德吉央宗，拉巴卓瑪，拉 巴，尼瑪吉，陳 濤??

（1：中國(guó)氣象局成都高原氣象研究所拉薩分部，拉薩850001）（2：西藏高原大氣環(huán)境科學(xué)研究所，拉薩850001）（3：西藏自治區(qū)氣候中心，拉薩850001）

1975-2013年西藏佩枯錯(cuò)湖面變化及分析?

德吉央宗1，2，拉巴卓瑪1，2，拉 巴1，2，尼瑪吉3，陳 濤1，2??

（1：中國(guó)氣象局成都高原氣象研究所拉薩分部，拉薩850001）（2：西藏高原大氣環(huán)境科學(xué)研究所，拉薩850001）（3：西藏自治區(qū)氣候中心，拉薩850001）

根據(jù)1975年地形圖、1970s末至2013年19期Landsat（MSS、TM、ETM＋）陸地資源衛(wèi)星和2003-2009年ICESat衛(wèi)星數(shù)據(jù)，以及近40年氣象資料，對(duì)西藏佩枯錯(cuò)湖泊面積變化進(jìn)行分析.結(jié)果表明，湖泊面積、湖泊高度變化波動(dòng)較大，均呈減少和退縮趨勢(shì).1975-2013年間湖泊面積減少10.68 km2，減幅為3.79%.從空間動(dòng)態(tài)變化來(lái)看，變化較明顯的區(qū)域位于該湖的南岸和東北岸，南岸、東北岸湖岸線分別向北、向西南萎縮.2003-2009年湖面高度和湖泊面積均呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，分別下降了0.17 m和4.4 km2.1999-2013年之間對(duì)該流域湖泊有影響的冰川變化分析顯示，冰川呈現(xiàn)出退縮、面積減少趨勢(shì).數(shù)據(jù)顯示冰川面積總共減少了17.17 km2，減少率為7.91%.自1971年以來(lái)，流域氣溫總體呈上升趨勢(shì)，2000年以后升溫顯著.佩枯錯(cuò)43 a來(lái)降水量年際變化波動(dòng)較大，年降水量呈減少趨勢(shì)，總的來(lái)說(shuō)降水量每10 a減少6.99 mm.雖然佩枯錯(cuò)屬于降水和冰雪融水補(bǔ)給湖泊，但該流域湖面增減與周圍冰川變化的關(guān)系并不明顯，與溫度變化呈負(fù)相關(guān)，而與流域內(nèi)降水量呈正相關(guān).綜合分析表明，佩枯錯(cuò)流域湖泊變化與冰川退縮關(guān)系不密切，降水量是湖泊變化的主要原因.

佩枯錯(cuò)；湖面變化；湖面高度；ICESat衛(wèi)星

?國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41165003）和西藏自治區(qū)氣象局高原遙感技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目聯(lián)合資助.2015-09-30收稿；2016-02-06收修改稿.德吉央宗（1972～），女，碩士，高級(jí)工程師；E-mail：1308709602＠qq.com.

??通信作者；E-mail：1308709602＠qq.com.

湖泊作為一個(gè)區(qū)域水體的總匯，與大氣、生物、土壤等多種要素密切相關(guān).在全球氣候變暖的大背景下，由于高原生態(tài)環(huán)境脆弱，高原冰川積雪、湖泊水位、結(jié)冰周期等都有明顯的變化［1］.

西藏是我國(guó)湖泊最多的地區(qū)，大小湖泊1500多個(gè).湖泊總面積為24183 km2，約占全國(guó)湖泊總面積的1／3.其中納木錯(cuò)、色林錯(cuò)、扎日南木錯(cuò)面積均在1000 km2以上［2］.按照面積統(tǒng)計(jì)，西藏湖泊中有97.9%屬內(nèi)陸湖，可見湖泊在西藏內(nèi)流水系中占有重要的地位［3］.

青藏高原湖泊受人類活動(dòng)直接影響較小，大多數(shù)湖泊水量變化主要受自然氣候因素的控制，湖面變化趨勢(shì)和過(guò)程能夠很好地反映氣候變化歷史，其面積和容積變化是流域內(nèi)氣候變化最為敏感的標(biāo)志之一［4］.因此，分析和研究湖面變化趨勢(shì)與氣候因子關(guān)系，將有利于認(rèn)識(shí)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，為合理利用水資源和開發(fā)鹽湖資源，以及研究青藏高原的湖泊演化和氣候、環(huán)境變遷都具有重要意義.由于青藏高原大部分氣候干燥，地理位置特殊，地形地貌復(fù)雜，因此湖泊變化也多種多樣.

