Spatial Persistence and Interannual Variability of Floating Algae in Kainji Lake (Nigeria): Insights from Multi-Year Sentinel-2 Observations

背景：浮游藻类日益被视为淡水生态系统生态变化的指示物。尽管卫星遥感已被广泛应用于监测藻类动态，但关于西非大型热带水库中浮游藻类长期空间格局的认识仍然有限。目标：本研究调查了2020年至2025年尼日利亚凯恩吉湖浮游藻类的时空动态，旨在识别反复出现的热点区域、评估年际变异性，并评价浮游藻类分布的长期稳定性。方法：在Google Earth Engine平台上处理Sentinel-2 Level-2A地表反射率影像。选取云量低于10%的影像，并进行去云和水体提取处理。利用浮游藻类指数（Floating Algae Index, FAI）对浮游藻类进行制图，该指数由红光、近红外和短波红外光谱波段计算得出。生成2020年至2025年各年的FAI年中值合成影像。计算FAI正值的描述性统计量以评估时间变异性。随后进行多年持续性分析，以识别反复出现的浮游藻类热点区域。结果：结果揭示了凯恩吉湖浮游藻类 occurrence 的显著空间异质性。浮游藻类持续集中于湖岸和湖湾环境，而大部分开阔水域的出现相对较低。年均FAI正值范围为0.0656至0.0841，表明浮游藻类强度存在年际变异性。年度藻华范围在139.93至168.64 km²之间变化，占湖泊表面积的12%–15%，其中2022年记录到最大覆盖面积，2025年最小。尽管存在这些时间波动，反复出现的热点区域在整个研究期间保持空间一致性。结论：凯恩吉湖的浮游藻类表现出持续的空间组织格局，而非随机分布。本研究首次提供了该水库浮游藻类热点区域反复出现的多年证据，为理解浮游藻类动态建立了重要基线，从而填补了西非水库生态系统中的重大知识空白，并为未来的生态评估和监测计划奠定了基础。