半干旱草原区近40年来湖泊面积变化及干涸的原因

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气候变化和人为活动正在使全球范围内干旱半干早区的湖泊大规模地消亡,对生物多样性保护、区域生态环境构成威胁。二十世纪后半叶,我国内陆湖泊减少了1000个,平均每年消失20个湖泊。   我国半干旱草原区的湖泊是丹顶鹤(Red-crowned crane)、白枕鹤(Grus vipio)、中华秋沙鸭(Mergus squamatus)、遗鸥(Larua relictus)等多种保护鸟类栖息、繁殖的场所和迁徙中转站,在国际湿地保护中具有重要地位。另一方面,区域内大规模的湖泊消亡使越来越多的干涸湖床暴露出来,其中大量的细颗粒物质容易成为风沙活动的沙尘源,给区域乃至周边国家的生态环境造成危害。研究半干旱草原区湖泊消亡的机理具有重要意义。   相关研究认为气候变化是区域内湖泊消亡的主要原因,而人类活动的影响在逐渐加强。对区域内主要大型湖泊的变化原因,已经开展了一定的研究,然而从单个或少数几个大湖入手,对揭示气候变化对区域尺度上湖泊的变化尚嫌不够。作为区域内湖泊主要存在形式的小型湖泊,其对气候变化的响应目前仍未有研究。   本文以1973-2009年期间的MSS、TM和ETM遥感影像作为主要的数据源,利用目视解译方法,获取了半干旱草原区7个湖区内面积在1km2以上的湖泊的面积数据。   对各湖区湖泊面积变化的趋势性分析表明:1)面积在1-40km2的湖泊在浑善达克、坝上和毛乌素三个湖区存在显著的萎缩趋势,而在扎龙、呼伦贝尔、科尔沁三个湖区则没有显著的萎缩趋势。2)面积在40km2以上的湖泊除连环泡外,均出现了明显的萎缩。3)从半干旱草原区的东北部到西南部,湖泊萎缩起始时间逐渐提前,同时萎缩趋势显著性增强。   对近40年来年降水量、年均气温、夏季降水量、夏季月均温、年降水量5年滑动平均、年均温5年滑动平均与湖泊面积的相关关系的分析,发现多年降水量是1-5km2、5-10km2、40km2以上湖泊面积大小的重要影响因素;年均温对湖泊面积的作用与湖泊大小有关,面积越大,作用越大,对于40km2以上的湖泊,它的作用超过多年降水量;1-5km2的湖泊还受到夏季降水量的影响。   湖区的耕地面积占土地总面积的比例被用来表征人类活动对湖泊面积变化的影响,发现呼伦贝尔湖区、浑善达克湖区、毛乌素湖区人类活动的影响较小,而在其他湖区则较大,尽管如此,各湖区湖泊的萎缩均与气候变化有关。人类活动则加快湖泊的萎缩速率。对40km2以上的湖泊,人类用水活动使升温导致的湖泊萎缩更为严重,同时削弱湖面变化对降水变化的响应。   未来气候情景下,半干旱区草原区的湖泊可能继续消亡,在当地有必要采取积极措施保护湖泊湿地,以及应对湖泊干涸带来的生态环境问题。
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