1998-2021年艾比湖湖泊面积变化遥感监测及驱动因素分析

基于Landsat5、Landsat8影像以及利用NDWI方法,分析了艾比湖湖泊面积的变化状况以及影响因素。结果表明,1998—2021年艾比湖的面积呈下降状态,2016年湖泊面积小幅度上升,湖泊面积减小最快的时间段在2017—2021年。导致湖泊面积减小的原因是气温和降水量的变化给生态环境增加了许多不稳定因素,人类活动的频繁及经济发展影响研究区域内的环境。

艾比湖流域生态环境演变与人类活动关系初探

艾比湖流域生态环境演变与人类活动关系初探杨云良阎顺贾宝全陈利军（中国科学院新疆地理研究所，乌鲁木齐８３００１１）ＡＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＢｅｔｗｅｅｎｔｈｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄ...

近1500年来新疆艾比湖同位素记录的气候环境演化特征

利用介形虫壳体δ18O ,δ13 C及其沉积物有机质δ13 C同位素组成等环境代用指标 ,重建了西北干旱区艾比湖地区近 15 0 0年来气候环境演化特征。结果表明 ,气候不稳定性不但出现在时段约 6 6 0～ 76 0A .D .及约 1380～15 0 0A .D .由暖干变冷湿的气候转换时期 ,也出现在时段约 10 5 0～ 115 0A .D .及约 185 0～ 194 0A .D .由冷湿变暖干的转换时期。尤其是由冷湿到暖干的气候转换时期 ,频繁而大幅度的气候变化影响湖泊水环境的稳定连续性 ,限制了介形虫等湖泊生物的生存 ,造成湖泊生态环境系统的破坏。而在百年尺度上艾比湖地区气候表现为暖干、冷湿的组合特征。约 185 0年开始 ,气候出现明显的干旱化趋势。

艾比湖地区土壤异质性及其对植物群落生态分布的影响

艾比湖水域萎缩、湖区旱化和人类活动频繁严重影响了当地生态环境和社会经济发展。本文通过对艾比湖地区不同类型土壤的理化性状分析和植物群落样方调查统计及其分布的规律研究 ,讨论了土壤质地、盐分、pH、养分、水分等自然综合体空间异质性对植物群落生态分布的影响 ,为该区生态环境恢复和重建提供了参考。

艾比湖二千余年来环境演变的地球化学记录

通过对新疆艾比湖Ash孔二千余年以来沉积的总有机碳含量及其碳同位素、碳酸盐含量及Mg/Ca比值等环境指标综合分析,数据显示:约在公元前500～400年,艾比湖水体面积较小,对应的气候偏干。约公元前400～公元1400年,水体面积较大,处于高水位时期,气候较为湿润,但此时期内的气候也有小幅的冷暖和干湿变化。其中在公元800～1300年期间艾比湖沉积记录显示水生生物对沉积有机质的贡献达到最大,而陆源有机质输入不明显,表明此时湖水水位可能达到二千余年来的最高,这一时段基本对应于中世纪暖期。从碳酸盐含量及Mg/Ca比值指标来看,该地区中世纪暖期可能有一个干湿的波动。公元1400年以来,艾比湖水位下降,其中在15世纪中和19世纪初是两次较为干燥的时期,与其他地区的小冰期气候相对应。

新疆艾比湖流域近40年来气候变化特征分析

本文通过艾比湖流域分布的5个气象台站有关气温、降水、蒸发的多年数据,分析了近40a来艾比湖流域的气候变化特征。结果表明:近40a来年平均气温及春、夏、秋、冬四季气温均呈上升趋势,其中以冬季最为明显;年平均降水量及春、夏、冬季降水自90年代后出现增加趋势;年及四季蒸发量呈上升趋势,但90年代的年及各季蒸发量较80年代呈减少趋势,其中以夏季最为明显。该地区近10多年来气候发生了明显的变化,主要表现在气温升高,降水增多,蒸发量却有减少的趋势。

