Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tình trạng và sự phong phú của các hồ trên cao nguyên Tây Tạng
Tóm tắt
Việc hiểu các thay đổi về số lượng và diện tích bề mặt của các hồ, cũng như sự phong phú và phân bố kích thước của chúng là rất quan trọng cho việc đánh giá các nguồn nước khu vực và toàn cầu, các chu trình sinh địa hóa, và những thay đổi trong khí hậu. Trong nghiên cứu này, các thay đổi về diện tích hồ lớn hơn 1 km2 được lập bản đồ bằng cách sử dụng các tập dữ liệu Landsat, trải dài trong các năm 1970, 1990, 2000 và 2010. Ngoài ra, hình ảnh độ phân giải cao (bản sao GeoCover Landsat năm 2000, với kích thước pixel là 14.25 m) lần đầu tiên được sử dụng để lập bản đồ các hồ nhỏ đến 0.001 km2 trên toàn cao nguyên Tây Tạng (TP). Kết quả cho thấy số lượng và diện tích của các hồ cá thể >1 km2 có sự giảm nhẹ giữa các năm 1970 và 1990, sau đó có sự tăng rõ rệt từ 1990 đến 2010. Chín mươi chín hồ mới được phát hiện từ những năm 1970 đến 2010, trong đó 71 hồ được tìm thấy giữa 1990 và 2010. Điều này cho thấy sự tan chảy của băng hà gia tăng và/hoặc sự chênh lệch gia tăng giữa lượng mưa và lượng bay hơi kể từ những năm 1990. Hơn 80% các hồ cho thấy sự gia tăng diện tích của chúng giữa những năm 1970 và 2010. Tổng điều tra hồ, sử dụng hình ảnh năm 2000, cho thấy có 32,843 hồ với tổng diện tích là 43,151.08 ± 411.49 km2, chiếm 1.4% tổng diện tích của TP. Khoảng 96% tất cả các hồ là nhỏ, với diện tích <1 km2, trong khi 1,204 hồ lớn (>1 km2) chiếm 96% tổng diện tích hồ. TP được chia thành 12 lưu vực lớn hơn, và trong số này, khu vực TP nội địa chiếm ưu thế về số lượng hồ (55.03%), tổng diện tích hồ (66%), và mật độ hồ (0.026/km2 so với trung bình, 0.011/km2). Biểu đồ thể hiện sự phong phú của hồ so với kích thước cho thấy rằng phân bố kích thước của các hồ khác với phân bố quy luật lũy thừa điển hình, nhưng thể hiện một phân bố như vậy ở độ cao trung bình (4,715 m), với giá trị r2 là 0.97 và độ dốc là -0.66. Các độ dốc của các phương trình phân bố-hồ từ mỗi lưu vực lớn hơn trong số 12 lưu vực, cũng như từ tất cả các lưu vực cùng nhau, lớn hơn -1, hỗ trợ cho suy luận rằng các hồ lớn, thay vì các hồ nhỏ, đóng góp nhiều hơn vào tổng diện tích bề mặt của các hồ trên TP. Danh sách hồ được cung cấp trong nghiên cứu này, cùng với đánh giá về phân bố kích thước hồ, có ý nghĩa quan trọng cho việc ước lượng cân bằng nước, cho quản lý nguồn nước, và cho việc ước lượng diện tích hồ trên TP.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Krinner G (2003) Impact of lakes and wetlands on boreal climate. J Geophys Res 108:4520
Cole JJ, Prairie YT, Caraco NF et al (2007) Plumbing the global carbon cycle: integrating inland waters into the terrestrial carbon budget. Ecosystems 10:172–185
Tranvik LJ, Downing JA, Cotner JB et al (2009) Lakes and reservoirs as regulators of carbon cycling and climate. Limnol Oceanogr 54:2298–2314
Lehner B, Döll P (2004) Development and validation of a global database of lakes, reservoirs and wetlands. J Hydrol 296:1–22
Seekell DA, Pace ML, Tranvik LJ et al (2013) A fractal-based approach to lake size-distributions. Geophys Res Lett 40:517–521
McDonald CP, Rover JA, Stets EG et al (2012) The regional abundance and size distribution of lakes and reservoirs in the United States and implications for estimates of global lake extent. Limnol Oceanogr 57:597–606
Downing JA, Prairie Y, Cole J et al (2006) The global abundance and size distribution of lakes, ponds, and impoundments. Limnol Oceanogr 51:2388–2397
Seekell DA, Pace ML (2011) Does the Pareto distribution adequately describe the size-distribution of lakes? Limnol Oceanogr 56:350–356
Balcerak E (2013) How many lakes are there, and how big are they? Eos Trans Amer Geophys Union 94:104–214
Lewis WM (2011) Global primary production of lakes: 19th Baldi Memorial Lecture. Inland Waters 1:1–28
