東北地理所遙感研究揭示中國湖泊水質(zhì)顯著改善，富營養(yǎng)化趨勢得到有效遏制
葉綠素a（Chlorophyll-a，Chl-a）作為表征湖泊富營養(yǎng)化狀態(tài)與水環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，可直接反映水體中浮游植物生物量及初級生產(chǎn)力水平，是評估湖泊生態(tài)健康、監(jiān)測水質(zhì)演變和預(yù)警藻類水華的核心參數(shù)。由于我國湖泊數(shù)量眾多、分布廣闊，開展大范圍、長時(shí)序的湖泊Chl-a濃度精確遙感反演，對于科學(xué)評估我國湖泊富營養(yǎng)化演變趨勢、厘清人類活動(dòng)與氣候變化對水環(huán)境的影響機(jī)制、支撐精準(zhǔn)化湖泊管理決策具有重要的科學(xué)意義和現(xiàn)實(shí)迫切性。
為解決上述問題，東北地理所水環(huán)境遙感研究團(tuán)隊(duì)基于長期野外觀測積累與多源遙感數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)中國大型湖泊（＞1 km2）葉綠素a濃度的高精度、長時(shí)序動(dòng)態(tài)制圖，研究發(fā)現(xiàn)1990年至2020年間，中國大型湖泊的富營養(yǎng)化趨勢得到顯著扭轉(zhuǎn)，葉綠素a濃度在2010年后呈現(xiàn)明顯下降。這一變化表明，全國范圍內(nèi)的大型湖泊（＞1 km2）水質(zhì)改善與生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策的持續(xù)推進(jìn)密切相關(guān)。
圖1 基于衛(wèi)星觀測1990-2020年湖泊平均葉綠素a濃度的時(shí)間變化 （數(shù)量>1138，面積>1 km2），以及六個(gè)五年期內(nèi)葉綠素a濃度增加或減少的湖泊數(shù)量（藍(lán)色表示下降趨勢，綠色表示增加趨勢）；箱體中的灰色圓點(diǎn)代表單個(gè)湖泊。注：?由于每五年期監(jiān)測的動(dòng)態(tài)湖泊不同，寧夏和河南無長期穩(wěn)定湖泊被連續(xù)監(jiān)測。
研究指出，盡管氣候變化導(dǎo)致的溫度升高和降水變化可能加劇藻類生長，但自2010年以來，國家及地方層面持續(xù)實(shí)施的環(huán)境治理政策如廢水排放標(biāo)準(zhǔn)收緊、污水處理設(shè)施建設(shè)，以及“水十條”等行動(dòng)計(jì)劃可有效抑制了湖泊富營養(yǎng)化進(jìn)程。其中，180個(gè)原本處于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)的湖泊水質(zhì)得到改善，轉(zhuǎn)向更低營養(yǎng)級別。然而，研究也提示，省級區(qū)域差異依然存在，部分湖泊因歷史營養(yǎng)鹽積累、農(nóng)業(yè)面源污染或特殊氣候條件，水質(zhì)改善仍面臨挑戰(zhàn)。尤其是在一些大型淺水湖泊和農(nóng)業(yè)主導(dǎo)區(qū)域，富營養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)仍然較高。這項(xiàng)研究不僅揭示了中國湖泊水質(zhì)在過去三十年間的積極變化，也為全球其他面臨類似水環(huán)境問題的發(fā)展中地區(qū)提供了治理經(jīng)驗(yàn)，表明在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，通過科學(xué)政策和有效管理，可以實(shí)現(xiàn)水生態(tài)的恢復(fù)與可持續(xù)發(fā)展。
該成果近期在線發(fā)表于遙感領(lǐng)域國際重要期刊ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing（IF=12.2），由東北地理所李思佳副研究員（第一作者）、宋開山研究員（通訊作者）和美國俄克拉荷馬大學(xué)蕭向明教授（通訊作者）等共同完成，該研究得到中國國家自然科學(xué)基金、美國國家自然科學(xué)基金聯(lián)合共同資助。
論文信息：Sijia Li, Xiangming Xiao*, Ge Liu, Zhidan Wen, Chong Fang, Yingxin Shang, Hui Tao, Lele Zhang, Yong Li, Qiang Wang,Haoyun Zhou,Kaishan Song*,2026. Satellite images reveal reduced lake chlorophyll concentration and eutrophication in China. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing,232: 353-368.
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924271625005040?via%3Dihub
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