自2000年以来中国大型湖库透明度变化分析

地表湖泊和水库水体为人类社会提供重要的水资源，具有宝贵的生活、生产和生态价值。近几十年来，在全球变暖、经济高速发展和城镇化加速推进的背景下，我国湖库水环境受到了来自气候变化与人类经济活动的双重压力。

湖库透明度是反映湖库清澈程度和评价湖库富营养化的一个重要指标。通常情况下，湖库透明度越高，水体质量越好，流域生态环境也越好。已有相关资料表明，从上世纪60年代开始，我国湖泊透明度总体呈持续下降趋势，其中东部平原地区湖泊透明度下降明显。

为此，国家各级政府和环保部门制定了一系列有关水环境污染防治和水资源保护的措施，尤其是在2000年以后，国家加大了水环境保护力度，2006年发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》，设立了水体污染控制与治理科技重大专项（简称水专项），“十二五”期间出台了《水质较好湖泊生态环境保护总体规划（2013-2020）》， 2015年发布了《水污染防治行动计划》（简称水十条），在行动上深化落实“绿水青山就是金山银山”的理念。

那么，自2000年以来我国大型湖库水环境在近二十年究竟发生了怎样的变化？湖库流域生态治理成效如何呢？

中国科学院空天信息创新研究院张兵研究员带领的水环境遥感团队，多年来在不同区域尺度范围水环境动态监测研究领域做了大量研究工作。针对内陆湖库水体光学特性复杂、随区域和季节变化差异大的特点，该团队定量分析研究了水体颜色参量（水体颜色指数和色度角）与水体透明度之间的相关关系，构建了基于水体颜色指数和色度角的湖库透明度遥感反演算法，在全国大范围不同类型湖库中进行算法模型检验，利用MODIS遥感数据对2000-2017年全国153个面积大于25平方公里的大型湖库透明度进行了长时序时空变化监测，并结合气象水文和人类经济活动数据对全国大型湖库透明度变化的气候人为影响因子进行了讨论分析。相关成果发表在2020年第247卷 Remote Sensing of Environment 上。

结果表明：从全国空间分布来看，截至2017年，中国大型湖库透明度呈现明显的“西高东低”分布格局（图1），其中青藏高原湖区湖库透明度最高，平均透明度达3.5米，蒙新高原湖区平均透明度1.9米，云贵高原湖区平均透明度1.3米，东部平原湖区平均透明度0.5米，而东北山地与平原湖区平均透明度最低，仅为0.2米；2000-2017年间中国大型湖库透明度总体呈上升趋势，其中，青藏高原湖区湖库经历了较为剧烈的透明度变化，平均上升速率为 4.5 厘米/年，蒙新高原湖区透明度平均上升速率为1.0厘米/年，云贵高原湖区透明度平均上升速率0.1厘米/年，东部平原湖区透明度平均上升速率为0.3厘米/年，东北山地与平原湖区透明度平均上升速率为0.3厘米/年。

图1. 2000-2017年中国大型湖库夏季平均透明度及透明度显著变化遥感监测图

结合气象水文和经济人口数据分析发现：中国湖库透明度“西高东低”的空间格局主要与东西部湖库水深和所处流域生态环境差异有关。青藏高原湖区湖库透明度普遍较高，且在近十几年青藏高原湖区湖库透明度上升明显，其变化直接因素为湖库水位上升和径流生态环境改善。东部湖区湖库透明度普遍较低，并从1960年代开始透明度持续下降，但自2000年以来，东部湖库透明度开始呈现微弱上升趋势，表明近二十年我国在东部湖库水污染防治与区域环境治理方面取得了一些成效，水环境持续恶化趋势已得到一定逆转。

该研究由空天信息创新研究院王胜蕾博士（第一作者）、张兵研究员（通讯作者）联合国内外合作团队共同完成，得到国家重点研发计划和中国博士后基金等项目资助。

参考文献：

1. Wang, S., Li, J., Zhang, B.*, Lee, Z. et al. 2020. Changes of water clarity in large lakes and reservoirs across China observed from long-term MODIS. Remote Sensing of Environment, 247.

2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425720303199

作者：王胜蕾、李俊生、张兵

来源：中国科学院空天信息创新研究院