基于GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)的洱海干季水質(zhì)時(shí)空變化監(jiān)測(cè)

祁蘭蘭 王金亮 農(nóng)蘭萍 劉錢(qián)威

摘要：為探究2014～2019年洱海干季水質(zhì)變化規(guī)律及其驅(qū)動(dòng)因子，選用2014～2019年1月和11月GF-1號(hào)衛(wèi)星遙感影像資料，以葉綠素a濃度、透明度、富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)這3個(gè)指標(biāo)為研究標(biāo)的開(kāi)展洱海水質(zhì)反演。結(jié)果表明：① 時(shí)間上，2014～2019年洱海葉綠素a濃度和富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)逐年降低，透明度逐漸增加，洱海干季水質(zhì)呈好轉(zhuǎn)趨勢(shì)。② 空間上，洱海2014～2019年11月份整體上呈現(xiàn)葉綠素a濃度和富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)北部低、南部高，透明度北部高、南部低，北部水質(zhì)較好，南部水質(zhì)偏差的趨勢(shì);1月份整體上呈現(xiàn)葉綠素a濃度中部較高，南、北部偏低，北部水質(zhì)較好，透明度由北向南遞減，富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)由北向南增加的趨勢(shì)。③ 洱海葉綠素a濃度和富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)均與水體總氮、總磷含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），水體透明度與總氮、總磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

關(guān) 鍵 詞：水質(zhì)監(jiān)測(cè);時(shí)空變化;葉綠素a濃度;透明度;富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù);GF-1衛(wèi)星影像;洱海

中圖法分類(lèi)號(hào)：X87

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-4179（2021）09-0024-08

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.09.005

0 引 言

湖泊是寶貴的自然資源，具有調(diào)節(jié)氣候，維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡等功能，此外在漁業(yè)、航運(yùn)、娛樂(lè)等方面具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-2]。洱海是滇西北最大的湖泊，具有重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)服務(wù)價(jià)值。近年來(lái)隨著周邊農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)活動(dòng)的加強(qiáng)，洱海水質(zhì)呈惡化趨勢(shì)，由中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)演變?yōu)楦粻I(yíng)養(yǎng)化水平，尤其是1996，2003，2006，2013年秋季分別暴發(fā)了大規(guī)模大面積的藍(lán)藻水華，這嚴(yán)重影響了洱海的水生態(tài)系統(tǒng)及環(huán)湖居民的安全用水。水質(zhì)監(jiān)測(cè)是指應(yīng)用化學(xué)分析、物理探測(cè)等方法定量、定性分析河湖的水質(zhì)狀況，是后續(xù)政策的制定、水質(zhì)管理、污染修復(fù)的前提。傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)采用取樣分析方法，該方法雖能把握水質(zhì)情況，但監(jiān)測(cè)范圍有限。相比傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)經(jīng)濟(jì)性差、滯后性、小區(qū)域等問(wèn)題，遙感技術(shù)以其高頻率、大尺度、多光譜的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于水環(huán)境的監(jiān)測(cè)，尤其適合于葉綠素a濃度、透明度等與湖泊富營(yíng)養(yǎng)化有關(guān)的水質(zhì)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)[3-4]。

利用高分影像進(jìn)行湖泊水質(zhì)監(jiān)測(cè)研究主要集中在以下幾個(gè)方面：探究高分影像監(jiān)測(cè)湖泊水質(zhì)的適宜性[5-6]，湖泊水體信息的提取方法[7]，結(jié)合高分影像對(duì)比不同模型間水質(zhì)反演的可行性[8]，監(jiān)測(cè)湖泊面積變化趨勢(shì)[9]，以不同水質(zhì)指標(biāo)為依據(jù)分析湖泊水質(zhì)空間特征[10-11]。而利用高分影像進(jìn)行高原湖泊長(zhǎng)時(shí)間序列水質(zhì)監(jiān)測(cè)及探究引起水質(zhì)變化的驅(qū)動(dòng)因素的相關(guān)研究較少。

