據統計,我國近3 000 個1 km2 的較大湖泊中普遍存在富營養化或者受富營養化的威脅。水體的富營養化導致藍藻異常增殖形成水華,使水體腥臭難聞,破壞水體生態系統,嚴重威脅湖泊周邊的飲水安全。除此之外,藍藻水華產生的藻毒素通過食物鏈進入到水生動物和人體中,嚴重威脅人體健康。 傳統的藍藻識別多是實地采樣,在實驗室內通過顯微鏡對水樣中藻類的形態進行觀測和識別,通過顯微鏡計算藻類細胞數目或通過細胞體積估算細胞數目實現藻類密度測量。這種方法可以較好地應用于空間差異較小的小型水體,但對于較大面積水域而言,該方法不僅耗時耗力,而且不能準確地反映藍藻的空間分布特征和時間序列變化規律,具有一定的局限性。遙感具有大范圍、快速、連續、動態、可視、大信息量的特點,利用遙感技術對大型內陸水體藍藻水華進行識別,可以較好反映藍藻水華的時空差異性和變化規律。目前利用遙感技術監測水華主要是遙感影像人工判讀方法和植被指數方法。傳統的遙感影像人工判讀方法通過波段彩色合成和圖像拉伸,目視識別水華分布,其缺點是不能自動識別水華,也不能判定水華分布的強弱等級,人為因素大,效率低; 基于NDVI 等植被指數方法判別水華,利用藍藻水華具有與植被相似的光譜特征[1-2],通過正常水體和藍藻水華NDVI 差別來識別水華。目前衛星遙感技術已經成為國內環保部門快速監測藍藻水華的重要手段[3-4]。在湖泊富營養化水平較高的情況下,藍藻水華發生已成為常態,環境管理重點關注的是水源地和重點景湖區藍藻水華發生的預測預報。例如,若能提前預知藍藻水華在取水口區域聚集降解,就有足夠時間采取水源調度和制水工藝的改進與強化等措施,減少藍藻水華帶來的生態危害和健康風險,避免發生供水危機,保障供水安全[5]。遙感可以通過歷史影像回顧以往水華發生事件,在多年多時相水華日常監測基礎上可以分析出藍藻水華發生的空間規律,為藍藻水華預測預報提供重要技術支撐。該文主要介紹如何利用衛星遙感技術開展藍藻水華日常監測,并以2010 年巢湖藍藻水華年報分析為例,介紹如何通過多時相遙感分析來獲得藍藻水華高發區、持續時間以及水華移動趨勢等規律。 |