閆立娟等［5］將青藏高原湖泊分為3個(gè)動(dòng)態(tài)變化區(qū)：西藏西南部為穩(wěn)定萎縮區(qū)、青海北部為萎縮區(qū)以及西藏東北部大部分地區(qū)和青海南部為穩(wěn)定擴(kuò)張區(qū).認(rèn)為其變化主要受氣候因素的影響.李均力等［6-7］結(jié)果表明，三十多年來(lái)青藏高原湖泊總面積增長(zhǎng)27.3%，并且呈加速擴(kuò)張趨勢(shì)，認(rèn)為近40年青藏高原氣候暖濕化程度明顯，氣候變化對(duì)湖泊面積變化影響顯著.同樣有研究表明西藏南部主要湖泊羊卓雍錯(cuò)近年來(lái)面積減少、水位下降［［8-10］.1974-2003年西藏西南部瑪旁雍錯(cuò)流域冰川總面積減少了7.27 km2，平均退縮速率0.24 km2／a，湖泊總面積減少37.58 km2，平均退縮速率1.25 km2／a［11］.認(rèn)為氣溫上升和降水量減少是瑪旁雍錯(cuò)流域內(nèi)冰川消融與退縮的主要原因.目前西藏北部典型湖泊如納木錯(cuò)、色林錯(cuò)研究比較多，陳鋒等［12-13］研究表明，自1970年以來(lái)，由于氣溫上升趨勢(shì)明顯，納木錯(cuò)流域冰川整體呈退縮趨勢(shì).邊多等［14］研究認(rèn)為，藏北色林錯(cuò)2008年的湖面面積比1975年增長(zhǎng)了574.46 km2，增長(zhǎng)速度為35.4%，氣溫升高、冰雪融水量增加是根本原因.孟愷等［15］也認(rèn)為氣溫升高所致上游冰川的加速消融是色林錯(cuò)近10年湖面快速變化的主要因素，冰川融水直接導(dǎo)致色林錯(cuò)湖面上漲約8 m，降水量的增加是影響湖面變化的次要因素.袁云等［16-17］研究表明，青海湖水位的變化總可分為2部分：一是趨勢(shì)項(xiàng)，幾乎為線性單調(diào)下降，為非氣候因素；二是波動(dòng)項(xiàng)，為氣候因素，認(rèn)為氣候的干旱化趨勢(shì)是42 a來(lái)青海湖水位持續(xù)下降的主要原因.劉瑞霞等指出，湖泊在沒(méi)有冰川等水源補(bǔ)給的情況下、降水減少、氣溫升高、蒸發(fā)量增大是導(dǎo)致青海湖湖面面積減小和水位下降的主要原因［18］.

綜上所述，青藏高原湖泊既有萎縮趨勢(shì)、又有擴(kuò)張趨勢(shì)，上述研究大多集中在西藏西北部典型湖泊以及西藏一些湖泊面積較大區(qū)域，而對(duì)西藏南部和相對(duì)較小的湖泊研究涉及很少，同時(shí)這些研究?jī)H僅在湖泊面積變化上進(jìn)行研究，對(duì)湖泊高程變化研究甚少.因此，本研究以佩枯錯(cuò)為例，利用1975-2013年Landsat（MSS、TM、ETM＋）數(shù)據(jù)獲取佩枯錯(cuò)湖泊面積變化，結(jié)合2003-2009年ICESat（Ice，cloud，and land elevation satellite）高程數(shù)據(jù)對(duì)其水量變化進(jìn)行估算，結(jié)合1971-2013年氣象數(shù)據(jù)（降水和溫度）分析佩枯錯(cuò)流域氣候變化，對(duì)近40 a來(lái)湖泊面積變化的整體特征有一個(gè)相對(duì)全面的了解以及找出湖泊面積變化的氣候驅(qū)動(dòng)因子.