艾比湖Ash浅孔沉积信息揭示的环境演变过程

通过对艾比湖西南湖底 1.8m浅孔的沉积特征、粒度组成、有机地化分析结合14 C测年数据重建湖泊沉积时代的环境面貌。研究显示近 30 0 0年来艾比湖地区的环境总体上是相对稳定的 ,全球的气候波动曾引起艾比湖水位和周边环境发生一定的变化。其中艾比湖在 2 6 0 0～ 2 4 5 0aBP年间湖水相对较浅 ,气候相对冷干。 2 30 0aBP年左右湖泊深度变浅 ,剖面处受到河流的影响。 2 30 0～ 4 4 0aBP年间是艾比湖的高水位时期 ,气候温暖湿润 ,水陆生植物繁茂。 4 4 0aBP以来湖泊变浅 ,气候变得更加干旱。艾比湖作为一内陆干旱区封闭型湖泊 ,对全球环境变化的响应较为敏感 ,艾比湖的形成演变具有典型的干旱区代表性。

新疆两盐湖可培养嗜盐古菌多样性研究

从新疆地区艾比盐湖和艾丁盐湖卤水及泥土样品中分离到86株嗜盐古菌。16S rRNA基因序列分析结果表明,分离自艾比湖的嗜盐古菌分别属于Haloarcula、Halobacterium、Halorubrum、Haloterrigena、Natrinema和Natronorubrum6个属的11个分类单元,而分离自艾丁湖的嗜盐古菌分别属于Haloarcula、Halobiforma、Halorubrum、Haloterrigena、Natrialba、Natrinema6个属的8个分类单元,这一结果表明艾比湖可培养嗜盐古菌生物多样性稍高于艾丁湖。基于16S rRNA基因序列的系统发育分析表明代表菌株ABH15应为Natronorubrum属的中性嗜盐古菌新种,代表菌株ABH07、ABH12、ABH17、ABH19、ABH51和AD30可能是Halobacterium、Halorubrum、Haloterrigena、Haloarcula的新成员。

新疆艾比湖卤虫休眠卵发育的温度因子分析

在不同的温度下对新疆艾比湖卤虫休眠卵进行了孵化试验 ,研究了卤虫发育速度与温度之间的关系 ,提出了相应的数学模型 ;V(T) =(k·T +c)·(1-exp(- (T -TH) /rH) ) ;并以此求算了该种群休眠卵孵化的最低临界温度为 5 .5 6℃ ,平均临界温度为 5 .96℃ ,最低有效积温为 342 .4 7℃×h ,平均有效积温为 4 13.6 3℃×h ;同时还就最适温度、耐温上限比较了高能卵与均能卵在适温能力上的差异 ,并最后讨论了这些参数在集约化养殖中的实践意义 .

新疆艾比湖湿地土地荒漠化动态监测研究

新疆艾比湖湿地是准噶尔盆地西南缘最低洼地和水盐汇集中心,在我国内陆荒漠自然生态系统中具有典型性和较高的保护价值.本次研究通过对不同时相的多源卫星数据进行配准与复合分类处理,结合野外调研,解译分析各类荒漠化土地类型的时空分布特征.研究结果表明;艾比湖地区的荒漠化以土地盐渍化和风蚀两大类型占绝对优势,其动态变化特点是风蚀减少盐渍化增加.2000—2002年风蚀荒漠化的面积减少了403.06162km2,减少幅度达53%.盐渍化面积增加了183.7km2,比重由54%上升为70%.就荒漠化的程度而言目前是趋于下降.很多重度风蚀及盐渍化转为了中度,复合型荒漠化面积增加.

艾比湖退化湿地的生态恢复

精河入湖口是典型干旱区湖泊湿地,也是艾比湖湿地的重要组成部分。近50年来,由于人类活动及气候变化等多种因素影响,艾比湖湿地生态系统健康受到威胁,出现不同程度的退化。为改善和恢复生态环境,自2004年开始实施湿地恢复实验工程。选择未恢复区、恢复1年区、恢复3年区和恢复5年区,比较其水、浮游生物、植被、土壤及碳循环等生态特征,结合野外调查及试验数据分析,对其恢复状态进行监测和评价。结果显示,至2009年,试验区湿地水域面积比例增加,水质得到改善,植被群落呈正向演替,土壤达到中、轻度盐碱化土水平,水禽种类增加,生物多样性更加丰富,土壤呼吸速率随恢复时间延长而逐渐提高。由此表明,只要水源充足,精河入湖口退化湿地在恢复过程中经4～5年即可恢复到未退化状态,以恢复湿地水文条件为核心措施的湿地恢复方案具有可行性。研究对于干旱区其他类型湿地的恢复及生态功能的改善具有指导作用。