目前關(guān)于洱海水質(zhì)的監(jiān)測(cè)研究包括：利用采樣分析法研究洱海入湖河流水質(zhì)參數(shù)的空間分布[12]，洱海水生態(tài)系統(tǒng)退化及防治[13]，定量監(jiān)測(cè)特定時(shí)間點(diǎn)洱海營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量變化，檢測(cè)指標(biāo)包括氮、磷、化學(xué)需氧量等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量[14-15]。使用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)洱海水質(zhì)情況的研究包括：研究洱海浮游植物及藍(lán)藻水華的空間分布特征[16]，土地利用與湖泊水質(zhì)的關(guān)系[17]，對(duì)于洱海水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)化，例如利用OLCI數(shù)據(jù)構(gòu)建的三波段模型能很好地估算洱海葉綠素a的濃度分布情況[18]，改進(jìn)基于Landsat寬頻帶的三波段模型，用于預(yù)測(cè)早期無(wú)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的水華[19]。目前關(guān)于洱海水質(zhì)的長(zhǎng)時(shí)間序列變化多以現(xiàn)場(chǎng)采樣監(jiān)測(cè)為主，例如李澤坤采用取樣、檢測(cè)方法監(jiān)測(cè)了2004～2013年洱海由中營(yíng)養(yǎng)向富營(yíng)養(yǎng)趨勢(shì)轉(zhuǎn)變[20]，但該研究無(wú)法整體把握洱海的水質(zhì)狀況。近年以遙感手段監(jiān)測(cè)洱海水質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間序列變化的研究較少，關(guān)于洱海水質(zhì)變化的誘因仍需要進(jìn)一步研究和解析。

本次研究利用高分影像進(jìn)行高原湖泊長(zhǎng)時(shí)間序列水質(zhì)監(jiān)測(cè)，獲取多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)洱海水質(zhì)GF-1號(hào)遙感影像，通過(guò)GF-1號(hào)遙感數(shù)據(jù)分析洱海整個(gè)湖區(qū)水質(zhì)時(shí)間序列變化，并解釋水質(zhì)產(chǎn)生變化的原因，旨在為洱海的治理提供科學(xué)的指引。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

洱海是云南省第二大淡水湖泊，位于大理州境內(nèi)，介于北緯25°36′～25°58′，東經(jīng)100°06′～100°18′之間。大理州年平均氣溫為15.5℃，且干濕季分明，5～10月為雨季，11月至次年4月為干季，年降雨量為1 000～1 200 mm（95%的水量集中在5～10月份）。洱海湖區(qū)總面積為249.4 km2，總?cè)萘?5.3億m3，屬瀾滄江水系，東岸有鳳尾箐、玉龍河等數(shù)十條大小集水溝渠，北有茈碧湖、東湖、西湖，西臨蒼山十八溪，南有波羅江、金星河（見(jiàn)圖1）。洱海是灰鶴、紅嘴鷗等生物的棲息地，魚(yú)類(lèi) 31種，具有重要的生態(tài)價(jià)值。洱海還是周邊生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)活動(dòng)的主要水源地，2019年洱海流域常住人口數(shù)量約102萬(wàn)，具有很高的經(jīng)濟(jì)服務(wù)價(jià)值。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理

因缺少濕季不同年份且同月份的遙感影像，無(wú)法滿足影像時(shí)間的相對(duì)一致性，所以只探究洱海干季水質(zhì)變化。研究選用2014～2019年6 a的1月、11月共12景GF-1衛(wèi)星WFV傳感器16 m空間分辨的影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)級(jí)別均為level1A。該衛(wèi)星軌道參數(shù)：軌道高度645 km（標(biāo)稱值）;傾角98.0506°;降交點(diǎn)地方時(shí)為10：30;側(cè)擺能力（滾動(dòng)）±25°，機(jī)動(dòng)25°的時(shí)間≤200 s，具有應(yīng)急側(cè)擺（滾動(dòng)）±35°的能力;其他相關(guān)參數(shù)如表1～2所列。該衛(wèi)星高時(shí)空分辨率的優(yōu)勢(shì)為大區(qū)域的遙感監(jiān)測(cè)提供了硬件支撐，在農(nóng)業(yè)與環(huán)境監(jiān)測(cè)、國(guó)土資源管理、城市精細(xì)化管理中發(fā)揮了重要的作用[21]。本文對(duì)圖像的預(yù)處理包括輻射定標(biāo)、大氣校正、正射校正。輻射定標(biāo)采用中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心提供的絕對(duì)輻射定標(biāo)系數(shù)將傳感器記錄的數(shù)字量化值轉(zhuǎn)換成輻射率。大氣校正通過(guò)ENVI 5.3軟件的FLAASH大氣校正模塊進(jìn)行大氣校正，幾何校正采用研究區(qū)經(jīng)過(guò)精校正的參考影像。