佩枯錯(cuò)是西藏南部典型的湖泊，也是日喀則最大的湖泊，介于喜馬拉雅山與其北面的岡底斯山之間.珠峰自然保護(hù)區(qū)是國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，保護(hù)區(qū)的湖泊以佩枯錯(cuò)為首，因此，對(duì)該流域氣候變化及湖泊水面面積變化分析研究，有助于了解西藏南部區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀況變化，對(duì)自然保護(hù)區(qū)保護(hù)及可持續(xù)開發(fā)利用有重要的意義.

1 研究區(qū)概況

佩枯錯(cuò)（28°50′N，85°35′E）位于西藏日喀則地區(qū)的吉隆縣和聶拉木縣的交界處（圖1），是日喀則地區(qū)最大的湖泊，屬于西藏南部主要內(nèi)陸湖泊，湖泊流域面積2820 km2，湖泊總面積300 km2，湖泊補(bǔ)給系數(shù)9.4，湖面海拔4594 m，為咸水湖［4］，湖泊受降水量和流域內(nèi)冰川融水補(bǔ)給［19］.研究區(qū)域?qū)俑咴瓬貛Ъ撅L(fēng)半干旱氣候，日照較充足，干濕季分明，夏季降水集中，氣溫年較差較大.年日照時(shí)數(shù)2723.5 h，年平均氣溫3.8℃，年降水量380.6 mm［20］.佩枯錯(cuò)流域選用聶拉木縣和定日縣氣象站資料，聶拉木縣和定日縣位于西藏日喀則地區(qū)南部、聶拉木縣在喜瑪拉雅山脈與拉軌崗日山脈之間，東鄰定日縣，西和西北靠吉隆縣.聶拉木氣象站海拔

3810 m.地形地貌由南至北可劃分為5個(gè)類型：喜瑪拉雅山南麓高山峽谷區(qū)、喜瑪拉雅山高山區(qū)、佩枯錯(cuò)高原湖盆區(qū)、瑣作斷陷谷區(qū)和拉軌崗日高山區(qū)，南北高差懸殊，氣候差異大.定日縣在喜瑪拉雅山脈中段北麓，西靠聶拉木縣.定日縣氣象站海拔4300 m.地處雅魯藏布江河谷地帶，地勢(shì)西南高、東北低，相對(duì)高差明顯.

圖1 佩枯錯(cuò)流域和研究區(qū)域氣象站點(diǎn)分布Fig.1 Location of Peiku Tso Basin and meteorological stations

2 數(shù)據(jù)與究方法

2.1 數(shù)據(jù)源

由于佩枯錯(cuò)周圍沒(méi)有氣象站，本研究選用與其較為鄰近的聶拉木縣和定日縣氣象站資料，分析佩枯錯(cuò)流域氣候變化趨勢(shì).1971-2013年的氣象資料由西藏自治區(qū)氣象局信息網(wǎng)絡(luò)中心提供，氣象參數(shù)為氣溫和降水量.通過(guò)研究這些參數(shù)來(lái)確定佩枯錯(cuò)湖面面積變化的主要?dú)夂蛞蜃?

研究區(qū)域底圖采用1975年出版的1∶100000的電子版地形圖.為了反映不同時(shí)期湖的分布和狀態(tài)，選擇陸地資源衛(wèi)星Landsat（MSS、TM、ETM＋）數(shù)據(jù)提取湖泊信息和ICESat衛(wèi)星數(shù)據(jù)測(cè)算湖面高度.本文所用的兩種衛(wèi)星數(shù)據(jù)主要包括：1976-2013年間的陸地資源衛(wèi)星資料和2003-2009年ICESat衛(wèi)星資料.其中有2期為L(zhǎng)andsat-MSS影像數(shù)據(jù)，時(shí)間為1976、1977年；2期為L(zhǎng)andsat4-5TM影像數(shù)據(jù)，為1988、1991年；15期為L(zhǎng)andsat 7 ETM＋遙感影像數(shù)據(jù)，時(shí)間為1999-2013年，共計(jì)19期陸地資源數(shù)據(jù)，此外7年ICESat數(shù)據(jù).

由于內(nèi)陸湖泊在一年之內(nèi)的變化很大，一般情況下9-12月卻能保持面積的相對(duì)穩(wěn)定，并且湖泊最大面積變化率不超過(guò)2%［6］.因此，本文中的所有衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)均為晴空資料，分析時(shí)段為每年10-12月水位相對(duì)穩(wěn)定的季節(jié).

