東北地理所在景觀格局變化影響湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)研究方面取得進(jìn)展
湖庫(kù)承載著全球近90%的地表液態(tài)淡水資源，卻持續(xù)受到城市擴(kuò)張、農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)等景觀轉(zhuǎn)變的重要影響。流域景觀格局變化會(huì)改變營(yíng)養(yǎng)鹽等污染物的產(chǎn)生、遷移、轉(zhuǎn)化、滯留等過(guò)程，重塑湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。近二十年來(lái)，中國(guó)快速城鎮(zhèn)化與大規(guī)模生態(tài)修復(fù)政策導(dǎo)致了劇烈且不均勻的地表景觀變化。然而，不同區(qū)域湖泊營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的空間異質(zhì)性、潛在機(jī)制以及未來(lái)趨勢(shì)仍不明晰，難以滿足精準(zhǔn)化水土資源管理的需求。
針對(duì)上述問(wèn)題，東北地理所濕地遙感研究團(tuán)隊(duì)基于中國(guó)443個(gè)湖泊、20年的遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了湖泊綜合富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)（TLI），結(jié)合可解釋機(jī)器學(xué)習(xí)和未來(lái)土地利用情景，揭示了景觀格局變化驅(qū)動(dòng)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的區(qū)域差異及未來(lái)趨勢(shì)。
圖1 研究圖文摘要
研究結(jié)果顯示，中國(guó)湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)呈現(xiàn)“整體改善、區(qū)域分化”的特征。2000-2020年間，整體上富營(yíng)養(yǎng)化湖泊比例從69.1%降到44.2%。西北地區(qū)裸地面積減少、水體透明度顯著提升；東南地區(qū)不透水地表面積持續(xù)增長(zhǎng)，總磷濃度保持上升趨勢(shì)，局部湖泊依然面臨較大的富營(yíng)養(yǎng)化壓力。云貴高原湖泊TLI對(duì)流域景觀格局變化最為敏感（70.1%），而東部平原湖泊最不敏感（43.9%）。驅(qū)動(dòng)湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)變化的主導(dǎo)因素存在顯著區(qū)域異質(zhì)性：西北地區(qū)，自然景觀完整性（如提高林地最大斑塊指數(shù)）發(fā)揮重要的調(diào)控作用，能夠有效攔截泥沙和營(yíng)養(yǎng)鹽，改善湖泊透明度；東南地區(qū)，人為景觀復(fù)雜化（如不透水面斑塊密度和分形維度指數(shù)上升）是影響湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素。湖泊營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)存在明顯的非線性閾值效應(yīng)。到2100年，RCP2.6情景并未帶來(lái)最優(yōu)的湖泊水質(zhì)。需要警惕“土地型”減排方案的氣候路徑下（例如擴(kuò)大耕地生產(chǎn)生物質(zhì)能），給水環(huán)境安全帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
圖2 中國(guó)大于20km2的湖泊分布和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)
該研究強(qiáng)調(diào)，未來(lái)流域規(guī)劃不僅要關(guān)注土地利用類型，更需要重視空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和生態(tài)閾值的防控。未來(lái)策略制定應(yīng)綜合考慮“水-糧食-能源”協(xié)同關(guān)系，避免單一目標(biāo)導(dǎo)向帶來(lái)的生態(tài)權(quán)衡。
該成果近期在線發(fā)表于國(guó)際重要期刊The Innovation Geoscience。研究由東北地理所科研助理石新穎（第一作者）、毛德華研究員（通訊作者）、宋開(kāi)山研究員、王宗明研究員，聯(lián)合南京地湖所段洪濤研究員等共同完成。研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金區(qū)域聯(lián)合重點(diǎn)項(xiàng)目(U23A2008)、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)優(yōu)秀會(huì)員項(xiàng)目(2017277)、中國(guó)科學(xué)院東北地理所青年科學(xué)家小組項(xiàng)目(2022QNXZ03)等共同資助。
論文信息：Xinying Shi, Dehua Mao, Ling Luo, Kaishan Song, Hongtao Duan, Sijia Li, Chong Fang, Dong Liu, Hui Tao, Hengxing Xiang, Zongming Wang, 2026. Unequal futures: Projecting lake trophic states in China under landscape transformation scenarios. The Innovation Geoscience, 100247.
論文鏈接: https://doi.org/10.59717/j.xinn-geo.2026.100247
附件下載：
吉公網(wǎng)安備22017302000214號(hào)
