自然科普:青藏高原湖泊透明度過去20年呈上升態(tài)勢(shì)
作者:張晴丹
發(fā)布時(shí)間:2021-04-22
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  近日,中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所(以下簡(jiǎn)稱青藏高原所)湖泊與環(huán)境變化團(tuán)隊(duì)在《環(huán)境遙感》上發(fā)表研究論文,研究結(jié)果表明青藏高原湖泊透明度過去20年總體呈上升態(tài)勢(shì)。

  湖泊水質(zhì)是青藏高原區(qū)域水環(huán)境和水生生態(tài)系統(tǒng)的重要組成要素,是“第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究”專項(xiàng)中評(píng)估亞洲水塔功能的重要研究?jī)?nèi)容。目前,對(duì)青藏高原湖泊水質(zhì)的大范圍長(zhǎng)時(shí)間序列調(diào)查極為缺乏。利用水質(zhì)遙感(水色遙感)方法對(duì)水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行反演,在海洋水色、內(nèi)陸其它地區(qū)湖泊水質(zhì)研究中已得到廣泛應(yīng)用,但在青藏高原地區(qū)的研究尚未可見,其原因在于缺乏實(shí)測(cè)水質(zhì)數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)水色光譜和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)之間建立的可靠反演模型及其充分驗(yàn)證。

  該團(tuán)隊(duì)基于2012~2019年野外工作采集的100多個(gè)湖面水質(zhì)及反射光譜數(shù)據(jù),利用Google Earth Engine 遙感大數(shù)據(jù)云處理平臺(tái),驗(yàn)證了青藏高原湖泊透明度遙感反演模型,并分析了過去20年湖泊透明度時(shí)空變化特征及原因。結(jié)果表明:MODIS-MODOCGA反射率產(chǎn)品的藍(lán)綠波段較好地指示了青藏高原湖泊水面反射率(r> 0.91, MAPE<23%),湖泊透明度反演模型達(dá)到較高精度(r=0.94, MAPE=28%)。反演結(jié)果顯示,湖泊透明度主要介于3~10米之間,并且與湖泊面積呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系。2000~2019年期間,大于50平方千米的152個(gè)湖泊透明度主要呈上升趨勢(shì),平均變化速率為 0.033米/年。湖泊透明度年際變化受降水影響較大,并與水體光學(xué)組分懸浮物,fDOM,葉綠素a濃度存在不同強(qiáng)度的相關(guān)性。該研究將有助于進(jìn)一步理解氣候變化背景下青藏高原及內(nèi)陸水體透明度變化特征,并且為湖泊水-氣界面熱量交換相關(guān)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與研究參考。

  該研究獲得中科院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“泛第三極環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設(shè)”、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究專項(xiàng)等資助。

  相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.112199

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