九寨沟喀斯特湖泊为何颜色如此不同？

九寨沟五花海采样点实时湖泊彩色图像来源:李晓辉

九寨沟是世界著名的自然旅游胜地，拥有许多国际荣誉，如“世界自然遗产和世界生物圈保护区”。景区内有许多喀斯特湖泊，清澈的湖水和湖底广泛分布的钙质沉积物和藻类构成了多彩的湖泊景观。

然而，很少有学者对九寨沟风景名胜区蓝色喀斯特湖泊的颜色形成机制以及水质变化对湖泊颜色的潜在影响等科学问题进行研究。九寨沟喀斯特湖和高原非喀斯特湖之间颜色差异的原因也不清楚。

为了探索九寨沟蓝色喀斯特湖泊的成色机理，中国科学院成都生物研究所孙庚课题组的硕士研究生李晓辉等人首次借助高光谱设备，结合水化学分析方法，定量描述了九寨沟喀斯特湖泊和高原非喀斯特湖泊水体的光谱反射特征和独特的颜色特征。九寨沟世界自然遗产地举世闻名的蓝色喀斯特湖泊的颜色形成机制已经初步揭示。找出了九寨沟喀斯特湖泊与高原非喀斯特湖泊颜色差异的原因，建立了湖泊水质与颜色的回归方程，并将其应用于地震后湖泊颜色的预测。

结果表明，九寨沟地区广泛的碳酸钙沉积是该地区喀斯特湖泊颜色形成的核心过程，也是高原喀斯特湖泊与非喀斯特湖泊颜色差异的重要原因。悬浮碳酸钙颗粒对可见光的选择性反射和散射是湖蓝形成的光学基础。与高原非岩溶湖泊相比，九寨沟岩溶湖泊对可见光的吸收、反射和散射具有很强的波长选择性，即短波长的蓝绿色光在反射光中所占的比例明显高于长波长的红色光，这直接决定了人眼观察湖泊的颜色。

此外，深而低浊的水体也是湖水呈现蓝绿色的重要原因。九寨沟岩溶湖泊的颜色也受到水质变化的影响，其中与碳酸钙沉积过程相关的水质因子、有色可溶性有机物和富营养化对湖泊颜色的形成和维持至关重要。

这些研究成果不仅有助于了解喀斯特湖泊水质与颜色的关系，也为建立基于喀斯特湖泊颜色的水质评价指标体系提供了科学依据，为风景名胜区科普发展提供了理论支持。相关的研究结果最近发表在《水》杂志上。

相关论文信息:https://doi.org/10.3390/w12030771