境变化与环境协同防治研究提供参考依据。

长江下游升金湖沉积物记录的过去千年高分辨率气候环境变化

中国东部季风区气候格局具有强烈的时空差异,加强过去千年高分辨率气候变化历史重建及其机制研究对于深刻认识中国东部当今及未来气候变化趋势以及制定应对策略具有重要科学意义。本研究以长江中下游地区典型湖泊升金湖长度为86 cm的沉积岩芯为研究对象,在AMS^(14)C测年数据建立可靠年代框架的基础上,利用沉积物粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、碳氮比(C/N)和无机碳(IC)等指标高分辨率重建该流域过去千年以来的气候环境变化。研究结果表明:1)阶段Ⅰ(1000~1350 A.D.),对应中世纪暖期,平均粒径相对较细,TOC、TN、C/N较低,说明湖泊水位总体较高,1100 A.D.后粒度粗粒成分增多和IC波动增长,表明流域气候逐渐向干旱化状态转变;2)阶段Ⅱ(1350~1600 A.D.),进入小冰期前期,平均粒径和IC含量进一步降低,TOC、TN、C/N上升,指示湖泊水位持续升高,气候偏湿润;3)阶段Ⅲ(1600~1850 A.D.),进入小冰期后期,平均粒径增大,表明湖泊流域降水减少,水位下降,流域内湿地植被发育从而使得TOC、C/N增大,IC也迅速增加,湖泊流域气候较为干旱;4)阶段Ⅳ(1850~2000 A.D.),对应现代暖期,平均粒径下降,IC降低,湖泊水位再次上升,气候总体呈暖湿状态,TOC、TN、C/N受气候和人类活动共同影响而持续增长。区域重建结果对比表明,中世纪暖期和小冰期升金湖沉积物记录与长江中下游地区其他研究结果记录的干湿变化较为一致。进一步将升金湖记录与近千年来的东亚夏季风环流、ENSO以及太阳辐照度等记录进行对比分析发现,该地区过去千年以来的气候变化不仅受东亚夏季风变化控制,同时还受到ENSO状态及太阳辐照度变化等显著影响。在中世纪暖期和小冰期后期,以拉尼娜态为主,太阳辐照度较强,升金湖地区气候较为干旱;小冰期前期和现代暖期以厄尔尼诺态为主,升金湖地区气候较为湿润;现代暖期后,升金湖地区气候变化与太阳辐照度关系不明显,推测可能受人类活动影响更为强烈。