本研究中的Landsat（MSS、TM、ETM＋）圖像作為主要信息源，其獲取時(shí)間、數(shù)據(jù)類型、行列號(hào)、分辨率等基本信息見表1.各期的數(shù)據(jù)分別從不同網(wǎng)站免費(fèi)下載.ICESat數(shù)據(jù)由美國(guó)國(guó)家冰雪數(shù)據(jù)中心（NSIDC）提供.陸地資源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的分辨率從28.5～57.0 m不等，其中Landsat-TM／ETM＋數(shù)據(jù)的分辨率為28.5～30.0 m，Landsat-MSS的分辨率為57.0 m.ICESat／GLAS（地學(xué)激光測(cè)高系統(tǒng)）可測(cè)定分辨率為100 m的陸地高程，精度約10 m.

由于Landsat-7 ETM＋機(jī)載掃描行校正器（SLC）出現(xiàn)故障導(dǎo)致2003年5月之后獲取的圖像出現(xiàn)了數(shù)據(jù)條帶丟失，嚴(yán)重影響了Landsat-7 ETM＋遙感影像的使用.因此，本文2003年以后的Landsat-7 SLC-off衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行了條帶修復(fù).它是根據(jù)遙感影像處理教程，首先，下載ENVI數(shù)據(jù)修補(bǔ)補(bǔ)丁，將tm_destripe.sav復(fù)制到ENVI安裝目錄的Save_add下；打開ENVI4.5，在主菜單BASIC TOOL里選preprocessing—General Purpose Utilities—TM去條帶（改進(jìn)）；添加需要補(bǔ)缺的圖層；添加掩膜數(shù)據(jù)層，在Mask Definition界面的Options下選擇＂Select Areas‘Off’＂；添加數(shù)據(jù)范圍：這里全填寫0，點(diǎn)擊OK！這里可以選擇file存好路徑點(diǎn)擊OK；組合圖像，形成完整的一幅影像.

表1 研究區(qū)遙感數(shù)據(jù)源Tab.1 Remote sensing data sources of the study area

2.2 研究方法

首先在ENVI遙感圖像處理軟件下，對(duì)所有影像進(jìn)行彩色合成，導(dǎo)出帶有地理信息的Geotif文件.通過(guò)假彩色合成，水體在合成后的影像中均表現(xiàn)為藍(lán)黑色.其次，對(duì)所有衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正，利用1977、1988和2000年的馬里蘭大資料作為基準(zhǔn)圖進(jìn)行校正，1976年資料用1977年基準(zhǔn)圖進(jìn)行校正，1991年資料用1988年基準(zhǔn)圖進(jìn)行校正，1999-2013年資料用2000年基準(zhǔn)圖進(jìn)行校正.所有圖像誤差控制在一個(gè)像元之內(nèi)，且選擇通道組合突出湖泊水體的遙感信息.最后，利用ARCVIEW GIS 3.3和ARCMAP軟件對(duì)1976-2013年的湖泊數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化、編譯、提取邊界和計(jì)算湖泊水體面積，將不同年份的（選取變化比較大的年份）湖泊面積疊加、制圖.由于2003年以后ETM衛(wèi)星數(shù)據(jù)有條帶，因此2003-2013年的資料經(jīng)過(guò)修復(fù)條帶以后進(jìn)行湖泊面積數(shù)字化.

氣象要素趨勢(shì)變化率采用下式進(jìn)行估計(jì)：Y＝a0＋a1·t，式中：Y為氣象要素，t為時(shí)間，a0為常數(shù)項(xiàng)，a1為線性趨勢(shì)項(xiàng)，把a(bǔ)1×10表示為氣象要素每10年的氣候傾向率（變化趨勢(shì)），常年平均值采用1981-2010年30 a平均值.

