انعكاس تركيز الكلوروفيل أ في بحيرة هونغزي

يُعد الكلوروفيل أ الصبغة الرئيسية لعملية التمثيل الضوئي في العوالق النباتية، ويُستخدم غالبًا كمؤشر على كتلتها الحيوية، مما يجعله عنصرًا هامًا في إدارة البيئة المائية. ويُعتبر تركيز الكلوروفيل أ (Chla) مؤشرًا رئيسيًا لتقييم درجة التخثث في المسطحات المائية ودراسة دورة الكربون في البيئات المائية؛ إذ يُعد قياسه السريع والدقيق أمرًا بالغ الأهمية لإدارة البيئة في البحيرات.

تعتمد الطرق التقليدية لتقييم الحالة الغذائية للبحيرات بشكل أساسي على أخذ العينات وتحليلها في الموقع. إلا أن هذه الطريقة تتأثر بالظروف الجوية والبيئية المحلية، كما أن عملية أخذ العينات والتحليل تستغرق وقتًا طويلاً وتتطلب جهدًا كبيرًا وتكلفة عالية، مما يجعل من الصعب رصد ظاهرة التخثث في البحيرات على نطاق مكاني وزماني دقيق. في المقابل، توفر تقنية الاستشعار عن بُعد مزايا عديدة، مثل التغطية الواسعة، وسرعة جمع البيانات، وقصر أوقات المعالجة، متجاوزةً بذلك العديد من أوجه القصور في طرق أخذ عينات جودة المياه التقليدية. ولذلك، فقد تم تطبيقها على نطاق واسع في رصد بيئة مياه البحيرات وعلم البيئة المائية.

الشكل 1. خارطة طريق التكنولوجيا

استنادًا إلى البيانات المقاسة المتوفرة وصور الأقمار الصناعية، تقارن هذه الدراسة معاملات الارتباط بين نطاقات طيفية مفردة ومجموعات نطاقات مختلفة. يُستخدم مزيج النطاقات ذو أعلى معامل ارتباط كمتغير مستقل، بينما يُستخدم تركيز الكلوروفيل أ، وهو أحد معايير جودة المياه، كمتغير تابع. تم بناء نموذج انحدار إحصائي لاستخلاص بيانات جودة المياه. تم اختبار دقة النموذج باستخدام معامل التحديد (R²) كمعيار للتقييم، وتم الحصول على نموذج الاستخلاص النهائي.

استنادًا إلى نموذج الانعكاس المذكور أعلاه، تم الحصول على خريطة توزيع تركيز الكلوروفيل أ في مياه بحيرة هونغزي عند نقاط أخذ العينات في ذلك اليوم:

الشكل 2.تركيز الكلوروفيل أ في بحيرة هونغزي (ملغم/لتر)

كما هو موضح في الشكل، فإن تركيز الكلوروفيل أ (Chl-a) الإجمالي في بحيرة هونغزي، والمستخلص بناءً على بيانات Sentinel-2، يقع عند مستوى غذائي منخفض، حيث يبلغ أقصى تركيز له 0.0145 ملغم/لتر فقط. ويتوافق هذا مع الخاصية الموسمية المتمثلة في انخفاض كتلة العوالق النباتية نتيجة انخفاض درجات الحرارة وضعف الإضاءة خلال فصل الشتاء. مكانيًا، يظهر نمط غير متجانس واضح، يتميز بتوزيع "تركيز منخفض في وسط البحيرة وتركيز عالٍ على أطرافها": تُظهر المياه المفتوحة في وسط البحيرة عمومًا تركيزات منخفضة من الكلوروفيل أ، مما يشير إلى مياه نظيفة نسبيًا؛ بينما على طول الشاطئ، وخاصة عند مصبات الأنهار وفي الخلجان الضحلة بالقرب من المدن المجاورة، تظهر بقع موضعية ذات تركيز عالٍ، مما يدل على نشاط بشري متكرر وتأثير محتمل على التخثث. بشكل عام، حدث هذا الانعكاس في يناير (الشتاء)، عندما كانت درجة حرارة مياه بحيرة هونغزي منخفضة، مما أدى إلى كبح معدل النمو الإجمالي للطحالب. ونتيجة لذلك، ظل تركيز الكلوروفيل أ في منطقة البحيرة الرئيسية منخفضًا طوال العام. ومع ذلك، تأثر خط الشاطئ بتأثير "المصدر الموضعي" للتلوث الأرضي، مما أدى إلى ظهور منطقة محلية ذات تركيز عالٍ. ويتوافق هذا مع نمط التوزيع الموسمي لتركيز الكلوروفيل أ في بحيرة هونغزي، حيث يكون مرتفعًا بالقرب من الشاطئ في الشتاء والربيع ومنخفضًا في المنطقة المركزية.