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摘要
近年来,随着太湖流域工业化、城镇化的发展,太湖水体蓝藻大规模暴发
的频率越来越高,引起了各级政府部门的高度关注。目前以年为尺度的水华空
间变化动态规律研究还不够深入。本文以太湖为研究区,利用 2008 年 4—12 月
间的 75 景 EOS-MODIS 1B 遥感影像数据,采用 NDVI 算法结合人机交互判读
模式,获得了太湖水体水华空间分布变化信息。结合时间、空间两方面分析了
太湖蓝藻演化特征,从集聚面积、空间分布和风险频率三个角度分析了 2008 年
太湖水华的动态变化规律,并且利用 NDVI 均值法和水华风险频率指数法
(Cyanobacteria bloom Risk Frequency Index)比较分析了不同时间段的蓝藻高
度集聚区和高度风险区。同时,针对可能诱使蓝藻暴发的环境因素,利用数据
统计分析方法探讨了太湖湖面水温与水华规模和空间分布之间的关系。
通过本研究,得到了以下主要结论:
(1)综合运用 NDVI 指数法和目视解译判读各时相太湖蓝藻聚集情况,比
较全年水华数据发现 2008 年太湖蓝藻时空变化过程具有一定的规律性:4 月南
太湖初现蓝藻;5 月西部沿岸带迅速演变为“持续暴发”;6 月梅雨、7 月高温
均对水华聚集具有一定抑制;8、9 月北部三湖、西部沿岸和湖心区进入“全面
暴发”;10、11 月前后波动明显,主要集中于贡湖、梅梁湾,是全年的“末次
暴发期”;12 月份基本消亡。从时间上大致可分为三个峰值期,空间上依照“南
—西—北—东北”的分布迁移。
(2)通过比较 NDVI 均值法与水华风险指数法的提取结果发现,08 年 4
—6 月间太湖西部沿岸带频繁发现蓝藻聚集,尤其是竺山湖湖口以南的部分湖
区水华暴发频率甚至超过了 40%;而 7—12 月内,除了竺山湖北部、太湖西部
的少部分区域外,全湖未发现明显的水华频发区域,虽面积有所扩大、分布区
域有所转移,但对水质安全造成直接影响的风险相对较低。总体而言,太湖西
北部沿岸带是 2008 年蓝藻暴发程度最高的区域,并将是未来几年值得关注的重
点。
(3)利用分裂窗算法反演太湖湖面水温,发现 2008 年太湖蓝藻的生长、
暴发、衰退周期中,水华面积的大小与湖面均温值之间具有密切的关联性:在
20℃以下时水温与太湖蓝藻生长暴发或沉寂消亡具有明显的相关关系;20℃—
30℃时水华的面积大小受到湖温和其他因素的共同影响,容易发生大规模蓝藻
暴发;30℃以上时过高的湖温会对蓝藻的暴发具有一定的抑制作用;太湖蓝藻
全年消亡的临界温度与其初始生长的临界温度相比更低。研究同时发现太湖湖
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温的空间差异是影响蓝藻水华分布迁移的重要因素之一。

关键词:MODIS;太湖;蓝藻水华;水温
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Abstract
ABSTRACT
In recent years, with the development of industrialization and urbanization in
Tai lake basin, the frequency of cyanobacteria bloom in Lake Taihu was higher than
ever, and it has been concentrated by the government and many scientists, but only a
few researchers paid their attention to cyanobacteria bloom dynamic changes of
year-scale. Spectral characteristic of all the cloudless 75 EOS-MODIS imageries
during April 3rd and December 18th in 2008 was analyzed in this study, and the
information of cyanobacteria bloom distribution and migration was extracted by the
algorithm of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Though taking
spatio-temporal distribution of cyanobacteria bloom into account, variation rule was
analyzed with bloom acreag