3 湖泊變化特征分析

3.1 湖泊水體面積變化

從1970s末至2013年遙感影像中提取出湖泊信息，通過(guò)分析可以看出，1975-2013年佩枯錯(cuò)湖面面積變化總體呈減少趨勢(shì)（圖2），近40 a間湖泊面積減少10.68 km2，減幅為3.79%.具體表現(xiàn)為：1975-1988、1975-1999和1991-1999年湖泊面積都在減少，分別減少2.19、6.53和0.83 km2.2000年以后湖泊面積有增有減，2000-2013年湖泊面積減少了5.21 km2，特別是2009年，達(dá)到最低值（267.76 km2）.與1975年相比，2000和2011年分別減少了5.47和13.47 km2，減幅分別為1.94%和 4.78%.1975-2013年間有些年份有所擴(kuò)張，但由于萎縮程度大于擴(kuò)張程度，因此總體上1975-2013年間湖泊面積呈萎縮趨勢(shì).

圖2 1975-2013年佩枯錯(cuò)湖泊面積變化Fig.2 Annual change of lake area from 1975 to 2013 in Peiku Tso

3.2 空間分布動(dòng)態(tài)

除利用Landsat遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行佩枯錯(cuò)湖泊面積統(tǒng)計(jì)分析外，還選擇具有代表性的年份對(duì)其空間動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析.對(duì)比1976、1999和2012年的衛(wèi)星影像圖，結(jié)果表明，1976-2012年間變化較明顯的區(qū)域位于佩枯錯(cuò)的南岸和東北岸（圖3），南岸、東北岸湖岸線分別向北、向西南萎縮.1976年與1999年對(duì)比，其面積從280.21 km2減少到275.25 km2，減少了4.96 km2，減幅為1.77%.1999年與2012年對(duì)比，其面積從275.2 km2減少到270.32 km2，減少了4.93 km2，減幅為1.79%.

圖3 1976、1999和2012年佩枯錯(cuò)空間動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Spatial dynamic variations of Peiku Tso in 1976，1999 and 2012

3.3 湖面高度與湖泊面積變化

為了更清楚地了解佩枯錯(cuò)在時(shí)間和空間上的變化特點(diǎn)，除了利用LandSat遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行湖泊面積統(tǒng)計(jì)分析外，還利用ICESat 2003-2009衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)湖泊高度變化進(jìn)行研究，同時(shí)結(jié)合對(duì)應(yīng)時(shí)段的湖泊面積變化進(jìn)行分析，可以明顯看出，2003-2009年佩枯錯(cuò)湖面高度、湖泊面積均呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，分別下降了0.17 m、4.4 km2.湖面高度變化與湖泊面積變化曲線基本一致，2004年湖面高度最高，同時(shí)湖泊面積也最大；2009年湖面高度最低，同時(shí)湖泊面積也最低（圖4）. 2004-2009年間湖面高度下降了2.2 m，湖泊面積下降了6.5 km2，這6年間湖面高度與湖泊面積之間的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.689，通過(guò)了0.05的信度檢驗(yàn).

圖4 2003-2009年佩枯錯(cuò)湖面高度與湖泊面積變化Fig.4 Lake elevation and lake area changes of Peiku Tso from 2003 to 2009

4 湖泊變化原因分析

佩枯錯(cuò)屬于降水和冰雪融化補(bǔ)給湖泊，氣溫和降水對(duì)湖泊面積變化有重要影響.因此本節(jié)將對(duì)該區(qū)域的氣溫、降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析討論.

4.1 年平均氣溫

對(duì)佩枯錯(cuò)流域2個(gè)氣象站年平均氣溫進(jìn)行算數(shù)平均后的變化趨勢(shì)分析來(lái)看：1971-2013年年平均氣溫呈顯著上升趨勢(shì)，平均每10年升高0.3℃（圖5a）.1970s-1990s以氣溫偏低為主，進(jìn)入21世紀(jì)后，氣溫快速升高.2000-2013年平均氣溫為4.0℃，較常年平均值（1981-2010年）偏高0.5℃；2006年氣溫最高值為4.6℃，較常年平均值偏高1.1℃；1997年平均氣溫為2.5℃，為43 a的最低值，較常年平均值偏低1.0℃.

1961-2013年西藏地表年平均氣溫也呈顯著上升趨勢(shì)，平均每10年升高0.31℃.2013年西藏地表平均氣溫為4.3℃，比常年平均值偏高0.6℃，同樣佩枯錯(cuò)流域氣象站地表平均氣溫為3.8℃，比常年平均值偏高

0.3℃［20］.

