《Biodiversity and Conservation》：Zooplankton response to eutrophication in multiple aquatic habitats using remote sensing approach
编辑推荐：
为破解尼罗河三角洲水体富营养化（eutrophication）空间差异机制，作者整合遥感TSI模型与现场浮游动物群落调查，发现Manzala湖已达富营养-超富营养状态，浮游动物密度高达29520 org/m，而地中海水体仍保持寡营养-中营养，浮游动物多样性最高。研究首次证实Landsat OLI可78%精度预测TSI，为大面积低成本水质预警提供新工具。
尼罗河三角洲，被誉为“尼罗河赠礼”，却在过去半个世纪里悄悄患上“富营养化肥胖症”：农田退水、城市污水、工业尾水把过量的氮磷一股脑儿送进河口、潟湖和运河，绿潮（algal bloom）此起彼伏，鱼儿翻肚、水鸟飞离，生态服务功能一落千丈。更棘手的是，不同水体“胖瘦不均”——有的刚进入微胖界，有的已属重度肥胖，却缺乏一张“全景体检表”告诉管理者哪里该先“减脂”。传统船测费时费力，而浮游动物（zooplankton）作为食物网“中转站”，对营养盐波动极为敏感，能否让它们当“线人”，再借助太空里的卫星“天眼”，把富营养化分布一次看个够？
带着这些疑问，Hazem T. Abd El-Hamid等五家埃及科研机构的团队，把目光锁定在Damietta省——这里短短几十公里内浓缩了五种典型水体：地中海海水、潟湖咸淡水、运河混合水、河口半咸水以及尼罗河淡水。2021年11月，他们一次性布下10个采样点，现场测水质、捞浮游动物，同步获取Landsat OLI影像，试图回答：
各水体的富营养化“胖瘦等级”到底如何？
浮游动物群落怎样随营养梯度“变脸”？
遥感指数能否代替部分野外采样，实现长期、低成本的“水体健康管理”？
研究用到的关键技术方法
现场水质与生物同步采集：GPS定位下取表层水，测pH、盐度、DO、NO、NO、PO、SiO、TN、TP、Chl-a、Turbidity，45 μm网垂直拖取浮游动物。
Landsat OLI遥感：DN→TOA反射率→DOS大气校正，提取表层温度、Chl-a、悬浮物，ArcGIS普通克里金插值。
Carlson型TSI综合指数：以Chl-a、TP、TN、Turbidity四参数均值划分寡营养-超富营养。
群落结构分析：物种鉴定至属，计算Standing crop（org/m）与相对丰度。
统计建模：线性回归建立“营养盐→TSI”预测方程；PCA提取富营养化主控因子。
研究结果
水体理化特征
pH 7.27–8.66，盐度0.5–41.5‰，把10个站点天然分成淡水、寡-中-多-真盐水体。Manzala湖3号站Chl-a高达270 μg L，TP 49 μg L，已现磷饱和；而Barge Canal浊度最低（3.6 NTU），Chl-a仅8.8 μg L，处于“苗条”状态。
富营养化等级
TSI计算结果显示：
浮游动物群落结构
共记录23种，分属7大类。
地中海：物种数最高（11种），甲壳动物（Crustacea，69%）主导，典型海洋食物网骨架；
Barge Canal：物种最少（4种），幼体（Meroplanktonic larvae，65%）占大头，显示该运河是底栖生物“产房”；
Manzala湖：密度最高（29520 org/m），甲壳动物+幼体合计>87%，伴随9%原生动物（Protozoa）和3%轮虫（Rotifera），提示富营养与微生物增生并存；
尼罗河：轮虫以42.9%刷新“淡水优势种”认知，反映河段的局部有机污染。
统计关联
氨氮与亚硝酸盐（r=0.77）、磷酸盐（r=0.63）强正相关，直接指向生活与农业污水；幼体密度与硅酸盐、Chl-a呈正相关（R=0.6），暗示营养盐升高促进底栖幼体爆发。PCA提炼出“富营养化因子”（Chl-a、TN、TP载荷0.9以上），解释41%总方差，再次确认营养盐是群落格局第一推手。
结论与讨论
研究用“现场+遥感”双剑合璧，首次在尼罗河三角洲尺度上给出富营养化“热力图”：Manzala湖已成“重灾区”，急需削减外源氮磷；地中海仍保持寡营养，但需警惕沿岸排放；运河与尼罗河处于“微胖”，若不加管控极易滑向富营养。浮游动物群落像一面“生态镜子”，把营养状态差异放大得清清楚楚——甲壳动物代言洁净海，轮虫与幼体则警示富营养与产卵场重叠。更亮眼的是，Landsat OLI能以78%精度“算”出TSI，意味着未来埃及环保部门只需轻点鼠标，就能对千里水体进行月度“体检”，显著降低监测成本。
论文发表于《Biodiversity and Conservation》，为发展中国家大河流域“低成本-大范围”水质管理提供了可复制的新范式：让浮游动物当“线人”，让卫星当“医生”，把富营养化扼杀在“肥胖早期”。
