東北地理所在景觀格局變化影響湖泊營養狀態研究方面取得進展
湖庫承載著全球近90%的地表液態淡水資源，卻持續受到城市擴張、農業開發等景觀轉變的重要影響。流域景觀格局變化會改變營養鹽等污染物的產生、遷移、轉化、滯留等過程，重塑湖泊營養狀態。近二十年來，中國快速城鎮化與大規模生態修復政策導致了劇烈且不均勻的地表景觀變化。然而，不同區域湖泊營養動態響應的空間異質性、潛在機制以及未來趨勢仍不明晰，難以滿足精準化水土資源管理的需求。
針對上述問題，東北地理所濕地遙感研究團隊基于中國443個湖泊、20年的遙感監測數據，構建了湖泊綜合富營養化指數（TLI），結合可解釋機器學習和未來土地利用情景，揭示了景觀格局變化驅動湖泊富營養化的區域差異及未來趨勢。
圖1 研究圖文摘要
研究結果顯示，中國湖泊營養狀態呈現“整體改善、區域分化”的特征。2000-2020年間，整體上富營養化湖泊比例從69.1%降到44.2%。西北地區裸地面積減少、水體透明度顯著提升；東南地區不透水地表面積持續增長，總磷濃度保持上升趨勢，局部湖泊依然面臨較大的富營養化壓力。云貴高原湖泊TLI對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%）。驅動湖泊營養狀態變化的主導因素存在顯著區域異質性：西北地區，自然景觀完整性（如提高林地最大斑塊指數）發揮重要的調控作用，能夠有效攔截泥沙和營養鹽，改善湖泊透明度；東南地區，人為景觀復雜化（如不透水面斑塊密度和分形維度指數上升）是影響湖泊富營養化的主要因素。湖泊營養動態響應存在明顯的非線性閾值效應。到2100年，RCP2.6情景并未帶來最優的湖泊水質。需要警惕“土地型”減排方案的氣候路徑下（例如擴大耕地生產生物質能），給水環境安全帶來的風險。
圖2 中國大于20km2的湖泊分布和營養狀態
該研究強調，未來流域規劃不僅要關注土地利用類型，更需要重視空間結構的優化和生態閾值的防控。未來策略制定應綜合考慮“水-糧食-能源”協同關系，避免單一目標導向帶來的生態權衡。
該成果近期在線發表于國際重要期刊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）、宋開山研究員、王宗明研究員，聯合南京地湖所段洪濤研究員等共同完成。研究受到國家自然科學基金區域聯合重點項目(U23A2008)、中國科學院青年創新促進會優秀會員項目(2017277)、中國科學院東北地理所青年科學家小組項目(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
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