4.2 年平均降水量

從佩枯錯(cuò)流域2個(gè)氣象站點(diǎn)1971-2013年年降水量進(jìn)行算數(shù)平均后的變化趨勢(shì)分析來(lái)看（圖5b），近40 a來(lái)年際變化波動(dòng)較大，年平均降水量呈減少趨勢(shì)，平均每10 a減少6.99 mm.其中1988年平均降水量最高，為539.8 mm，較常年（1981-2010年）平均值高146.8 mm；1974年平均降水量最低，為273.8 mm，較常年平均值低119.2 mm.1970s-1990s以降水量偏高為主，進(jìn)入21世紀(jì)后，降水量以偏低為主.

圖5 1971-2013年佩枯錯(cuò)流域年平均氣溫（a）和年平均降水量（b）變化Fig.5 Changes of annual mean temperature（a）and annual mean precipitation（b）in the Peiku Tso Basin from 1971 to 2013

總之，佩枯錯(cuò)流域近40 a來(lái)氣溫升高、降水量減少.氣溫的升高使得冰川融化，冰川融水注入湖泊；同時(shí)，降水量的減少導(dǎo)致補(bǔ)給湖泊水量變小，這2個(gè)要素的變化對(duì)湖泊面積縮小、湖泊高度下降具有較大貢獻(xiàn).

4.3 冰川變化對(duì)湖面變化的影響

隨著全球氣候的波動(dòng)變暖，特別是自1990s以來(lái)，青藏高原冰川基本上轉(zhuǎn)入全面退縮狀態(tài)，強(qiáng)于20世紀(jì)任何一個(gè)時(shí)期，特別是喜馬拉雅山冰川、藏東南山地和橫斷山區(qū)冰川以及昆侖山與喀喇昆侖山冰川普遍處于消融退縮狀態(tài)［21］.佩枯錯(cuò)受降水量和流域內(nèi)冰川融水補(bǔ)給，需進(jìn)一步對(duì)該流域的冰川進(jìn)行分析，探究到底是什么因素導(dǎo)致佩枯錯(cuò)面積減少.

冰川變化是氣候變化的反映.在氣象要素中，氣溫和降水與冰川進(jìn)退變化的關(guān)系最為密切，其支配冰川進(jìn)退變化的氣象要素關(guān)鍵是溫度［22］.姚檀棟等［23］認(rèn)為喜馬拉雅山脈西段的納木那尼冰川正在強(qiáng)烈萎縮.

佩枯錯(cuò)流域周圍冰川分布較廣，冰川規(guī)模也較大，主要有康波欽峰和希夏邦馬峰.根據(jù)《簡(jiǎn)明中國(guó)冰川目錄》，佩枯錯(cuò)流域?qū)儆诤愫铀?，恒河水系發(fā)育有冰川2192條，冰川面積3609.28 km2，冰儲(chǔ)量329.76 km2，這一帶冰川平均面積達(dá)1.65 km2［24］.

本文選取1999-2013年期間Landsat TM／ETM＋數(shù)據(jù)，參照中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)與旱區(qū)環(huán)境與工程研究所1980s冰川矢量編目數(shù)據(jù)，提取佩枯錯(cuò)流域冰川（圖6）.冰川判識(shí)方法主要選擇半自動(dòng)判識(shí)法，即利用ARCGIS軟件，首先通過(guò)波段比值法（b3／b5）來(lái)自動(dòng)判識(shí)冰川區(qū)域，之后與原始影像對(duì)比，除去不是冰川的值，最后得到冰川區(qū)域面積.

由于研究區(qū)所處冰川海拔較高，地理位置偏遠(yuǎn)，交通不便，通過(guò)野外觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)冰川進(jìn)行精度驗(yàn)證較困難，因此以中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所1980s冰川矢量編目數(shù)據(jù)作為參考，對(duì)1999年和2013年提取的冰川面積進(jìn)行精度驗(yàn)證，每個(gè)點(diǎn)的精度都在80%以上.

根據(jù)1999年冰川數(shù)據(jù)，將影響佩枯錯(cuò)流域的冰川分成8個(gè)部分，見圖6中的編號(hào)1～8，對(duì)1999-2013年冰川面積進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化分析，結(jié)果顯示，該流域1999年冰川面積為216.97 km2，到2013年減少為199.8 km2，冰川呈現(xiàn)出退縮、減少狀態(tài)（表2），1999-2013年間，佩枯錯(cuò)流域冰川面積總共減少了17.17 km2，減少率為7.91%.數(shù)據(jù)顯示，8個(gè)區(qū)域冰川面積都在減小，1號(hào)冰川面積最小，減小率為2.91%，3、7號(hào)冰川面積較大，它們的減小率較大，分別達(dá)到了9.59%、10.97%.

