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研究前沿

STOTEN|气象因子驱动藻华爆发的滞后效应:基于滇池1988-2020年卫星观测数据的研究案例

发布日期:2022-02-19  文章来源:“生态环境科学”公众号   点击数:

文章信息

第一作者/通讯作者:王泉

通讯单位:玉溪师范学院

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152558


亮点

• 分析了气象因子驱动藻华爆发的滞后效应。

• 降雨会导致日照时数和风速的降低,间接促进藻华的爆发。

• 藻华最大爆发日前5~30天的日最低气温和前10天内的降雨对藻华爆发的程度有重要影响。

• 藻华最大爆发日前15~20天内的日照时数和风速对藻华爆发的程度有重要影响。

• 气温,降雨和日照时数是影响藻华持续爆发的主要因子。

研究进展

滇池是中国重点治理的3大富营养化湖泊之一,从20世纪80年代末开始爆发蓝藻水华以来,受到了许多学者的关注。滇池水体污染物浓度常年高于藻华爆发的阈值,气象因子成为影响滇池藻华爆发的主要因素,在营养盐充足的前提下,先有合适的气象条件才有藻华的爆发,所以气象条件对藻华爆发具有滞后效应,每一次蓝藻爆发与消退的持续时间是各不相同的,一次藻华事件的过程可能会被卫星多次观测到。因此,以每一个藻华事件为研究对象要比每一次藻华观测为研究对象更合适。本研究通过Landsat系列卫星数据提取了滇池近30余年藻华的发生和消退过程,采用改进的滞后效应分析方法,将藻华爆发开始前,以及最大爆发日前不同时间区间的气象数据与藻华事件最大爆发日观测到的反映藻华特征的遥感数据进行相关分析。获得不同气象因子对滇池藻华爆发的影响力以及滞后的时长。

研究结果表明:1998-2008年间滇池藻华爆发程度最为严重。在藻华爆发期间的气温和降水量较高,风速和日照时数较低,滇池的日照时数、风速与藻华发生程度是负相关,气温和降水是正相关。气象因子滞后效应分析表明,藻华爆发前530天的气温,10天前的降水,1520天前的日照和风速对藻华爆发的规模有重要的影响。

滇池的平均海拔高度为1887.4米,属于高原湖泊,而低海拔地区的湖泊,如太湖,其日照时数与藻华发生的程度是正相关的,可能的原因是高原湖泊的日照带来的强紫外线,会伤害浮游藻类的细胞,阻碍藻华爆发。本研究通过1988-2020年间超过一万组日气象数据的相关分析表明:降雨量与日照时数和风速均呈具有统计学意义的负相关关系,表明降雨发生时,伴随着云雾的遮挡降低了日照强度,可能还减缓了风速,而低日照和较低的风速是促成藻华爆发以及阻碍其消退的因素,因此降水可能还间接促进了藻华的爆发并阻碍其消退。

作者介绍

王泉,硕士,低职高聘副教授,玉溪师范学院化学生物与环境学院。近年的主要研究方向是湖泊水环境遥感,主持云南省地方高校联合专项面上项目1项,参与项目10余项,发表学术论文30余篇,取得软件著作权10余项,参编著作2部,指导省级大学生创新创业训练计划项目3项,指导学生参加“互联网+”和“挑战杯”比赛获省级奖励3项。通讯邮箱wangquan@yxnu.edu.cn