研究洱海區(qū)域的溫度、降水量數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)國(guó)家氣象數(shù)據(jù)中心網(wǎng)（http：∥data.cma.cn/）;洱海月平均水位數(shù)據(jù)來(lái)源于大理州年鑒;洱海水體總氮、總磷含量、化學(xué)需氧量的月均值采用大理州環(huán)境監(jiān)測(cè)站的洱海常規(guī)監(jiān)測(cè)資料，來(lái)源于2013～2019年大理州環(huán)境監(jiān)測(cè)站年鑒報(bào)表[22]。

2 研究方法

2.1 洱海水域提取

由于水體和陸地通過(guò)太陽(yáng)輻射呈現(xiàn)出不同的光譜特征，在遙感影像上水陸界線比較清晰，因此，國(guó)內(nèi)外對(duì)于水體遙感信息的提取研究比較多。Mcfeeters依據(jù)水體從可見(jiàn)光至紅外波段反射率逐漸降低的原理，提出了改進(jìn)的歸一化差異化水體指數(shù)（NDWI）[23];徐涵秋通過(guò)修正波段組合在NDWI的基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)的歸一化差異水體指數(shù)（MNDWI）[24];李生生等通過(guò)ENVI內(nèi)置的IDL語(yǔ)言運(yùn)用綠光和近紅外兩個(gè)波段提出了新的IDLWI水體指數(shù)，然后利用IDLWI+Canny算子精確地提取出了青海湖湖區(qū)水體的邊界[25]。駱劍承等針對(duì)高原湖泊類(lèi)型多樣，湖區(qū)間鹽分差異等特征，以遙感地學(xué)分析分層分類(lèi)理論為依據(jù)，通過(guò)“全域-局部”分步迭代模型，高精度地提取出了青藏高原湖泊的水體邊界[26]。段秋亞等針對(duì)GF-1號(hào)影像數(shù)據(jù)，比較分析了NDWI 閾值法、支持向量機(jī)法（SVM）、面向?qū)ο蠓?種方法在提取精度、提取效率方面的差異[27]。研究針對(duì)洱海湖區(qū)的特點(diǎn)，采用NDWI進(jìn)行水體邊界提取，經(jīng)過(guò)多次嘗試，當(dāng)NDWI=-0.056時(shí)，水體提取的邊界效果最好，公式如下：

2.2 水質(zhì)參數(shù)反演算法

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，對(duì)地物光譜特征和水質(zhì)參數(shù)定量反演的研究逐漸引起重視。在水色遙感中，進(jìn)行水質(zhì)參數(shù)反演的方法由最初的物理分析方法演變?yōu)榻?jīng)驗(yàn)方法再到半經(jīng)驗(yàn)方法[28]。遙感監(jiān)測(cè)的水質(zhì)參數(shù)主要包括葉綠素a 濃度、懸浮物濃度、透明度、濁度、總氮、總磷等。研究選取葉綠素a濃度、透明度、富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)進(jìn)行洱海的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。

2.2.1 葉綠素a濃度監(jiān)測(cè)算法

在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，葉綠素a濃度（chl-a）是反映水體富營(yíng)養(yǎng)化程度和水環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)參數(shù)。水體中藻類(lèi)物質(zhì)和浮游植物會(huì)在藍(lán)光波段呈現(xiàn)吸收谷，而近紅外波段和綠光波段出現(xiàn)反射峰，當(dāng)水中葉綠素a濃度增加時(shí)，水體的藍(lán)光波段反射率下降，綠光和近紅外波段反射率上升?；谶@一現(xiàn)象，利用葉綠素a濃度和水體反射率之間的差異，進(jìn)行葉綠素a濃度的反演[29]。本次研究采用的葉綠素a濃度反演模型[5]公式如下：