艾比湖胡杨宽度年表建立及其环境意义

在艾比湖东岸采集了3个样点的胡杨树芯标本，建立了艾比桦和东大桥两个采样点的树轮宽度年表（STD，RES和ARS年表），年表长度分别为196a和210a，并分析了年表的特征。对树轮标准年表与精河气象站的温度、降水量进行的相关分析发现，温度和降水对胡杨年轮宽度生长的影响较小，没有达到显著相关，表明该区域的降水和温度都不是树木生长的主要限制条件。艾比湖湖面面积变化、沙尘暴日数与树轮宽度指数的相关分析表明，艾比湖湖面面积与轮宽指数呈反向变化，而沙尘暴日数与轮宽指数呈显著正相关，特别是精河站年沙尘暴日数与东大桥当年（t）、次年（t＋1）和再次年（t＋2）的标准年表指数的相关系数分别达到0．31、0．61和0．57，且后两项通过了0．01显著性检验，表明二者受到共同环境因素的制约。可能由于东大桥采点位于河道附近，地下水位较高（1．4～2．7m），在高湖面时期，与之对应的较高的地下水位反而制约了胡杨的生长，而在湖面较低的年份，地表干燥而裸露，沙尘暴频发，地下水位较低，更适宜胡杨的生长。

2500年来艾比湖的环境演变信息

通过对艾比湖缘 1.8m浅孔的沉积相和孢粉组合 ,结合14 C测年资料分析 ,指出近 2 5 0 0年来艾比湖的沉积环境总体是比较稳定的 ,但由于气候波动引起艾比湖水位曾发生较明显的变化。约在公元前 30 0～ 4 0 0年 ,是艾比湖面积缩小时期 ;约公元前 30 0～公元 30 0年 ,即东周末至西晋 ,是艾比湖水位较高时期 ;约公元 30 0～ 14 0 0年 ,即东晋至 15世纪初 ,是艾比湖的高水位时期 ;约 15世纪初至 17世纪中是艾比湖的水位下降期 ,但水位比现代仍然高 ;约 17世纪中至 19世纪初的小冰期是艾比湖的水位上升期。

新疆艾比湖湖面波动特征及其原因

艾比湖为西北内陆封闭湖泊,湖泊面积变化反映了区域气候环境的变化。通过艾比湖历史时期及近期湖面波动特征研究,对近期湖泊的演化趋势进行了分析。研究认为,近50年来艾比湖湖面经历了两次大幅度变化,20世纪60年代湖泊面积的大幅度萎缩与21世纪初湖泊面积的大范围扩张。近期艾比湖湖面扩展与流域降水增加密切相关,而20世纪60年代湖泊面积的萎缩主要受流域农业灌溉耗水等人类活动的影响。从气候历史演化的角度(没有人类活动作用)分析,类似目前的气候条件,艾比湖湖面以较稳定地保持在1000～1500km2内较为客观。

中哈边境艾比湖湿地游离蜱斑点热群立克次体的分子流行病学研究

了解中哈边境新疆艾比湖湿地游离蜱中斑点热群立克次体的感染情况。利用斑点热群立克次体外膜蛋白A(ompA)基因对艾比湖湿地游离亚洲璃眼蜱、边缘革蜱、血红扇头蜱进行PCR检测,并对阳性样本进行测序和BLAST序列分析,并应用Mega5.0软件建立分子系统进化树。结果中哈边境地区艾比湖湿地游离蜱斑点热群立克次体电泳阳性率36.84%(56/152),BLAST分析显示,艾比湖湿地游离蜱斑点热群立克次体基因型为Rickettsia raoultii,与从匈牙利患蜱传染的病人肿大淋巴结中分离获得的R.raoultii关系最近,处于同一分支(Gen Bank登录号为JQ798904)。结论是新疆艾比湖湿地游离蜱斑点热立克次体感染较为严重,存在立克次体自然疫源地,应尽快制定防制措施,以免危机动物及人类健康。

