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灌溉、工業生產和飲用水源供給方面扮演著重要作用，而且對維持區域的可持續發展有著重大意義。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了藻華和富營養化等水污染問題。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、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系統的營養狀態。遙感技術手段的出現，使得大范圍監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生態研究所水環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）動態變化研究。結果發現，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，發現用于農業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做出努力。
該研究成果發表在國際期刊Environmental Research上，中國科學院東北地理與農業生態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項目（2016YFA0602301）、國家自然科學基金項目（41730104）和吉林省科學技術發展項目（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
