東北地理所在松嫩平原水體總懸浮物（TSM）遙感反演研究中取得進(jìn)展
水質(zhì)對于確保人類和社會的生存與發(fā)展至關(guān)重要。水質(zhì)研究已成為一個熱門研究課題。為了提高水質(zhì)管理水平及實現(xiàn)水質(zhì)的可持續(xù)管理，需要對水質(zhì)和水污染水平進(jìn)行量化。總懸浮物（TSM）是水體的主要組分之一，是進(jìn)行水質(zhì)研究的關(guān)鍵指標(biāo)，它通過吸收和散射太陽光來影響水的光學(xué)特性，并可能影響光合作用過程和水中的總初級生產(chǎn)。因此，準(zhǔn)確、及時地估算出水中的TSM濃度，并了解其驅(qū)動因素，可以增強我們對水質(zhì)的了解，從而實施有效的管理。
松嫩平原是我國重要的商品糧基地，對氣候變化較為敏感，平原上水體眾多，分布了幾條主要河流和數(shù)百條支流、湖泊及濕地。在過去的35年（1984-2018）中，農(nóng)業(yè)活動的迅速增長，造成了嚴(yán)重的水土流失和生態(tài)系統(tǒng)退化。因此，開展該區(qū)域水體TSM濃度時空動態(tài)及主要驅(qū)動因素研究對實現(xiàn)高效和可持續(xù)的水質(zhì)管理具有重要意義。
中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境遙感研究團(tuán)隊，利用長期的野外調(diào)查采樣數(shù)據(jù)，結(jié)合時間序列Landsat影像通過遙感手段反演了松嫩平原水體TSM濃度的時空動態(tài)模式。在各種遙感參數(shù)中，紅、藍(lán)波段比值與TSM濃度具有較好的相關(guān)性。TSM濃度時空動態(tài)分析表明，從1984年到2018年，約60.5％的水體中的年平均TSM濃度呈下降趨勢。TSM濃度從4月到7月下降，然后從9月開始上升。研究還發(fā)現(xiàn)松嫩平原水體中的TSM具有很高的空間變異性。對主要驅(qū)動因素的分析表明，植被因素、風(fēng)和降水之類的氣象因素可能會影響TSM濃度的變化。此外，長時間序列的Landsat數(shù)據(jù)可用于內(nèi)陸水域TSM歷史變化的監(jiān)測。相關(guān)研究成果可為人類活動和氣候變化下的水資源管理提供理論支持。
圖1 研究區(qū)水體TSM濃度變化率直方圖
圖2.（a）研究區(qū)1984年至2018年水體TSM濃度年度序列，（b）月平均TSM濃度序列（4月至10月）
本研究得到了國家重點研究發(fā)展計劃（2016YFB0501502），國家自然科學(xué)基金（41730104、41701423）和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會（2020234）的共同資助。研究結(jié)果發(fā)表在國際期刊Journal of Environmental Management。
論文信息：
Yunxia Du， Kaishan Song*, Ge Liu, Zhidan Wen, Chong Fang, Yingxin Shang, Fangrui Zhao, Qiang Wang, Jia Du, Bai Zhang. Quantifying total suspended matter (TSM) in waters using Landsat images during 1984–2018 across the Songnen Plain, Northeast China. Journal of Environmental Management 262 (2020) 110334.
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110334
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