湖泊藻华（湖泊水面聚集的浮游藻类）是全球最严重的水环境问题之一。虽然卫星遥感能准确捕获藻华，但是由于湖泊背景的显著时空差异，目前缺乏自动化的算法实现全球尺度湖泊藻华的遥感监测。在国家自然科学基金项目（批准号：41890852、41971304）等资助下，南方科技大学环境学院冯炼教授团队在遥感监测全球湖泊藻华时空动态研究方面取得进展。相关研究成果以“全球尺度制图揭示过去十年来湖泊藻华的增加趋势（Global mapping reveals increase in lacustrine algal blooms over the past decade）”为题，于2022年2月3日在线发表于《自然•地球科学》（Nature Geoscience）。

　　冯炼教授的研究团队开发了基于CIE（Commission Internationale de L'Eclairage，国际照明委员会）颜色空间的湖泊水体藻华遥感全自动判别算法，并利用1982-2019年约291万张Landsat影像，对全球248,243个面积超过0.1 km2的淡水湖泊进行藻华提取，构建了第一个全球湖泊藻华卫星遥感监测数据库。

　　研究发现，近40年六大洲均出现藻华暴发问题，全球共21,878个湖泊遭受过藻华问题困扰（图1）。全球湖泊藻华的累积暴发面积达到312,723.99 km2，占全球湖泊总面积的11.7%。进一步研究发现，藻华暴发频率不仅在各大洲存在明显空间差异（图2），而且全球藻华暴发频率与暴发面积在2010年代显著增加，其主要增加来源于亚洲与非洲，而化肥使用量的增加与全球气候变暖是湖泊藻华形势恶化的可能原因。

图1 1982-2019年全球湖泊藻华时空格局

（a）最大藻华面积MBE（单位：km2），（b）藻华暴发频率BO（单位：%）

图2 全球65个国家的最大藻华面积（MBE）及藻华暴发频率（BO）关系。其中黑色（灰色）箭头指向的10个国家分别对应最大藻华面积（藻华暴发频率）排名前10的国家

　　该研究成果不仅能为湖泊藻华的归因与预测提供基础数据，也为政府和环境机构评估藻华的生态、经济与社会影响提供科学依据，为制定相关政策提供决策参考。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41561-021-00887-x。

本文来源：国家自然科学基金委员会