東北地理所在松花江流域湖庫透明度遙感研究中取得新進展
松花江流域是中國七大主要流域之一，其水資源不僅在維持農業(yè)灌溉、工業(yè)生產和飲用水源供給方面扮演著重要作用，而且對維持區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。近年來，受到人類活動和氣候變化的影響，松花江流域的部分湖庫出現(xiàn)了藻華和富營養(yǎng)化等水污染問題。2005年，吉林化工廠的意外爆炸導致約100噸的有害物質流入第二松花江，對沿岸居民的生活飲水造成了極大的威脅。此次事件受到國家環(huán)保部門和當地政府的高度重視，自此以后采取了一系列措施來改善松花江流域的水質狀況，包括頒布法律法規(guī)、提高污水處理技術、改善綠地覆蓋等。因此，及時而有效地開展松花江流域的長時間序列水質監(jiān)測研究刻不容緩。
透明度，作為一種最直觀地反映水體光學特性的指標之一，常被用來監(jiān)測水體的質量狀況。該指標能夠揭示水體的透明程度和渾濁度，也能夠綜合地反映水體生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)狀態(tài)。遙感技術手段的出現(xiàn)，使得大范圍監(jiān)測湖庫透明度變化成為可能。遙感反演透明度的算法主要包括三種：分析算法，半分析算法和經驗算法。其中經驗算法被廣泛地用來反演不同區(qū)域尺度透明度變化。以往研究學者對松花江流域透明度的遙感監(jiān)測時段主要集中在2000年以后，且側重透明度反演算法的研究。因此，中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境遙感學科組的科研人員們基于2004-2017年實測湖庫透明度數據和GEE云計算平臺，運用經驗算法開展了遙感反演松花江流域77個湖泊透明度的長時間序列（1990-2018年）動態(tài)變化研究。結果發(fā)現(xiàn)，2005年以來松花江流域的湖庫水質得到改善。具體來說，2005-2018年松花江流域的年均透明度表現(xiàn)為上升的趨勢（p<0.05），從0.29米增加到0.37米。而且，從1990-2005到2005-2018，透明度表現(xiàn)為上升趨勢的湖泊個數由18個增加到31個（圖1）。通過影響因素貢獻率分析，發(fā)現(xiàn)用于農業(yè)生產的化肥對湖庫透明度年際變化的貢獻率最大，其次是廢水排放和植被覆蓋（NDVI）。進一步分析，得出松花江流域水質改善的原因主要包括兩方面，一是廢水排放的處理能力和數量有了很大提高，二是植被覆蓋有了很大改善。但是，農業(yè)的非點源污染對松花江流域的湖庫水質影響仍然存在，在將來仍然需要對湖庫的水質改善繼續(xù)做出努力。
該研究成果發(fā)表在國際期刊Environmental Research上，中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所陶慧博士為第一作者，宋開山研究員為通訊作者。
該研究得到了國家重點研發(fā)項目（2016YFA0602301）、國家自然科學基金項目（41730104）和吉林省科學技術發(fā)展項目（20200201054JC）等共同資助。
論文信息如下：
Tao, H., Song, K., Liu, G., Wen, Z., Wang, Q., Du, Y., Lyu, L., Du, J. and Shang, Y., 2021. Songhua River basin's improving water quality since 2005 based on Landsat observation of water clarity. Environmental research, 2021, 199: 111299.
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.111299
圖1 不同時段77個湖庫的年均透明度變化以及年變化率。
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吉公網安備22017302000214號
