水質(zhì)對于確保人類(lèi)和社會(huì )的生存與發(fā)展至關(guān)重要。水質(zhì)研究已成為一個(gè)熱門(mén)研究課題。為了提高水質(zhì)管理水平及實(shí)現水質(zhì)的可持續管理，需要對水質(zhì)和水污染水平進(jìn)行量化。總懸浮物（TSM）是水體的主要組分之一，是進(jìn)行水質(zhì)研究的關(guān)鍵指標，它通過(guò)吸收和散射太陽(yáng)光來(lái)影響水的光學(xué)特性，并可能影響光合作用過(guò)程和水中的總初級生產(chǎn)。因此，準確、及時(shí)地估算出水中的TSM濃度，并了解其驅動(dòng)因素，可以增強我們對水質(zhì)的了解，從而實(shí)施有效的管理。

　　松嫩平原是我國重要的商品糧基地，對氣候變化較為敏感，平原上水體眾多，分布了幾條主要河流和數百條支流、湖泊及濕地。在過(guò)去的35年（1984-2018）中，農業(yè)活動(dòng)的迅速增長(cháng)，造成了嚴重的水土流失和生態(tài)系統退化。因此，開(kāi)展該區域水體TSM濃度時(shí)空動(dòng)態(tài)及主要驅動(dòng)因素研究對實(shí)現高效和可持續的水質(zhì)管理具有重要意義。

　　中國科學(xué)院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境遙感研究團隊，利用長(cháng)期的野外調查采樣數據，結合時(shí)間序列Landsat影像通過(guò)遙感手段反演了松嫩平原水體TSM濃度的時(shí)空動(dòng)態(tài)模式。在各種遙感參數中，紅、藍波段比值與TSM濃度具有較好的相關(guān)性。TSM濃度時(shí)空動(dòng)態(tài)分析表明，從1984年到2018年，約60.5％的水體中的年平均TSM濃度呈下降趨勢。TSM濃度從4月到7月下降，然后從9月開(kāi)始上升。研究還發(fā)現松嫩平原水體中的TSM具有很高的空間變異性。對主要驅動(dòng)因素的分析表明，植被因素、風(fēng)和降水之類(lèi)的氣象因素可能會(huì )影響TSM濃度的變化。此外，長(cháng)時(shí)間序列的Landsat數據可用于內陸水域TSM歷史變化的監測。相關(guān)研究成果可為人類(lèi)活動(dòng)和氣候變化下的水資源管理提供理論支持。

　　圖1 研究區水體TSM濃度變化率直方圖

　　圖2.（a）研究區1984年至2018年水體TSM濃度年度序列，（b）月平均TSM濃度序列（4月至10月）

　　本研究得到了國家重點(diǎn)研究發(fā)展計劃（2016YFB0501502），國家自然科學(xué)基金（41730104、41701423）和中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )（2020234）的共同資助。研究結果發(fā)表在國際期刊Journal of Environmental Management。

　　論文信息：

　　Yunxia Du， Kaishan Song*, Ge Liu, Zhidan Wen, Chong Fang, Yingxin Shang, Fangrui Zhao, Qiang Wang, Jia Du, Bai Zhang. Quantifying total suspended matter (TSM) in waters using Landsat images during 1984–2018 across the Songnen Plain, Northeast China. Journal of Environmental Management 262 (2020) 110334.

　　https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110334