圖6 佩枯錯(cuò)流域周圍冰川變化示意圖Fig.6 The variation of glaciers around Peiku Tso Basin

表2 佩枯錯(cuò)流域冰川面積變化Tab.2 The variation of glacier area in Peiku Tso Basin

4.4 氣候因子對(duì)湖面變化的影響

氣候變化直接或間接影響著湖泊水量的收入和支出，是湖泊變遷的主要驅(qū)動(dòng)因素.

由上述氣象因子分析得出，1971-2013年研究區(qū)域年平均氣溫顯著增加，年平均降水量呈減少趨勢(shì).很多專家已經(jīng)研究表明青藏高原內(nèi)陸湖泊增大或減少與氣溫、降水和蒸發(fā)有關(guān)［4，8-10，14，25-28］.

因2000年以前的衛(wèi)星遙感資料較少且年份不連續(xù)，對(duì)2000年之后的區(qū)域降水和氣溫與佩枯錯(cuò)面積變化情況進(jìn)行差值對(duì)比分析，可以看出，2000-2013年研究區(qū)域平均年降水量和佩枯錯(cuò)湖泊面積變化均呈下降趨勢(shì)（圖7a），而年平均氣溫呈上升趨勢(shì)（圖7b）.對(duì)應(yīng)的氣象資料與湖泊面積進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，湖泊面積與氣溫沒(méi)有明顯的線性關(guān)系，它們之間呈比較弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系；與降水量也沒(méi)有明顯的線性關(guān)系，它們之間呈比較弱的正相關(guān)關(guān)系，都沒(méi)有通過(guò)信度檢驗(yàn).這個(gè)結(jié)果可能跟衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和氣象資料年限短有關(guān).但這說(shuō)明，佩枯錯(cuò)湖面增減與降水量變化有直接關(guān)系，與氣溫變化影響較少，況且佩枯錯(cuò)屬于降水量和冰雪融化補(bǔ)給湖泊.這與以冰川融水補(bǔ)給為特征的納木錯(cuò)、色林錯(cuò)、班公錯(cuò)3個(gè)湖泊的面積都有不同程度的增加［25-27］結(jié)論有所不同.對(duì)于西藏日喀則地區(qū)東南部多慶錯(cuò)、嘎拉錯(cuò)湖泊面積變化情況來(lái)看，近34a來(lái)雖然該流域冰川處于消退狀態(tài)，但其融水量對(duì)湖泊補(bǔ)給作用不明顯.并且該流域氣候變化趨勢(shì)為溫度升高、蒸發(fā)量減少，降水量呈波動(dòng)變化，湖泊面積的漲縮與降水量呈正相關(guān)，與溫度變化呈負(fù)相關(guān)，認(rèn)為降水是湖面變化的主要原因［28］.同樣，戴玉鳳等［29］研究表明，2003-2011年佩枯錯(cuò)湖泊呈退縮趨勢(shì)，湖泊水位下降了1.17 m，認(rèn)為冬季和春季則主要是因?yàn)槎肽杲邓康臏p少，以上研究結(jié)果與本文的結(jié)論相一致.因此，對(duì)于西藏南部封閉的內(nèi)陸湖泊來(lái)說(shuō)，降水量增減是湖泊面積變化的主要原因.

5 結(jié)論

根據(jù)1975年地形圖、1976-2013年Landsat（MSS、TM、ETM＋）衛(wèi)星遙感資料和2003-2009年ICESat／

GLAS數(shù)據(jù)分析佩枯錯(cuò)面積、湖泊高程變化和流域周圍的冰川變化，同時(shí)，通過(guò)流域周圍的氣象資料分析了該流域近40 a來(lái)氣候變化特征，綜合研究流域?qū)夂蜃兓捻憫?yīng)的情況.

