中国环境科学

作者：陈方方, 王强, 宋开山, 李思佳, 徐世琦, 杨倩

单位：1. 中国科学院东北地理与农业生态研究所, 湿地生态与环境重点实验室, 吉林 长春 130102;2. 东北师范大学, 植被生态科学教育部重点实验室, 吉林 长春 130024;3. 吉林建筑大学测绘与勘查工程学院, 吉林 长春 130018

关键词：查干湖,Sentinel-3,透明度,悬浮物,浊度,叶绿素

基金：吉林省科技发展计划重点研发项目(20220203024SF);国家自然科学基金资助项目(42171374,42201414);吉林省青年科技人才托举工程(QT202017);吉林省省院合作项目(2021SYHZ0002);吉林省发展和改革委员会项目(2021C044-2);吉林省生态环境遥感大数据重点实验室(YDZJ202102CXJD023);吉林省高校科技与社科“十四五”科研规划项目(JJKH20210290KJ)

通过2020~2021年5次对查干湖实地采集87个水体样品,测定水质参数,并同步匹配经Acolite大气校正后的Sentinel-3OLCI(OLCI),结合412~885nm遥感反射率(Rrs)与支持向量机(SVM)算法、经验算法以及半分析算法构建查干湖悬浮物(TSM)、浊度(Turb)、透明度(SDD)以及叶绿素(Chl-a)高精度反演模型,通过模型精度的对比,遴选出SVM模型并据此模型反演查干湖2017-2021年上述4种水质变化,分析其对降雨和风速的动态响应.结果表明:(1)实测TSM与Turb之间呈现显著正相关(P<0.01),相关系数为0.93;两者与SDD均呈现显著负相关(P<0.01),相关系数分别为0.71, 0.73;(2)TSM、Turb、SDD、Chl-a反演模型决定系数分别为0.85,0.91,0.93,0.85;且误差分析RMSE值分别为8.75g/mL,10.95FNU,2.11cm,3.64μg/L;MAE值为5.99g/mL,6.86FNU,1.04cm,2.19μg/L;(3)查干湖水质参数年际分布特征呈动态下降趋势,于2020年TSM与Turb达到峰值;季节分布特征结果显示台风过境后(2020年9月),TSM与Turb浓度增加1.4倍;(4)风速对查干湖TSM、Turb呈现正相关,决定系数分别为0.79,0.45.通过长时间尺度上遥感监测查干湖水体的时空格局变化,分析其变化特征与规律,为区域水环境的生态保护与资源合理利用提出有效建议.

来源：2023年第5期

《中国环境科学》期刊编辑部

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