2000-2016年藏北高原内流区冰川变化及其对湖泊变化的影响

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近些年来,在青藏高原快速升温的背景下,藏北高原内流区内的冰川与湖泊均呈现加速变化趋势,对青藏高原及其周边地区的生态环境与生产安全带来了若干潜在风险。虽然已有研究针对内流区内的单个或几个湖泊定量分析了湖泊水量平衡的主要影响因素,但整体流域尺度上的冰川变化及其对湖泊水量变化的贡献程度目前还没有确切的结果。因此,本研究分析了2000-2016年藏北高原内流区冰川的面积与表面高程变化的时空格局特征,定性讨论了冰川变化与气温、降水的相关性。并且结合内流区部分湖泊的水量数据,以流域为单元,分析了冰川消融对湖泊水量变化的贡献率。主要成果如下:(1)基于104景Landsat OLI/ETM+/TM影像,通过目视解译方法提取了内流区2000年和2016年两期的冰川边界,分析了冰川面积的分布与变化特征。2016年藏北高原内流区共有7132条冰川,总面积为7176.47±344.21 km~2。在2000-2016年期间,内流区冰川面积减少了185.65 km~2,面积萎缩率为2.52%。冰川萎缩率由南向北呈现递减趋势,且西昆仑和喀喇昆仑山的冰川萎缩程度最为微弱。冰川的分布与变化特征在冰川规模、朝向、高程等多个属性角度都具有一定的规律性。此外,内流区有12条前进冰川,主要分布在中部和北部地区,还有38条消失冰川,集中在南部边缘地区。(2)基于12景SRTM和112景Tan DEM高程数据,通过大地测量法估算了2000-2013年藏北高原内流区冰川的表面高程变化。在内流区的16个典型冰川群中,冰川表面高程变化率在-0.54±0.24~0.09±0.05 m a-1之间,且由北向南呈递减趋势,西昆仑及周边地区的表面高程呈增加趋势。通过面积加权的方式,估算出2000-2013年间内流区冰川的表面高程整体变化率为-0.12±0.11 m a-1,换算为物质平衡变化的结果为-0.10±0.09 m w.e.a-1。内流区冰川质量变化与气温变化趋势之间具有较高的相关性,而降水的变化对冰川质量变化的影响是微弱的。(3)2000-2016年间,湖泊总面积扩张了6240.7 km~2,面积增长率为21.67%,其中冰川补给型湖泊的面积扩张了4267.20 km~2,面积增长率为14.82%,非冰川补给型湖泊面积扩张了1973.5 km~2,面积增长率为35.63%。从面积增长量来看,冰川补给型湖泊是非冰川补给型的2倍之多,而非冰川补给型湖泊的面积增长率却明显高于冰川补给型湖泊。(4)结合已有研究发布的湖泊水位资料,定量计算了藏北高原内流区40个流域内冰川质量亏损对湖泊水量的平均贡献率为17.24%。在23个冰量减少且湖泊水量增加的流域中,贡献率在1%到50%之间,平均贡献率为14.12%。从估算结果可得出,近些年来内流区冰川质量的持续亏损促进了湖泊的扩张,但并不是湖泊水量增加的主要驱动力。
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