浮游植物物候能夠反映浮游植物的生長(zhǎng)變化與湖泊生態(tài)系統(tǒng)的變化,水溫、營(yíng)養(yǎng)鹽濃度等因素對(duì)物候有重要影響。太湖富營(yíng)養(yǎng)化程度較高,水溫的影響作用日趨顯著,物候與水溫關(guān)系的研究對(duì)理解、控制和改善太湖生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。本研究利用2003—2018年MODIS遙感數(shù)據(jù)計(jì)算浮游植物物候指標(biāo)和湖泊水表溫度（Temperature of Water Surface,LSWT）,通過(guò)分析太湖浮游植物物候時(shí)空變化特點(diǎn)探究了不同區(qū)域的物候特征,并結(jié)合LSWT揭示了浮游植物物候?qū)SWT變化的響應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明:①不同浮游植物物候指標(biāo)具有不同空間分布特點(diǎn),水華發(fā)生次數(shù)、峰值葉綠素a（Chla）濃度和水華總持續(xù)時(shí)間呈現(xiàn)由西部沿岸向湖心區(qū)遞減的趨勢(shì);浮游植物生長(zhǎng)開(kāi)始時(shí)間和峰值Chla發(fā)生時(shí)間分布復(fù)雜但在沿岸區(qū)域相對(duì)較早;②太湖可被劃分為4種具有不同物候特征的區(qū)域,Ⅰ類(lèi)區(qū)域主要位于貢湖灣、東部沿岸以及太湖中部開(kāi)闊水域,該區(qū)Chla濃度范圍為50～60μg/L,且波動(dòng)平緩,水華發(fā)生次數(shù)最少、開(kāi)始最晚、持續(xù)時(shí)間最短;Ⅱ類(lèi)區(qū)域主要分布于太湖西部沿岸,Chla濃度范圍為50～90μg/L且變化劇烈,該區(qū)水華發(fā)生次數(shù)最多、開(kāi)... 

【文章來(lái)源】：地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,22(10)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

太湖地理位置與樣點(diǎn)分布

閾值法以高于浮游植物Chla濃度年中值的1%～30%作為閾值來(lái)計(jì)算物候指標(biāo)，許多學(xué)者以5%為閾值[19]。本研究中，若采用5%會(huì)出現(xiàn)閾值超出Chla濃度范圍的情況，經(jīng)過(guò)對(duì)比，最終選擇2%作為閾值，逐年逐像元地提取6種物候指標(biāo)，分別為浮游植物生長(zhǎng)開(kāi)始時(shí)間、峰值Chla濃度、峰值Chla發(fā)生時(shí)間、水華發(fā)生次數(shù)、水華平均持續(xù)時(shí)間以及水華總持續(xù)時(shí)間，計(jì)算過(guò)程如圖2所示。閾值線(xiàn)將年Chla時(shí)序數(shù)據(jù)折線(xiàn)劃分為若干峰，每個(gè)峰即為一次浮游植物生長(zhǎng)事件，峰的個(gè)數(shù)即為事件的次數(shù)，每個(gè)峰的起始即為該次事件開(kāi)始的時(shí)間，每個(gè)峰的最高值即為該次事件的峰值Chla濃度，每個(gè)峰最高值所在的時(shí)間即為該次事件峰值Chla的發(fā)生時(shí)間，每個(gè)峰的長(zhǎng)度即為該次事件的持續(xù)時(shí)間，平均持續(xù)時(shí)間和總持續(xù)時(shí)間即為所有事件持續(xù)時(shí)間的平均和總和。某次生長(zhǎng)事件是否為水華事件則通過(guò)計(jì)算該次生長(zhǎng)事件峰值Chla發(fā)生時(shí)間對(duì)應(yīng)的NDVI是否大于0來(lái)判斷。由于每次生長(zhǎng)事件都會(huì)有對(duì)應(yīng)的開(kāi)始時(shí)間、峰值濃度以及峰值發(fā)生時(shí)間，按照每次生長(zhǎng)事件峰值Chla濃度的高低對(duì)事件進(jìn)行分級(jí)，濃度越高級(jí)別越高[9]，本研究計(jì)算的開(kāi)始時(shí)間、峰值濃度以及峰值發(fā)生時(shí)間均為級(jí)別最高的生長(zhǎng)事件所對(duì)應(yīng)的值。2.5 基于物候指標(biāo)的太湖湖區(qū)劃分方法

圖3—圖8為2003—2018年太湖區(qū)域6種浮游植物物候指標(biāo)的空間分布特征，圖中的斜線(xiàn)陰影區(qū)域?yàn)橹脖缓退a(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域，呈植被光譜，不屬于本文研究范疇。圖3為水華發(fā)生次數(shù)空間分布圖，整體來(lái)看當(dāng)全湖水華爆發(fā)面積較小時(shí)，水華爆發(fā)頻次相對(duì)較低，如2003、2004、2009年。若某年水華爆發(fā)范圍較大，則該年對(duì)應(yīng)的水華爆發(fā)次數(shù)也較多，如2007、2008、2017年�？臻g上水華發(fā)生次數(shù)由沿岸向湖心遞減。竺山灣、梅梁灣、西部沿岸和南部沿岸是水華的多發(fā)區(qū)域，其中西部沿岸最高達(dá)到5～6次，而貢湖灣以及湖心區(qū)域則較少發(fā)生水華。圖4展示了浮游植物生長(zhǎng)開(kāi)始時(shí)間的空間分布，為了便于直觀(guān)分析，將其中的水華事件分離出，形成水華發(fā)生時(shí)間的空間分布（圖5）。對(duì)于全湖來(lái)說(shuō)，2008年和2016年水華開(kāi)始時(shí)間較前幾年出現(xiàn)了明顯的提前。對(duì)于水華高發(fā)的太湖西岸區(qū)域，其水華開(kāi)始時(shí)間相對(duì)較早，越往湖心水華開(kāi)始時(shí)間越晚。非水華事件的開(kāi)始時(shí)間與水華事件的開(kāi)始時(shí)間一般在空間上沒(méi)有明顯的界限，也沒(méi)有明顯的時(shí)間差。峰值Chla發(fā)生時(shí)間的空間分布與生長(zhǎng)開(kāi)始時(shí)間的分布類(lèi)似，時(shí)間整體有所延后。

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