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湖泊退缩与扩张是全球气候变化的指示器。湖泊是青藏高原生态环境的组成要素和水循环关键因子,分析其变化具有重要气候意义。目前基于遥感的湖泊变化研究主要包括两个方面:一方面是利用地形图、陆地资源卫星(Landsat)、中巴资源卫星、环境卫星等数据对湖泊面积年际变化进行分析;另一方面是利用雷达或者激光测高数据对湖泊水位变化进行研究。多数的研究是以某个时间点的变化代表某一个时间段的湖泊变化,缺少对湖泊变化连续的观测。对于湖泊水量变化也仅仅在少数有水文观测站点的地区进行了少量的相关研究。 本研究利用2003-2012年的陆地资源卫星数据(Landsat ETM)和同期激光测高数据(ICESat),获取青藏高原典型湖泊的年内、年际面积变化以及湖面高程变化,建立相对水量估算模型估算湖泊年内和年际相对水量变化,并结合邻近气象站点气象数据,分析湖泊水量变化对区域气候变化的响应。 在方法上,本研究以藏南湖区佩枯错为例,对多种水体提取方法在青藏高原湖泊提取的效果进行了对比分析。结果表明:在湖泊非结冰期,单波段阈值法和混合水体法是湖泊水体信息最佳提取方法;在湖面结冰期,当湖冰厚度较小时,阈值法较为理想,而当湖冰厚度较大时,仅能依靠人工目视解译进行提取。 湖泊年内变化特征的分析,以藏南湖区佩枯错为例,根据其2004-2010年面积数据分析显示,尽管一年内湖泊面积变化剧烈(1.15%),但是在冬季、春季、秋季却能保持相对稳定(小于0.29%)。因此在进行长时间尺度湖泊年纪变化分析时,在没有同一月份数据的状况下,选择同一季节邻近月份的数据作为基础分析长时间尺度湖泊年际变化是可行的。 从2003年到2012年湖泊年际相对水量变化的分析结果显示:1)藏南湖区的佩枯错和玛旁雍错湖泊水量均呈减少趋势,其中秋季的年际变化率大于春季;2)羌塘湖区的纳木错,鲁玛江冬错,雅根扎错,多尔索洞错和赤布张错均呈扩张趋势,其中纳木错秋季平均相对水量变化率小于春季,鲁玛江冬错、雅根扎错、多尔索洞错和赤布张错只有秋季平均相对水量变化率数据,没有比较;3)藏东湖区扎陵湖湖泊呈扩张趋势,秋季平均相对水量变化率小于春季;4)青海柴达木湖区的青海湖湖泊呈扩张趋势,秋季平均相对水量变化率小于春季。 通过分析气象台站温度、降水资料与湖泊变化的关系,发现在气候变暖影响下,不同地区湖泊水量变化随气候变化呈现不同特征:1)藏南湖区佩枯错和玛旁雍错呈退缩趋势,主要是由于降水量减少引起的;2)羌塘湖区纳木错、藏东湖区扎陵湖和青海柴达木湖区青海湖秋季相对水量变化均呈扩张趋势,主要平均气温上升引起了冰雪融水径流增多导致,同时夏半年降水量增加也加速了湖泊扩张速率。