我国学者与海外合作者在湖泊水温对全球变暖敏感性及其分异机制研究方面取得进展

　　

图 湖泊水温对气温变化的响应差异及其主要影响因子。（a）气温与湖上层水温和湖下层水温之间差异与湖泊自然地理特征、流域土地利用、气候条件和营养状态之间的相关关系；（b和c）利用随机森林方法分析湖泊自然地理特征、流域土地利用、气候条件和营养状态对气温与湖上层水温和湖下层水温之间差异的重要性；（d）方差分解分析方法解析湖泊自然地理特征、流域土地利用、气候条件和营养状态等变量分别对气温与湖上层水温和湖下层水温之间差异的解释度

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42220104010、42177058、U22A20561）等资助下，中国科学院南京地理与湖泊研究所周健、秦伯强等与加拿大里贾纳大学Peter R. Leavitt合作，基于全球345个温带湖泊的水温、营养状态和气候特征等长期监测数据（1979-2018），结合湖泊自然地理特征和流域土地利用类型数据，探讨了湖泊水温对气候变暖的敏感性及其分异机制。研究成果以“温带湖泊水温对气候变暖的响应（Controls of thermal response of temperate lakes to atmospheric warming）”为题，于2023年10月16日在线发表在《自然?通讯》（Nature Communications），被选为“Climate change impacts”亮点成果，论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-42262-x。

　　气候变化显著改变了全球湖泊生态系统。随着全球变暖，湖泊水温主要呈现出增温趋势，但湖泊对气候变暖的响应具有显著差异。研究表明，湖上层水温比气温增长速率更快，而湖下层水温则主要呈现出变冷的趋势。夏季湖上层水温与气温变化速率的差异主要与气候（风速、气温）、流域土地利用（森林、城市发展、农业）和湖泊自然地理特征（海拔、停留时间）呈显著相关关系，而湖下层水温与气温变化速率的差异主要受气候（短波辐射、气温）和流域土地利用（森林覆盖率、城市发展）的影响。研究揭示了深水、贫营养湖泊对全球变暖表现出更高敏感性，但湖泊水温对全球变暖的敏感性可能会随着气温的升高而降低，下降幅度受到湖泊流域土地利用类型和营养水平的影响。

　　湖水温度对气候变化的响应对于评估未来全球气候变化对湖泊生态系统的影响具有非常重要的意义。本研究中，由于湖泊自然地理特征、流域土地利用和局地气候条件的差异，湖水温度对气温的响应呈现时空异质性。因此，湖泊水温对气候变化的敏感性以及由此带来的水质和生态系统风险均表现出明显的空间分异特征，且随着全球湖泊富营养化持续加剧，未来湖泊对全球变暖的响应幅度可能会降低。研究建议，需要围绕全球气候变化调整湖泊管理策略，以便更好地应对未来气候变化对湖泊生态系统的风险。