新疆艾比湖地区沙尘天气的地表条件及土壤保持

和参照区相比,减弱艾比湖地区地表抗风蚀能力,导致沙尘天气形成的不利因素首先是该区春季裸露的耕地和低覆盖度荒漠景观的分离度/破碎度较低。其次是较高的植被生态优势度、土壤中有机质含量和pH值,以及较差的土壤粒度分选性。而利于地表土壤稳定性的积极因素则是植被盖度、植物群落多样性及较粗的土壤质地。在查明艾比湖地区沙尘天气发生的地表条件基础上,可以通过生物的、物理和化学的方法使上述地表环境向抑制沙尘天气发生和保护土壤免遭风蚀的方向演替。通过人工种植草、木本植物和退耕还林还草,提高植被覆盖度。同时,注意增加植物群落的多样性。选用耐盐碱植物和先进的灌溉技术治理土壤的盐碱化,降低其pH值。掺沙改良粘重的土壤,减少沙尘源地。并按一定空间格局退耕还林还草和合理布置农田防护林网,对大面积耕地/低盖度荒漠进行充分分隔,以增加其离散程度,能有效防止土壤流失(风蚀)。

胡杨树轮δ^(13)C记录的艾比湖地区夏季最高温度变化

艾比湖是新疆北部生态环境最为敏感和脆弱的地区,这里分布的大片长龄胡杨是过去气候变化良好的记录体。本文利用艾比湖东岸的胡杨树轮资料,分析其宽度和稳定碳同位素组成,建立了树轮宽度年表和δ13C序列,并对δ13C序列进行了校正处理。树轮参数的气候意义分析表明胡杨树轮宽度所含的气候信息较少,而树轮δ13C校正序列与精河夏季高温显著负相关,为荒漠平原区树轮气候研究提供了新的资料。研究区夏季的高温超过了光合作用的适宜温度,降低光合作用速率(A),而地下水埋深较浅,叶片气候导度(g)并没有因受到水分条件限制而减小,在以上两个因素的共同作用下,叶片内部二氧化碳浓度(Ci)升高,导致胡杨δ13C与夏季高温负相关关系。建立了胡杨树轮δ13C校正序列与精河夏季高温的转换方程,方差解释量为33.0%。重建的精河145 a来夏季高温序列反映了这一地区气候变暖的趋势,其升温的幅度高于北半球夏季升温幅度,但二者冷暖阶段变化并不完全一致。

新疆艾比湖全新世沉积特征及古环境演化

运用沉积地层学、地球化学和生物地层学方法分析了艾比湖沉积剖面,结合测年资料,重建了湖区全新世古气候的演化序列.

北疆地区早全新世环境演化的湖泊沉积记录

通过对北疆地区艾比湖沉积物的孢粉组合及其碳酸盐δ18O ,δ13 C ,δ13 Corg,TOC ,TON和Rb/Sr比等地球化学指标分析 ,重点对全新世早期气候环境演化特征进行了研究。结果表明 ,研究时段 (8.0～ 11.5calkaB .P .)温度总体偏低 ,初期 (11.5～ 10 .6calkaB .P .)较为温湿 ;早全新世向中全新世转换时期 (8.9～ 8.0calkaB .P .)气候波动显著。特别是 3层泥炭沉积显示了艾比湖地区早全新世气候的强烈不稳定性。泥炭的发育程度及其同位素、孢粉分析数据等都显示 ,8.2calkaB .P .,8.6calkaB .P .,10 .5calkaB .P .的气候状况具有显著的冷湿特征 ,反映了早全新世的

基于数字高程模型的艾比湖湖面近期变化研究

以1∶10万地形图为基本数据源,在GoldenSoftSurfer等软件支持下建立了艾比湖湖区的数字高程模型。在此基础上,再根据水量平衡方程建立了艾比湖的水量平衡模型和湖面面积变化模型。以艾比湖为实例,从年内与年际多个尺度进行研究,探求湖面面积变化规律及其原因。最后探讨了基于该模型得出的流域生态环境改善措施以及该模型在其他流域的推广。