2.2.2 水體透明度算法

水體透明度是描述水體水質(zhì)的一個(gè)重要且直接的參數(shù)，能從視覺(jué)上反映湖水的渾濁度及清澈程度，同時(shí)還能評(píng)價(jià)湖泊的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)[30]。水體透明度常通過(guò)由其他水質(zhì)參數(shù)濃度建立與透明度之間的關(guān)系進(jìn)行間接反演。本次研究通過(guò)懸浮物濃度間接地反演洱海的水體透明度，其懸浮物濃度及透明度反演模型[5]為

2.2.3 綜合富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)算法

水體營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)屬于間接的水質(zhì)參數(shù)，綜合營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)能夠反映湖泊的營(yíng)養(yǎng)化程度[31]。湖泊以0～100分進(jìn)行水體的營(yíng)養(yǎng)程度劃分：<30為貧營(yíng)養(yǎng);30～50視為中度營(yíng)養(yǎng)，50～60為輕度富營(yíng)養(yǎng)，60～70視為中度富營(yíng)養(yǎng)化，>70為重度富營(yíng)養(yǎng)化。本次研究采用的富營(yíng)養(yǎng)化估算模型[5]為

3 結(jié)果與討論

采用前述方法，分別對(duì)洱海2014～2019年1月和11月份葉綠素a濃度、水體透明度以及富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)進(jìn)行估算，得到了洱海葉綠素a濃度、透明度和富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)反演結(jié)果（見(jiàn)圖2～4）。

3.1 葉綠素a濃度反演結(jié)果

根據(jù)公式（2），利用2014～2019年12景遙感影像，選用各景影像紅光、近紅外波段進(jìn)行反演，得到洱海干季的葉綠素a濃度空間分布圖（見(jiàn)圖2）。

從圖2可知，總體而言2014～2019年1月份洱海葉綠素a含量呈下降趨勢(shì)。2014～2015年葉綠素a濃度在南部較高，北部較低，這2 a的葉綠素a濃度最高值分別為256.71，170.02 mg/m3，最低值分別為30.91，30.03 mg/m3;2016～2019年葉綠素a濃度北部高、南部低。2014～2019年11月份洱海葉綠素a濃度總體而言呈下降趨勢(shì)，且空間上均呈南部>中部>北部趨勢(shì)（見(jiàn)圖2（b））。這說(shuō)明，隨著近年來(lái)的治理，洱海的葉綠素a濃度呈下降趨勢(shì)。

3.2 透明度反演結(jié)果

根據(jù)公式（3），利用2014～2019年12景遙感影像，選用各景影像綠光、紅光波段進(jìn)行間接反演，得到洱海干季透明度的空間分布圖（見(jiàn)圖3）。

從圖3可知，近6 a洱海1月和11月份的水體透明度北部區(qū)域最高，中部次之，東南部最低。從時(shí)間序列角度上看，1月份的透明度無(wú)明顯規(guī)律，2014～2019年呈波動(dòng)遞增趨勢(shì)，2016年和2018年呈下降趨勢(shì)，全湖透明度較差。11月份透明度的分布具有一定的規(guī)律性，2014～2019年呈逐年增加趨勢(shì)。這說(shuō)明隨著近年來(lái)的治理，洱海干季的透明度逐漸增加。

3.3 富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)反演結(jié)果

根據(jù)公式（5），利用2014～2019年12景遙感影像，結(jié)合葉綠素a濃度和懸浮物濃度的反演結(jié)果間接得到洱海干季富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)的空間分布圖（見(jiàn)圖4）。

從圖4可以看出，2014～2019年由北到南洱海富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)呈逐漸遞增的趨勢(shì)。從時(shí)間序列來(lái)看，2014～2016年中1月份的富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)較高，其中2016年最為嚴(yán)重，大部分水域面積富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)在62以上，從水質(zhì)分級(jí)來(lái)看這3 a洱海處于中度富營(yíng)養(yǎng)化水平;2017～2019年大致都處于輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。近6 a洱海11月份富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)平均值由2014年的62逐年降低至2019年的55，2019年洱海降為輕度富營(yíng)養(yǎng)化等級(jí)。

