中國湖冰遙感監測研究取得進展

在高緯與高海拔地區，全球約有65%左右的湖泊冬季結冰，我國除了雲貴湖泊群外，都有不同程度的結冰現象。湖冰的光學性質控制著冰下水體的溫度及生態系統變化，開展湖冰的時空變化特徵、明確湖冰光學特性，對揭示全球氣候變化背景下湖冰光輻射傳輸、能量平衡和冰下生態過程具有重要意義。

監測湖泊冰物候變化，分析湖冰的光學特性，可為湖冰生態系統遙感監測提供理論依據。中國科學院東北地理與農業生態研究所水環境遙感學科組的科研人員選擇我國松嫩平原地區典型湖泊為研究對象，歷經五個寒冬，進行了野外調查採樣，結合MODIS衛星數據實現了湖泊冰情監測，並系統分析了淡鹹水湖泊冰體及冰下水體光學吸收物質CDOM的差異。結果表明：東北地區湖冰年際變化趨勢為湖泊解凍時間逐年延後、融化時間提前、且冰封期縮短（圖1a）；冰封過程依賴於湖泊形態，而解凍過程更依賴於氣候變化；湖冰中DOC和DIC含量要明顯低於冰下水體，湖泊深度及冰厚度對湖水中污染物在冰體及冰下水體中的分布具有重要影響；與冰下水對比，湖冰中含有較多低芳香性的光學活性物質CDOM；與淡水湖相比，鹹水湖冰及冰下水體中的CDOM物質都具有低芳香性（圖1b）。該研究成果可為進一步明確湖冰與冰下水體初級生產力變化提供理論依據，也為高緯-高寒地區冬季湖泊管理與冰情監測提供了技術支撐。

該系列研究由東北地理所研究員宋開山（第一作者和通訊作者）、博士後楊倩（第一作者）及美國印第安納大學/普渡大學教授Pierre-André Jacinthe等共同完成，得到國家自然科學基金項目（41730104，41471293）資助。相關結果發表於國際期刊Journal of Hydrology和International Journal of Remote Sensing。

湖泊湖冰及水質參數變化趨勢圖：a. 2013-2016年不同湖泊湖冰變化趨勢圖；b. 湖泊冰封期質參數變化趨勢圖

來源：中國科學院東北地理與農業生態研究所

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