Meybeck M (1995) Global distribution of lakes. In: Vorosmarty C (ed) Physics and chemistry of lakes. Springer, Heidelberg, pp 1–35
Yao T, Thompson L, Yang W et al (2012) Different glacier status with atmospheric circulations in Tibetan Plateau and surroundings. Nat Clim Change 2:663–667
Gardner AS, Moholdt G, Cogley JG et al (2013) A reconciled estimate of glacier contributions to sea level rise: 2003–2009. Science 340:852–857
Liu XD, Chen BD (2000) Climatic warming in the Tibetan Plateau during recent decades. Int J Climatol 20:1729–1742
Zhang G, Xie H, Duan S et al (2011) Water level variation of Lake Qinghai from satellite and in situ measurements under climate change. J Appl Remote Sens 5:053532
Zhang G, Xie H, Kang S et al (2011) Monitoring lake level changes on the Tibetan Plateau using ICEsat altimetry data (2003–2009). Remote Sens Environ 115:1733–1742
Zhang G, Xie H, Yao T et al (2012) Snow cover dynamics of four lake basins over Tibetan Plateau using time series MODIS data (2001–2010). Water Resour Res 48:W10529
Zhang G, Yao T, Xie H et al (2013) Increased mass over the Tibetan Plateau: from lakes or glaciers? Geophys Res Lett 40:2125–2130
Zhang G, Xie H, Yao T et al (2013) Water balance estimates of ten greatest lakes in China using ICEsat and Landsat data. Chin Sci Bull 58:3815–3829
Phan VH, Lindenbergh R, Menenti M (2012) Icesat derived elevation changes of Tibetan lakes between 2003 and 2009. Int J Appl Earth Obs Geoinf 17:12–22
Wang X, Gong P, Zhao Y et al (2013) Water-level changes in China’s large lakes determined from ICESat/GLAS data. Remote Sens Environ 132:131–144
Sun F, Zhao Y, Gong P et al (2013) Monitoring dynamic changes of global land cover types: fluctuations of major lakes in China every 8 days during 2000–2010. Chin Sci Bull 59:171–189
Yang K, Ye B, Zhou D et al (2011) Response of hydrological cycle to recent climate changes in the Tibetan Plateau. Clim Change 109:517–534
Lei Y, Yao T, Bird BW et al (2013) Coherent lake growth on the central Tibetan Plateau since the 1970s: characterization and attribution. J Hydrol 483:61–67
Hanson PC, Carpenter SR, Cardille JA et al (2007) Small lakes dominate a random sample of regional lake characteristics. Freshw Biol 52:814–822
Ma R, Yang G, Duan H et al (2011) China’s lakes at present: number, area and spatial distribution. Sci China Earth Sci 54:283–289
Wang SM, Dou HS (1998) Chinese lakes inventory. Institute of Geography and Limnology, Beijing
Ma R, Duan H, Hu C et al (2010) A half-century of changes in China’s lakes: global warming or human influence? Geophys Res Lett 37:24106
Zhu D, Meng X, Zheng D et al (2007) Changes of rivers and lakes on the Qinghai-Tibet Plateau in the past 25 years and their influence factors. Geol Bull Chin 26:22–30
Yao T, Pu J, Lu A et al (2007) Recent glacial retreat and its impact on hydrological processes on the Tibetan Plateau, China, and surrounding regions. Arctic Antarctic Alpine Res 39:642–650
Zhu LP, Xie MP, Wu YH (2010) Quantitative analysis of lake area variations and the influence factors from 1971 to 2004 in the Nam Co basin of the Tibetan Plateau. Chin Sci Bull 55:1294–1303
Nie Y, Zhang Y, Ding M et al (2013) Lake change and its implication in the vicinity of Mt. Qomolangma (Everest), central high Himalayas, 1970–2009. Environ Earth Sci 68:251–265
Song C, Huang B, Ke L (2013) Modeling and analysis of lake water storage changes on the Tibetan Plateau using multi-mission satellite data. Remote Sens Environ 135:25–35
Farr TG, Rosen PA, Caro E et al (2007) The Shuttle Radar Topography Mission. Rev Geophys 45:4001
Valeriano MM, Kuplich TM, Storino M et al (2006) Modeling small watersheds in Brazilian Amazonia with Shuttle Radar Topographic Mission-90 m data. Comput Geosci 32:1169–1181
