简介
①课题来源与背景:广东省省级科技计划项目。桉树是世界著名的三大速生树种之一,为亚热常绿植物,原产澳大利亚,由于桉树在造纸、人造板、建筑等行业用途广泛,目前广东桉树种植面积接近300万hm2。速生桉树林总磷总氮施肥流失量比其他阔叶林大得多,导致桉树林区的湖库饮用水水源保护区水质污染严重。以往的研究较多关注桉树人工林大气污染净化、水肥利用与养分循环、水量平衡、生物多样性等,对人工桉树林生态系统水质负面作用关注不够,在有关暴雨库区水质效应遥感方法的研究就更少。目前对于大力发展桉树人工林,学术界存在着争议,其争论的焦点是桉树的生态环境问题。因此,本研究可以加深库区桉树的环境问题认识,发展桉树水质效应遥感理论。
②技术原理及性能指标:1)技术原理:水库水质健康和水生态安全关系人们生活和社会发展,项目基于地面采样、气象、光谱和遥感观测,构建湛江鹤地水库水质综合数据集,包括 叶绿素、总氮磷和氨等指标 ,为鹤地水库桉树水质污染遥感监测提供依据;以Landsat OLI数据为基础,基于半经验、半分析方法,建立了二次多项式悬浮物光谱模型,并应用到 OLI 传感器;2)性能指标:研究了台风彩虹过境前后有关污染物的时空过程,发现鹤地水库渠首右侧(廉江市兰山镇、和平农场一侧附近)良好生态产生的清洁库湾水对上游污染物的净化和阻挡作用。利用改进的导数求算方法,提升了总氮光谱模拟模型,开发了总氮Landsat TM/OLI遥感模型, 并进行了总氮空间分布时空变化和暴雨影响制图,发现在过去的近30年,鹤地水库主库区,总氮浓度上升了0.05~0.4mg/L, 台风过后1.2-1.6级别的总氮水面积减少了近90%;项目 开发了鹤地水库氨氮二阶导数光谱模型(R2=0.6)与波段比率遥感模型(R2=0.44),LANDSAT模拟表明:过去近30年(1988-2014)氨氮浓度增加了16.2%,2015年台风彩虹(过后10天)氨氮平均浓度仍比上年同期下降了40.4%。鹤地水库湾氨氮浓度平均值则下降了5.6%, 2015年台风过后10天氨氮(0.039mg/L)比上年同期下降了31%。降雨能降低库区氨氮浓度40-49%;桉树种植以及其他人类活动能增加鹤地水库氨氮浓度达16%;项目还 采用跨时相近红外波段光谱差异,开发了多时相TM/OLI融合提取水浮莲方法,进行了库区水浮莲空间分布制图。