Trophic classification and ecosystem checking of lakes using remotely sensed information

Abstract

Both the conventional and the Carlson trophic state index (TSI) classification methods were employed to assess the eutrophication state of 26 lakes in the Norfolk Broads, UK. The parameters employed were: Secchi depth, chlorophyll a and total phosphorous which had been obtained previously by using Landsat TM imagery, ground reference data and empirical algorithms for the Norfolk Broads (Baban, 1993). The conventional method did not provide sufficient differentiation between the Broads. The Carlson TSI provided sufficient information to differentiate between all 26 Broads. Consequently, using the Carlson TSI information, these Broads were classified into three groups. The classification was based on the relationship between the calculated Carlson TSI of the external phosphorous loading and its influence on the eutrophication process as deduced from the calculated TSI values for the other two parameters. The results were consistent with all the available knowledge and experience concerning these Broads and demonstrated the potential of combining remote sensing techniques and Carlson TSI in eutrophication assessment, ecosystem checking and watershed analysis.

Résumé

L'état d'eutrophisation de 26 lacs situés dans les Norfolk Broads, Royaume Uni, a été évalué en utilisant la classification conventionnelle d'une part et la classification basée sur l'index d'état trophique de Carlson (TSI) d'autre part. Les grandeurs utilisées ont été la transparence au disque de Secchi, la chlorophylle A et le phosphore total; elles avaient été obtenues auparavant en utilisant l'imagerie satellitaire Landsat TM, des données mesurées sur le terrain et les algorithmes empiriques de la zone des Broads (Baban, 1993). La méthode conventionnelle n'a pas fourni une differentiation suffisante entre les Broads. L'index d'état trophique de Carlson a fourni suffisamment d'information pour permettre une différentiation des 26 Broads. Par conséquent, en utilisant les informations apportées par l'index d'état trophique de Carlson (TSI), ces Broads ont été classifyés en trois groupes. Ceux-ci sont définis par les relations entre les valeurs TSI de Carlson calculées pour les apports externes de phosphore et leur influence sur le processus d'eutrophisation, déduite des valeurs TSI calculées pour les deux autres grandeurs. Les résultats sont compatibles avec toutes les connaissances et expériences disponibles concernant les Broads, et elles montrent la possibilité de combiner les techniques de télédétection et l'index d'état trophique de Carlson dans l'évaluation de l'état d'eutrophisation, le contrôle des écosystèmes et l'analyse des bassins versants.