圖7 2000-2013年年平均降水量（a）和年平均氣溫（b）與湖泊面積差值變化趨勢(shì)Fig.7 The difference between the mean annual precipitation（a）and annual mean temperature（b）with annual lake area trend in the study area from 2000 to 2013

從遙感資料分析得知，湖泊面積、湖泊高度均呈波動(dòng)變化狀態(tài)，都呈減少和退縮趨勢(shì).2003-2009年湖面高度和湖泊面積均呈下降趨勢(shì).從空間動(dòng)態(tài)分布來(lái)看，佩枯錯(cuò)萎縮較明顯的區(qū)域位于該湖的南岸和東北岸，分別向北、向西南萎縮.1991-2013年之間冰川呈現(xiàn)出退縮、面積減少狀態(tài).自1970年以來(lái)，流域氣溫總體呈上升趨勢(shì)，2000年以后升溫顯著.該流域43 a來(lái)降水量年際變化波動(dòng)較大，年平均降水量呈減少趨勢(shì).雖然佩枯錯(cuò)屬于降水和冰雪融水補(bǔ)給湖泊，但該流域湖面增減與周圍冰川變化的關(guān)系并不明顯，而且與溫度變化呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與流域內(nèi)降水量正相關(guān)關(guān)系.這可以說(shuō)明，佩枯錯(cuò)流域的湖水變化主要受降水影響，相對(duì)周圍冰雪融化補(bǔ)給影響較少.因此，對(duì)于西藏南部?jī)?nèi)陸湖來(lái)說(shuō)，降水量增減成為湖泊面積變化的主要原因，其次與溫度升高也有一定關(guān)系.

湖面變化原因不外乎人類活動(dòng)與自然變化兩個(gè)方面的因素.在研究區(qū)域內(nèi)以及湖周邊人煙較少，人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境和湖泊水域影響不大，因此，佩枯錯(cuò)流域人類活動(dòng)影響屬次要因素，而自然變化因素（氣候）屬主要原因.本文對(duì)湖泊的研究工作僅限于湖面面積、湖面高度、冰川變化以及氣象因子，尚未對(duì)該流域徑流變化、凍土融水、生態(tài)環(huán)境變化影響等方面進(jìn)行研究，有待于今后進(jìn)一步深入研究，以便全面認(rèn)識(shí)西藏南部?jī)?nèi)陸湖泊變化原因.

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Lake area variation of Peiku Tso（lake）in 1975-2013 and its influential factors

DEKEY Yangzom1，2，LHABA Droma1，2，LHABA1，2，NIMA Key3&CHEN Tao1，2??
（1：Lhasa Branch of Chengdu Plateau Meteorological Research Institute of China，Meteorological Administration，Lhasa 850001，P.R.China）（2：Tibet Institute of Plateau Atmospheric and Environmental Science Research，Lhasa 850001，P.R.China）（3：Tibet Climate Center，Lhasa 850001，P.R.China）

In this study，the variation in area of Peiku Tso in Tibet is investigated，mainly based on the topographic map in 1975，nineteen scenes of Landsat（MSS，TM，ETM＋）satellite images beginning the late 1970s through 2013，ICESat satellite data during the period of 2003 to 2009，along with 43 years of meteorological data near the lake.Results show that the lake area experienced a decreasing trend，so did the elevation of lake.In particular，the area was reduced by 10.68 km2（3.79%）during the period of 1975-2013.The spatial pattern concerning the times series of lake area maps indicates that the region with striking changes is located in the southern and the northeast part of Peiku Tso，where the water body shrinks toward north and southwest，respectively. Similarly，both the elevation and area of Peiku Tso exhibited a decreasing trend during the 2003-2009 years，respectively decreasing 0.17 m，4.4 km2.The annual mean temperature exhibited upward trend and the mean annual precipitation saw downward trend in the watershed of Peiku Tso during the last 40 years.The precipitation was positively related to the shrinkage of lake area，but negatively to the temperature.Therefore，we infer that the decreasing precipitation is likely to be the main factor of the lake shrinking.Considering the variation of the glaciers，the supply function of their melt water to the lake is not evident though the variation of the glaciers in the above basin exhibited degrading status as glaciers in other regions of the Tibetan Plateau.

Peiku Tso（lake）；lake area change；lake elevation；ICESat satellite

J.Lake Sci.（湖泊科學(xué)），2016，28（6）：1338-1347

DOI 10.18307／2016.0619

?2016 by Journal of Lake Sciences