湖泊重金属污染具有高毒性、致癌性和持久性等特征，威胁着水生生物及人类健康安全。湖泊底泥作为重金属沉降富集的受体，富集其中的重金属可被水生植物吸收，或因扰动再次释放造成二次污染。因此，加强底泥重金属的污染监测具有重要意义。底泥重金属来源广泛（如大气降尘、工业废弃物、汽车磨损排放、农药化肥），且分布具有较大空间异质性，加重了监测的难度和成本。已有研究提出，高光谱技术可以有效估测土壤属性信息。但由于底泥中的重金属含量相较于C、N等多量元素极微，其波谱特征也往往被其信息所掩盖。故而，利用高光谱技术对底泥中重金属反演的能力及精度受到争议。
中国科学院武汉植物园以东湖底泥的重金属污染为例，分析了高光谱技术在反演重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的可行性，并讨论了重金属的反演机理。结果表明，光谱模型对重金属的反演能力差异显著，其中Cd、Hg、Ni和Pb被反演性较高，As、Cr、Cu和Zn无法被反演，该结果取决于重金属与TOC的内在关系与共生机制。该研究可为光谱快速获取高异质性土壤重金属污染信息提供参考。
相关研究成果发表在Catena上。研究工作得到了本研究得到国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划、中科院率先行动“百人计划”的资助。
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重金属和总有机碳与光谱在不同波段处的相关系数分布曲线图
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