基于遙感反演參數與雙約束空間聚類算法的湖泊營養物生態分區

作者：柯新利,劉曼,鄧祥征

摘要：中國湖泊營養物水平和富營養化效應存在顯著區域分異特征,開展湖泊營養物生態分區研究,是實現湖泊分區控制的前提和基礎。本文以云貴高原亞熱帶濕潤區為案例區,通過遙感反演得到研究區域湖泊水體的葉綠素a（Chl-a）、總氮（TP）和總磷（TN）含量,從自然地理要素、生態系統和人類活動3方面建立指標體系;根據研究區域DEM數據劃分小流域,將各指標因子投影到小流域;在小流域尺度上,采用數理統計方法定量分析各指標分別對Chl-a/P與Chl-a/N的作用,計算兩種湖泊營養物生態分區評價分值;采用雙約束空間聚類算法對小流域尺度上兩種湖泊營養物生態分區評價分值共同進行聚類,形成湖泊營養物生態分區結果。研究發現：①通過遙感反演模型可以將少數呈點狀分布的監測數據推演到面上,這在一定程度上彌補了有限的野外監測數據量難以支撐湖泊營養物生態分區的不足;②通過構建各指標因子分別與湖泊水體中Chl-a/P、Chl-a/N的定量關系,實現了湖泊營養物生態分區中湖泊水體微觀指標與湖泊流域宏觀指標的有機結合;③采用雙約束空間聚類進行湖泊營養物生態分區,保證了分區結果在空間上的連續性和評價分值上的接近性;④根據自然地理條件、土地利用和人類活動強度的不同,將云貴高原亞熱帶濕潤區分為4個區：北云南高原湖區、滇南河谷山原湖區、桂西-滇東-黔南巖溶湖區、貴州高原東北部湖區。本文提出的基于雙約束空間聚類的湖泊營養物生態分區方法也可以作為其它地區乃至國家尺度湖泊營養物生態分區的借鑒。

發文機構：中國科學院地理科學與資源研究所 咸寧學院資源與環境科學學院 中國科學院農業政策研究中心

關鍵詞：湖泊營養物生態分區遙感反演雙約束空間聚類云貴高原亞熱帶濕潤區lake nutrientecoregionremote sensing inversiondual-constraint spatial clustersubtropical moist zone on the Yunnan-Guizhou Plateau

分類號： P228[天文地球—大地測量學與測量工程][天文地球—測繪科學與技術]