【摘 要】
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内蒙古自治区是我国北方重要的生态安全屏障,主要属于干旱半干旱性气候区,区域跨度大,地域分异显著,生态系统本底脆弱。在全球气温上升和人为因素的双重影响下,生态环境愈发脆弱,其中湖泊作为地表水圈的重要组成部分,也受到了破坏。水体颜色是反映湖库水质综合状态的一个重要指标,但目前针对内蒙古湖泊水体颜色的大尺度时空研究尚有欠缺。本文以呼伦湖、达里湖、岱海、红碱淖和乌梁素海5个内蒙古典型湖泊为研究对象,基于L
【基金项目】
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内蒙古自然科学基金面上项目“内蒙古典型内陆湖泊生态系统动态遥感监测监视技术研究”（项目号:2019MS03023）； 国家自然科学基金委员会-地区项目“基于高光谱遥感的藻华生消过程不同阶段判别方法研究——以乌梁素海为例”（项目号:61461034）； 内蒙古自治区重大专项“内蒙古“一湖两海”水污染控制与综合治理关键技术研发与集成示
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内蒙古自治区是我国北方重要的生态安全屏障,主要属于干旱半干旱性气候区,区域跨度大,地域分异显著,生态系统本底脆弱。在全球气温上升和人为因素的双重影响下,生态环境愈发脆弱,其中湖泊作为地表水圈的重要组成部分,也受到了破坏。水体颜色是反映湖库水质综合状态的一个重要指标,但目前针对内蒙古湖泊水体颜色的大尺度时空研究尚有欠缺。本文以呼伦湖、达里湖、岱海、红碱淖和乌梁素海5个内蒙古典型湖泊为研究对象,基于Landsat-5/8卫星数据,提取了1986-2021年5～10月非冰封期的色调角（Hue-Angle,HA）和水色指数（Forel-Ule Index,FUI）,开展了湖泊水体颜色的长时序动态变化研究,并探讨了其主要驱动因素;又以岱海作为重点研究湖泊,基于实测营养状态指数和HA构建了线性回归模型,对岱海1986-2021年的营养状态指数进行反演,分析了其时空变化特征。主要研究结论如下:（1）湖泊水色指数时空变化特征:各湖泊水色指数分布及变化趋势均具有差异性。5个典型湖泊中,乌梁素海水色指数最高,红碱淖整体上偏低。各湖泊水色指数变化趋势具有差异性,呼伦湖呈缓慢增长趋势,红碱淖呈明显下降趋势,其余湖泊呈缓慢下降趋势;乌梁素海水色指数空间差异较大,其他湖泊空间分布较均一。（2）湖泊水色指数变化的外部驱动因素分析:湖泊水色变化与湖泊流域内植被覆盖和气象因素相关,同时也受到人类活动的影响。5个湖泊色调角月均值变化与归一化植被指数NDVI和降雨呈负相关,与风速分别呈正、负相关;流域内不同土地利用类型与湖泊水色变化具有相关性,其中建设用地和耕地对湖泊水色变化的影响较其他类型大。（3）湖泊水色指数变化的内部驱动因素分析:岱海面积与水色变化并无相关性,红碱淖面积与水色变化趋势一致,具有显著相关性;乌梁素海水生植被面积与水色变化具有关联性,挺水植被的关联性最高;岱海的深度（Depth）、透明度（Transparency,SD）、悬浮物浓度（Suspended Pariticulate Matter,SPM）和有色溶解有机物（Chromophoric Dissolved Organic Matter,CDOM）都对水色变化产生作用。（4）岱海水体营养状态评估:基于修正的卡尔森营养状态指数（Modified Trophic Status Index,TSIM）所构建的营养状态反演模型效果最佳,模型R~2为0.65,MAPE为4.54%,RMSE为3.22;利用基于TSIM指数的模型评估了1986-2021年岱海营养状态,发现岱海35年来一直处于富营养状态,并呈现出月际变化特征,5和10月富营养化程度高于其他月份,空间上湖中心富营养化程度低,越靠近湖岸富营养化水平越高。
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