基于遙感的太湖水質(zhì)參數(shù)空間分異研究.pdf

1、以太湖為研究區(qū),利用1989-2009年的Landsat TM/ETM+和環(huán)境1號(hào)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),反演了太湖葉綠素a和懸浮物濃度,并詳細(xì)分析了太湖水質(zhì)參數(shù)的空間分布特征。同時(shí)借助地統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論和GS+V5.0軟件對(duì)太湖水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行半方差函數(shù)的擬合,得出最佳擬合模型,在此基礎(chǔ)上通過(guò)分析塊金值、基臺(tái)值、變程、變異系數(shù)和空間相關(guān)性程度的變化,研究了近20年太湖水質(zhì)參數(shù)的空間變異特征。最后利用統(tǒng)計(jì)學(xué)理論,計(jì)算了太湖在各個(gè)季節(jié)的合理采樣數(shù)目。論文取

2、得的主要成果如下:
　　 從1989-2009年,太湖水體中葉綠素a和懸浮物的濃度逐年增加,但兩者濃度的分布呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。葉綠素a的低值區(qū)位于湖心區(qū),四周為高值區(qū),梅梁灣、竺山灣和西南太湖歷年的葉綠素a濃度均很高。春季湖區(qū)的葉綠素a濃度較低,基本上集中在20-30μg/L,夏季隨著藻類的大量繁殖,葉綠素a濃度逐漸上升,梅梁灣和西南太湖沿岸開始出現(xiàn)水華,秋季葉綠素a平均濃度較夏季有所下降,但依然出現(xiàn)大面積的水華區(qū),冬季隨著溫度

3、的下降和風(fēng)的原因以及藻類的死亡,水體中葉綠素a的濃度急劇下降,濃度偏低。而懸浮物濃度的高值區(qū)在湖心區(qū),四周為低值區(qū),且高值區(qū)的分布變化在每個(gè)季節(jié)是一致的,即隨著時(shí)間的推移,先從西北太湖或西南太湖較為狹小的區(qū)域逐漸向湖心擴(kuò)散,最終在湖心形成大面積的高值區(qū)。太湖懸浮物的濃度在春夏秋冬四個(gè)季節(jié)均比較高且變化比較劇烈。
　　 從1989-2009年,太湖葉綠素a和懸浮物在大多數(shù)月份都為強(qiáng)變異,不同季節(jié)葉綠素a和懸浮物濃度的變異系數(shù)有著不

4、同的變化趨勢(shì)。夏秋兩季葉綠素a和懸浮物的變異系數(shù)總體呈現(xiàn)出逐年減小的趨勢(shì),冬季懸浮物變異系數(shù)逐年增大,而葉綠素a逐漸減小,春季葉綠素a的變異系數(shù)先增大后減小,懸浮物則減小和增大交替變化。通過(guò)最佳模型擬合半方差函數(shù),并分析相應(yīng)的塊金值、基臺(tái)值和變程,可以發(fā)現(xiàn)1989-2009年絕大部分月份葉綠素a和懸浮物濃度的塊金值都低于1000,說(shuō)明在3000m的尺度下,反演誤差以及污染物斑塊由中心向周圍擴(kuò)散的過(guò)程引起的變異較小。計(jì)算葉綠素a和懸浮物各

5、自塊金值與基臺(tái)值的比值發(fā)現(xiàn),大部分比值都小于25％,說(shuō)明這兩種水質(zhì)參數(shù)都具有強(qiáng)烈的空間相關(guān)性,太湖水質(zhì)參數(shù)在空間分布上具有明顯的規(guī)律性。而兩種水質(zhì)參數(shù)的變程基本集中在10-110km之間,并在時(shí)間序列上表現(xiàn)出相反的變化趨勢(shì),這與污染物分布不均,各地營(yíng)養(yǎng)化程度不一,藻類生長(zhǎng)的差異性以及水流、風(fēng)力因素的影響有著較大的關(guān)系。
　　 葉綠素a的合理采樣數(shù)在夏秋兩季較多,在春冬兩季較少,懸浮物的合理采樣數(shù)在冬夏兩季較多,在春秋兩季較少。綜