3.4 洱海水質(zhì)主要指標(biāo)均值的變化趨勢(shì)

根據(jù)反演結(jié)果得到1月和11月份葉綠素a濃度、透明度、富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)均值的變化趨勢(shì)（見(jiàn)圖5）。

由圖5可知：近6 a洱海1月份葉綠素a濃度均值最高值為2014年的39.25，最低為2018年的31.34;11月份洱海葉綠素a濃度均值最高為2014年的42.86，最低為2019年的32.25。洱海1月份水體透明度均值的最高值為2019年的512.9，最低為2016年的40.9，透明度上升了92%;11月份透明度均值呈逐漸增加趨勢(shì)，由2014年的107.09上升為2019年的302.11，增加了65%。洱海1月份富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)呈下降趨勢(shì)，均值最高值為2016年的64.16，最低為2019年的55.94;11月份富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)均值最高值為2014年的62.65，最低為2019年的57.28?？傮w而言，近6 a洱海1月份和11月份葉綠素a濃度均值、富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)均值均呈下降趨勢(shì)，水體透明度均值呈增加趨勢(shì)，洱海干季水質(zhì)向好轉(zhuǎn)變。

3.5 氮、磷與各指標(biāo)關(guān)系

利用上述數(shù)據(jù)，將2014～2019年的1月、11月的葉綠素a濃度、透明度、富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)的月均值，與每年對(duì)應(yīng)月份總氮、總磷含量進(jìn)行回歸分析，得到3個(gè)水質(zhì)指標(biāo)與總氮、總磷之間的相關(guān)關(guān)系（見(jiàn)圖6）。

由圖6可知，洱海水體1月、11月份葉綠素a濃度均值、水體富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)均值這2個(gè)水質(zhì)指標(biāo)與水體總氮、總磷含量之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系（P<0.05），水體透明度指數(shù)均值與總氮、總磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.05）。根據(jù)前期研究，上述3個(gè)水質(zhì)指標(biāo)與當(dāng)月降水量、當(dāng)月均溫、洱海水位情況均無(wú)顯著的相關(guān)關(guān)系。這說(shuō)明洱海水質(zhì)的這3個(gè)主要指標(biāo)受水體總氮、總磷含量影響較大，而與自然環(huán)境因素相關(guān)性不大。

3.6 討 論

研究結(jié)果顯示2014～2019年洱海干季水質(zhì)總體呈好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，1，11月葉綠素a濃度總體下降（見(jiàn)圖2）、透明度增加（見(jiàn)圖3）、富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)下降（見(jiàn)圖4）。大量研究表明葉綠素a濃度和水體透明度呈負(fù)相關(guān)，例如：關(guān)于洱海、洞庭湖水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)的研究顯示水體透明度增加時(shí)，葉綠素a濃度下降[11，32];浮游植物生物量及有機(jī)質(zhì)含量的增加是洱海透明度下降的重要驅(qū)動(dòng)因素[33]。水體富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)與葉綠素a濃度呈正相關(guān)，與水體透明度呈負(fù)相關(guān)。對(duì)洪澤湖[34]的研究表明，水體富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)增加時(shí)，葉綠素a濃度增加，同時(shí)透明度下降。這些研究結(jié)果與本研究結(jié)果類(lèi)似。

