湖库为人类社会提供了重要的饮用水资源、工农业用水资源、渔业资源以及生态环境资源等,其环境对于气候变化和土地利用具有敏锐感知,对流域内生态系统及人类生活生产至关重要。水色指数是湖库、河流和海洋水质的重要衡量指标,与水体清洁度及富营养化状态相关。卫星遥感可以通过获取水体离水辐射光谱以提供大范围、高频率、连续且客观的湖库水质观测信息。
相比海洋清洁水体,湖库水体复杂且受周边环境和人类活动影响大,并呈破碎性分布,这为利用遥感技术监测长时序大范围湖库水质变化带来了较大困难。
下方看视频:COP15《生命之歌》——《我们的湖库》
FUI水色指数将水体颜色从蓝色到红棕色共分为21个级别,可以直观的反应湖库水体颜色和水体的健康程度。
图中点的颜色根据各湖库实际FUI对应的颜色配置RGB设定。共21种颜色等级。
结合FUI与营养状态指数TSI,根据数据集中2000-2018年的平均FUI指数将湖库分为贫营养、中营养和富营养三个级别。
蓝色点表示贫营养,绿色点表示中营养,红色点表示富营养。
从数据集中发现了什么?
分析2000-2018年全球湖库FUI水色指数变化趋势:
通过该数据集初步发现在过去近20年中,全球有36%的大型湖库水色指数呈显著下降趋势,表明湖库水体变得更清澈,这些湖库主要集中在寒冷地区,如青藏高原、欧洲北部、北美北部及南美南端等地区;只有8%的大型湖库水色指数呈显著上升趋势,表明湖库水体变得更浑浊,这些湖库在全球分布较为分散。
分析2000-2018年全球湖库基于平均FUI水色指数的营养状态:
在全球大型湖库水体中,富营养水体平均面积偏小,而贫营养水体平均面积较大,也说明了小型水体更容易发生富营养化。贫营养水体多集中在高山和高原地区,如亚洲青藏高原地区和南美洲 Patagonia 高原地区;富营养水体多集中在中国东部平原地区、非洲中部地区以及美国中南部地区。
张煜婷
空天信息创新研究院 地图学与地理信息系统
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