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水体中微囊藻产生的微囊藻毒素对公众健康构成严重威胁,微囊藻产生的毒素,主要包括MC-LR,MC-RR和MC-YR等异构体,并且MC-LR具有最强的生理毒性。微囊藻毒素(MCs)不仅对肿瘤具有强烈的促进作用,对肾脏和肠胃也会产生毒性,从而对人类以及家畜的健康产生严重的威胁。因此,监测淡水中总微囊藻毒素的信息具有重要的意义,特别是利用遥感技术实现微囊藻毒素浓度的连续宏观监测,对于保护人们生命安全和富营养化水体治理具有重要的作用。本文以太湖为研究区,基于2017年野外原位观测实测数据以及哨兵3A OLCI和MERIS影像,构建了适用于太湖总微囊藻毒素浓度(Total microcystin concentration,TMC)的遥感估算模型,包括经验模型和半分析模型,并对各个模型的精度验证评价,最终选择三波段模型应用到影像上,得到太湖2017年春、夏、秋、冬四季以及2003-2011年的TMC时空分布图,并对太湖TMC时空变化的驱动因素进行分析。主要结论如下:(1)太湖TMC的光学特性及敏感波段在500-750nm波长区间内,不同TMC的遥感反射率表现出明显的差异。总体上,随着TMC的增加,675nm附近的反射谷的深度也在不断升高。TMC与遥感反射率具有较好的相关性,在520nm附近存在最大的负相关,相关系数达到0.75,在709nm附近存在最大的正相关,相关系数达到0.8。(2)太湖TMC反演模型构建在对实测光谱数据分析的基础上,明确了对TMC变化敏感的特征波段,基于特征波段以及特征波段组合构建了太湖TMC估算的三波段模型、偏最小二乘回归模型以及基于辐射传输理论的半分析模型,并利用太湖统一的独立验证数据集对每个模型的精度进行了验证评价。结果表明从RMSE来看,三波段模型的RMSE值最低(0.146μg/L),半分析模型的RMSE值最高(0.334μg/L);从MRE来看,同样三波段模型的MRE值最低(19.47%),偏最小二乘回归模型的MRE值最高(33.17%)。三波段模型具有较好的反演效果。(3)太湖2017年四季TMC时空变化特征基于OLCI影像得到了太湖2017年四季TMC时空变化特征,从空间上来看,太湖TMC的分布特征大致符合北部高于南部,并且湖心区低于梅梁湾和竺山湾的趋势,且位于岸边水体的TMC值都高于湖中水体中的浓度。从季节上来看,夏季和秋季太湖水体TMC较高,夏季达到最高,春季和冬季TMC值相对较低,并且冬季最低。(4)太湖2003-2011年TMC的年际趋势、季节趋势以及不规则趋势变化基于2003年到2011年的MERIS影像,分析了太湖时空分布变化持征,引入时间序列分解来分析其年际趋势变化、季节趋势变化以及不规则变化。年际趋势变化表明从2004年到2006年TMC有稍微上升趋势,而从2006年之后明显增加一直到2008年,之后快速下降,在2009年到2011年,表现为缓慢的下降趋势;开阔区域TMC的年均值都要低于其他两个区域,从2003年至2006年TMC年均值不断增加,到2006年TMC均值达到最高值,2006年之后其TMC年均值不断下降;梅梁湾总微囊藻毒素年均值介于竺山湾和开阔区域之间,其TMC年均值最高值出现在2008年,最低值出现在2011年,其年际变化相对较小;竺山湾TMC年均值在三个区域中最高,其年均值最高出现在2007年,最低值出现在2011年。季节趋势变化在春季太湖西部TMC最高,并且由西向东TMC逐渐降低,湖心区域TMC最低;夏季太湖西部依旧具有最高的TMC,主要是由于太湖夏季高温有利于有毒藻类的生长;秋季TMC的分布与夏季相似;冬季太湖TMC的达到最低值,主要在低温条件下有毒藻类生长受到很大的限制。不规则分量没有明显的变化规律,其从2003年到2007年始终保持平稳的趋势,但是在2008年出现明显的空间变异性和不规则成分的短期最大值,2008年之后迅速下降,之后2009到2011年又再次表现为平稳的趋势。在北部的梅梁湾和西北竺山湾出现相对较高的TMC变异性的不规则成分,这对其总方差有很大的影响。(5)太湖TMC年际趋势、季节趋势和不规则趋势变化的驱动因素分析对于年际趋势变化,在开阔区域,2003-2005年总氮(TN)与TMC变化保持一致,之后TMC对TN变化的响应滞后了一年,并且在2010年,TMC与TN的变化出现了相反的趋势,说明TN和总磷(TP)浓度不是2010年TMC变化的主要影响因素。在梅梁湾,TP与TMC变化趋势较为一致,高含量的TN并非TMC变化的限制性因素,此时含量较低的TP对浮游植物的生长影响较大,成为TMC变化的限制性因素。在竺山湾,TN与TP的比值都超过20,明显高于其他两个区域,表明其存在限氮条件。而TN与TP之间的比值与三个区域TMC相关性较低。对于季节趋势变化,由于不同季节营养物质有所差异,梅梁湾和竺山湾在春季和夏季受径流影响较大,并且在高温下,TP浓度含量对TMC含量影响更为显著,因此夏季竺山湾TMC达到最大值。开阔区域由于营养物质含量较低,因此其受季节因素影响较低。对于不规则变化,主要是2008年出现的不规则变异性,主要是由于2008年异常的高温以及低风速导致蓝藻水华的爆发,从而出现总微囊藻毒素浓最高值。