1980s以来巢湖藻华物候时空变化遥感分析

摘要

蓝藻水华暴发时间变化一定程度上表征了藻华物候特征,研究藻华物候变化可为湖泊水环境健康问题治理和缓解水生生态系统环境退化提供科学依据。以往巢湖蓝藻水华遥感监测主要基于2000年以来的MODIS卫星数据,限制了对巢湖蓝藻水华暴发时空变化过程的理解。本文利用Landsat扩展时间序列,联合MODIS数据,基于浮游藻类指数和阈值分割技术提取巢湖蓝藻水华,在评估二者藻华提取结果一致性的基础上,获取并分析了巢湖1987-2020年蓝藻水华暴发物候的规律及影响因子。结果表明:(1)2000年前,巢湖蓝藻水华暴发规模较小,2000年后面积显著上升,大面积蓝藻水华出现频繁,2011年达到最高峰(608.4 km^(2));(2)1987-2020年间,巢湖蓝藻水华暴发可以分为3个阶段:①1987-2004年,巢湖蓝藻水华年暴发开始时间显著提前,暴发持续时间显著增加;②2005-2010年,藻华年暴发开始时间显著延迟,但暴发持续时间变化不显著;③2011-2020年,巢湖藻华暴发开始、结束和持续时间呈现年际波动,年暴发开始时间、结束时间和持续时间有所提前,但不显著;(3)巢湖蓝藻水华暴发时间变化主要与气温、降雨量和日照时长等气候因子有关,受营养盐变化影响较弱。19872004年暴发开始时间提前受上年年平均温度主导;而20052010年的藻华暴发开始时间延迟受春季平均温度、平均日照和降雨量共同作用,暴发结束时间的提前和持续时间缩短则与年降雨量有关。本研究分析了近40年巢湖蓝藻水华暴发的长时间序列变化,有助于深入了解巢湖蓝藻水华暴发的时空变化特征和驱动力,提升气候变化背景下的巢湖蓝藻水华科学处置和应对能力。