研究發(fā)現(xiàn)洱海水體葉綠素a濃度與水體總氮、總磷含量呈正相關(guān)關(guān)系（見(jiàn)圖6（a）和（b））。根據(jù)文獻(xiàn)，高濃度的總氮、總磷加速了洱海水污染的范圍，導(dǎo)致洱海水生態(tài)系統(tǒng)惡化[13]。有研究表明：水體總磷、總氮共同引發(fā)白洋淀水體富營(yíng)養(yǎng)化[35];對(duì)于淀山湖[36]、升鐘湖[37]的研究也發(fā)現(xiàn)水體葉綠素a濃度與水體總氮、總磷呈正相關(guān)關(guān)系。這些研究結(jié)果與本文的研究結(jié)果類(lèi)似。水體氮、磷含量在很大程度上影響水體浮游植物的種類(lèi)、數(shù)量，并且顯著地刺激浮游植物的生長(zhǎng)[38]。根據(jù)文獻(xiàn)，洱海綠藻與總氮之間成正相關(guān)關(guān)系，總氮濃度升高可能會(huì)導(dǎo)致水華[39]。有研究顯示淀山湖水體冠盤(pán)藻、綠藻的含量隨著水體總氮、總磷含量增加呈快速增加趨勢(shì)，從而引發(fā)了水體的水華現(xiàn)象[36]。本次研究中洱海干季水體葉綠素a濃度降低，這或許由于近年來(lái)洱海治理后水體氮磷含量降低使浮游植物含量下降導(dǎo)致。研究顯示洱海干季水體透明度與總氮、總磷呈顯著負(fù)相關(guān)（見(jiàn)圖6（c）和（d））。而有研究發(fā)現(xiàn)撫仙湖水體透明度與總氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)[40]，內(nèi)江的透明度與總磷含量呈正相關(guān)[41]，這與本文的研究結(jié)果類(lèi)似，這或許是由于氮磷含量下降導(dǎo)致水體浮游植物數(shù)量下降所致[42]。水體富營(yíng)養(yǎng)受水體氮磷含量、水溫等多種因素影響[43]，研究顯示洱海水體富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)與水體總氮、總磷含量呈顯著正相關(guān)（見(jiàn)圖6（e）和（f）），這與上述研究結(jié)果類(lèi)似。

水體水質(zhì)變化監(jiān)測(cè)是水環(huán)境保護(hù)、水體生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)、水災(zāi)工農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面評(píng)價(jià)的前提。本研究通過(guò)GF-1號(hào)遙感數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)洱海干季水質(zhì)呈好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，這說(shuō)明近年來(lái)洱海水體保護(hù)措施有效。水體氮、磷含量與周邊人類(lèi)活動(dòng)密切相關(guān)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)及生活污水等均導(dǎo)致水體氮、磷輸入量增加[44]。相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)洱海富營(yíng)養(yǎng)化程度主要受磷負(fù)荷的影響較大，尤其是洱海北三江流域和西部壩區(qū)，農(nóng)業(yè)面源污染導(dǎo)致湖區(qū)氮、磷含量的增加[45]，洱海湖區(qū)總氮、總磷的入湖量主要來(lái)源于種植業(yè)和禽畜養(yǎng)殖業(yè)[46]。有研究顯示總磷、總氮和有機(jī)質(zhì)含量是引起洱海富營(yíng)養(yǎng)化的重要因子[14，45]。本文的研究顯示洱海干季水質(zhì)向好，且與水體氮磷含量顯著相關(guān)，這說(shuō)明通過(guò)整治洱海環(huán)湖工商業(yè)活動(dòng)、農(nóng)業(yè)種植和污水處理事項(xiàng)能降低洱海氮磷含量，洱海的保護(hù)行動(dòng)切實(shí)有效。本研究的結(jié)果可為洱海的保護(hù)，今后保護(hù)對(duì)策的制定提供參考。

4 結(jié) 論

本文選取典型高原湖泊洱海為研究區(qū)，采用GF-1號(hào)多光譜影像，利用水質(zhì)參數(shù)反演模型對(duì)洱海干季水質(zhì)時(shí)空變化進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)：2014～2019年1月、11月份洱海葉綠素a濃度、水體富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)總體呈下降趨勢(shì)，水體透明度呈上升趨勢(shì)，洱海干季水質(zhì)整體向好。洱海水體葉綠素a濃度，富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)、透明度和氣溫、降水量、水位無(wú)顯著關(guān)系，這3者主要受水體總氮、總磷影響。這或許是由于近6 a對(duì)洱海的治理使水體的總氮、總磷下降，水體浮游植物水平下降、入湖懸浮物量降低所致。本研究可為高原湖泊水環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間序列的遙感水質(zhì)監(jiān)測(cè)及洱海的后續(xù)治理提供參考，后期可采用更多的遙感數(shù)據(jù)及實(shí)測(cè)的水質(zhì)數(shù)據(jù)開(kāi)展結(jié)果的驗(yàn)證分析，對(duì)洱海水質(zhì)變化的具體機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步研究。

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（編輯：謝玲嫻）