基于遥感反演参数与双约束空间聚类算法的湖泊营养物生态分区

作者：柯新利,刘曼,邓祥征

摘要：中国湖泊营养物水平和富营养化效应存在显著区域分异特征,开展湖泊营养物生态分区研究,是实现湖泊分区控制的前提和基础。本文以云贵高原亚热带湿润区为案例区,通过遥感反演得到研究区域湖泊水体的叶绿素a（Chl-a）、总氮（TP）和总磷（TN）含量,从自然地理要素、生态系统和人类活动3方面建立指标体系;根据研究区域DEM数据划分小流域,将各指标因子投影到小流域;在小流域尺度上,采用数理统计方法定量分析各指标分别对Chl-a/P与Chl-a/N的作用,计算两种湖泊营养物生态分区评价分值;采用双约束空间聚类算法对小流域尺度上两种湖泊营养物生态分区评价分值共同进行聚类,形成湖泊营养物生态分区结果。研究发现：①通过遥感反演模型可以将少数呈点状分布的监测数据推演到面上,这在一定程度上弥补了有限的野外监测数据量难以支撑湖泊营养物生态分区的不足;②通过构建各指标因子分别与湖泊水体中Chl-a/P、Chl-a/N的定量关系,实现了湖泊营养物生态分区中湖泊水体微观指标与湖泊流域宏观指标的有机结合;③采用双约束空间聚类进行湖泊营养物生态分区,保证了分区结果在空间上的连续性和评价分值上的接近性;④根据自然地理条件、土地利用和人类活动强度的不同,将云贵高原亚热带湿润区分为4个区：北云南高原湖区、滇南河谷山原湖区、桂西-滇东-黔南岩溶湖区、贵州高原东北部湖区。本文提出的基于双约束空间聚类的湖泊营养物生态分区方法也可以作为其它地区乃至国家尺度湖泊营养物生态分区的借鉴。

发文机构：中国科学院地理科学与资源研究所 咸宁学院资源与环境科学学院 中国科学院农业政策研究中心

关键词：湖泊营养物生态分区遥感反演双约束空间聚类云贵高原亚热带湿润区lake nutrientecoregionremote sensing inversiondual-constraint spatial clustersubtropical moist zone on the Yunnan-Guizhou Plateau

分类号： P228[天文地球—大地测量学与测量工程][天文地球—测绘科学与技术]