Tucker CJ, Grant DM, Dykstra JD (2004) NASA’s global orthorectified Landsat data set. Photogramm Eng Remote Sens 70:313–322
Koeln G, Dykstra J, Cunningham J (1999) Geocover and geocover-lc: orthorectified Landsat TM/MSS data and derived land cover for the world. In: Proceedings of international symposium on digital earth, Western Australia University, Crawley 23–25 August 1999
USGS (2004) Phase 2 gap-fill algorithm: slc-off gap-filled products gap-fill algorithm methodology. Landsat.usgs.gov/documents/L7SLCGapFilledMethod.pdf. Accessed 10 Aug 2013
Verpoorter C, Kutser T, Tranvik L (2012) Automated mapping of water bodies using Landsat multispectral data. Limnol Oceanogr 10:1037–1050
Feyisa GL, Meilby H, Fensholt R et al (2014) Automated water extraction index: a new technique for surface water mapping using landsat imagery. Remote Sens Environ 140:23–35
Xu H (2006) Modification of normalised difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery. Int J Remote Sens 27:3025–3033
Fujita K, Sakai A, Nuimura T et al (2009) Recent changes in Imja glacial lake and its damming moraine in the Nepal Himalaya revealed by in situ surveys and multi-temporal ASTER imagery. Environ Res Lett 4:045205
Salerno F, Thakuri S, D’Agata C et al (2012) Glacial lake distribution in the Mount Everest region: uncertainty of measurement and conditions of formation. Glob Planet Change 92:30–39
Hamilton SK, Melack JM, Goodchild MF et al (1992) Estimation of the fractal dimension of terrain from lake size distributions. In: Lewis WM (ed) Lowland floodplain rivers: geomorphological perspectives. Wiley, Chichester, pp 145–163
Goodchild MF (1998) Lakes on fractal surfaces: a null hypothesis for lake-rich landscapes. Math Geol 20:615–630
Bolch T, Yao T, Kang S et al (2010) A glacier inventory for the western Nyainqêntanglha range and Nam Co basin, Tibet, and glacier changes 1976–2009. Cryosphere 4:419–433
Kang SC, Chen F, Ye QH et al (2007) Glacier retreating dramatically on the Mt. Nyainqêntanglha during the last 40 years. J Glaciol Geocryol 29:869–873 (in Chinese)
Yao T, Li Z, Yang W et al (2010) Glacial distribution and mass balance in the Yarlung Zangbo River and its influence on lakes. Chin Sci Bull 55:2072–2078
Xu ZX, Gong TL, Li JY (2008) Decadal trend of climate in the Tibetan Plateau—regional temperature and precipitation. Hydrol Process 12:3056–3065
Zhou S, Kang S, Chen F et al (2013) Water balance observations reveal significant subsurface water seepage from lake Nam Co, south-central Tibetan Plateau. J Hydrol 491:89–99
Bian D, Du J, Hu J et al (2009) Response of the water level of the Yamzho Yumco to climate change during 1975–2006. J Glaciol Geocryol 31:404–409 (in Chinese)
Liu-Zeng J, Tapponnier P, Gaudemer Y et al (2008) Quantifying landscape differences across the Tibetan Plateau: implications for topographic relief evolution. J Geophys Res 113:F04018
Liu J, Ding L, Zeng L et al (2006) Large-scale terrain analysis of selected regions of the Tibetan Plateau: discussion on the origin of plateau planation surface. Earth Sci Front 13:285–299
Chen Y, Zong Y, Li B et al (2013) Shrinking lakes in Tibet linked to the weakening asian monsoon in the past 8.2 ka. Quat Res 80:189–198
Xu W, Florian S, Ai-guo Z et al (2013) Glacier and glacial lakes changes and their relationship in the context of climate change, central Tibetan Plateau 1972–2010. Glob Planet Change 111:246–257
Li J, Sheng Y (2012) An automated scheme for glacial lake dynamics mapping using landsat imagery and digital elevation models: a case study in the Himalayas. Int J Remote Sens 33:5194–5213
Wang W, Yao T, Yang W et al (2012) Methods for assessing regional glacial lake variation and hazard in the southeastern Tibetan Plateau: a case study from the Boshula mountain range, China. Environ Earth Sci 67:1441–1450