湖泊是地球表层系统冰冻圈、大气圈、水圈和生物圈连接的纽带,作为陆地水圈的重要组成部分,湖泊强烈萎缩或扩张对自然环境和人类生活产生巨大影响。湖冰作为气候变化影响最直接的湖泊物理特征之一,既能反映大气、水文等引起的小尺度环境变化,也能反映全球气候变暖等大尺度气候变化。青海湖作为我国最大的内陆咸水湖,不仅对环湖周边区域气候起着自然调节器的作用,同时也是青藏高原东北部的重要水汽源。本文基于NOAAAVHRR、Terra MODIS和Landsat MSS/TM/OLI遥感影像,根据冰和水在可见光—红外波段上反射率的差异,综合运用RS和GIS技术,对青海湖面积、水位、水量及湖冰物候特征变化进行研究,同时结合气象数据分析影响青海湖冰情变化的主要气候因子,明晰青藏高原大面积湖泊变化及湖冰变化对气候变化的响应。研究表明:1973~2018年间,青海湖面积总体上呈先减后增的变化趋势,其中,2004年青海湖面积最小,2018年最大,且湖泊扩张期面积变化速率快于湖泊萎缩期。受地形影响,青海湖主要朝西、东和西北方向扩张,尤其正西方向湖泊面积扩张最为明显。自1961年青海湖水位主要经历了下降和回升两个过程,其中2004年水位最低。1961~2004年青海湖水位总计下降3.22 m,水量平衡为负平衡,水量整体上减少了13.24 km~3。2004~2017年青海湖水位共上升2.07 m,水量平衡则表现为正平衡,水量增加12.90 km~3。随着水位和面积变化,近45年来,青海湖岸线也发生着明显变化,其中青海湖东岸的沙岛、西岸的鸟岛和铁布卡湾及北岸沙柳河入口处是发生变化最大的区域。由于青海湖是内陆封闭湖泊,其补给主要来源于入湖径流和降水量。因此,布哈河和沙柳河的总径流量是决定青海湖水位升降的关键因素之一;其次,降水量和蒸发量对水量变化也有重要作用,近两年降水量骤增直接导致青海湖迅速扩张;此外,风速和气温对水量变化的重要性也不容忽视。基于AVHRR HRPT和MODIS数据提取的1980~2018年青海湖4个冻融日期显示,青海湖通常于每年12月中旬至1月初开始冻结,12月底或1月初完全被冰层覆盖,直到3月下旬,完全封冻的冰层逐渐消融,至4月初或中旬完全消失。近38年来,青海湖封冻期(FD)和完全封冻期(CFD)持续时间平均为96d和88 d,湖冰存在期(ICD)和湖冰消融期(AD)持续时间平均为109 d和8 d。1980~2018年青海湖湖冰物候特征变化呈现较大差异。开始冻结(FUS)和完全冻结(FUE)日期分别以0.16 d/a和0.19 d/a的速率呈逐渐推迟的变化趋势,总计推迟6.08 d和7.22 d。而开始消融(BUS)和完全消融(BUE)日期分别以-0.36d/a和-0.42 d/a的速率呈提前的变化趋势,共提前13.68 d和15.96 d。ICD、FD和CFD总体呈明显的缩短趋势,变化速率分别为-0.58 d/a、-0.60 d/a和-0.52 d/a,总计缩短了22.04 d、22.81 d和9.76 d。根据逐日MODIS遥感影像数据研究发现,青海湖开始冻结时,最早于湖区东侧、北部及西部附近出现碎冰,且最先形成连续的固定冰,随后冰层由湖岸逐渐往湖中心扩张。开始消融时,主体冰面开裂后,最先在湖区北部和西部开始消融,且消融速率较快,湖区东南部及东部消融最迟。青海湖冻结—消融空间模式分为两种,湖区以西,冻结和消融空间模式相似;而湖区以东,冻结和消融空间模式相反。气候因子与湖冰物候密切相关,尤其对冬半年负积温变化最为敏感。在冬半年负积温较大的年份,青海湖冻结时间越迟,消融时间越早,冰期越短。此外,辐射和气压对湖冰生消的影响也较大,在冬半年平均辐射或气压较大的年份,湖泊冻结时间推迟,消融时间提前。风速和降水量在湖泊冻结和消融过程中起不同的作用,且冻结时间对风速和降水量的变化更为敏感。