滇池又见水清岸绿，治理太湖蓝藻有了新突破……各大湖泊治理效果的个案报道频频见诸报端，但中国湖泊治理的整体效果如何？能否评价长时间、大范围的湖泊水质状况？日前，中国科学院南京地理与湖泊研究所研究员段洪涛团队基于地球大数据，整体评估中国大型湖泊水体透明度的时空变化，通过分析其历史变化规律和影响因素，为科学评估湖泊水质状况和管理提供决策支持。
相关论文发表在《国际应用地球观测与地理信息》《环境遥感》等杂志上。
在云南大理洱海，被视为“水质风向标”的海菜花一度难觅踪迹。如今海菜花又在清澈的湖水中随波荡漾。在段洪涛看来，2000年可以被看作是中国水环境管理的转折点。
例如，国家制定了流域污染物削减战略，以减少太湖的营养盐负荷，要求所有入湖河流水质均达到国家地表水质量标准规定的三级标准；同时，在其他地区也采取了类似的生态环境修复措施，如农田退耕还林计划等。20年过去了，这些工程的实施效果如何？段洪涛希望能够借助卫星遥感数据找到答案。
事实上，联合国可持续发展目标6.3.2评价水质好坏的五个核心指标都不是光学活性物质，卫星无法进行直接监测。但大量研究表明，卫星可获取的水体透明度与这些指标有着密切联系，可作为判断水质好坏的依据。作为地球大数据的一个分支，水色遥感技术取得了长足进步，越来越多地被用于湖泊水环境质量评价。同时，随着云计算平台的发展，两者结合可以实现长时间序列、大区域范围内湖泊水质状况快速制图。
于是，他们利用大量地面实测资料构建中国湖泊透明度遥感算法，基于GEE云计算平台实现2000~2019年的中国湖泊透明度估算，最后根据透明度指标，计算中国不同区域湖泊透明度等级比例，并分析其时空变化规律。
整体上，中国大型湖泊清澈程度表现良好，且呈现好转态势。研究发现，20年间中国湖泊透明度普遍呈增加趋势，说明中国湖泊水体变清了。其中，西部湖泊透明度增加更明显。刘东分析，流域植被恢复对湖泊透明度增加起主要作用。同时，气候变化对湖泊透明度，主要是青藏高原湖泊透明度增加有明显作用。从空间上看，中国湖泊透明度表现为“西高东低”。
是什么原因推动了我国湖泊透明度“西高东低”空间格局的形成？
刘东表示，湖泊透明度很大程度上决定于总悬浮物或浮游植物等颗粒物含量的变化。研究显示，东部大部分湖泊较浅，在一定风速和风向条件下湖泊沉积物更易发生再悬浮，例如巢湖、太湖和洪泽湖在风速分别超过2.75米/秒、3.5米/秒和4.8米/秒时，水柱内颗粒物呈均匀分布，即沉积物会再悬浮至水表。而西部湖泊多为深水构造湖，同等风速对湖泊沉积物再悬浮的影响较小。
在东西部湖泊形态差异的背景下，东部湖泊还受人类活动的强烈扰动。段洪涛坦言，控制浮游植物过度生长是全球湖泊环境治理所面临的一项重大挑战。研究发现，流域土地覆盖/利用和气候条件的长期变化，会影响湖泊透明度的年际动态变化。在长时间背景下，将大量农田退耕还林会增加湖泊透明度，即有利于改善湖泊环境。这一成功案例表明，应该继续实施和发展以流域为单位的保护和修复策略，为湖泊生态系统功能修复提供充足的时间和空间。