STOTEN:1987-2017年间北极和青藏高原多年冻土区湖泊面积变化特征
发表日期:2023-05-12来源：
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湖泊变化是寒区气候变化的重要指示器，对于理解寒区水文、生态等过程都有重要意义。湖泊与多年冻土存在复杂的相互作用，已有研究表明多年冻土区的湖泊面积变化存在显著的冻土地带性差异。然而，多年冻土区湖泊的季节变化尚不清楚，其发生条件尚不明确。
为此，中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称“西北研究院”）研究团队，基于30米分辨率的水体面积遥感产品，对1987年至2017年间北极西西伯利亚、阿拉斯加和青藏高原地区共七个流域多年冻土区（约428万平方公里）的湖泊面积变化进行了详细对比，探讨了地表水平衡变化对不同多年冻土、地形和气候环境条件湖泊面积变化的不同影响。
研究发现，1987-2017年间，七个流域多年冻土区的湖泊年最大面积净增加了13.45%。其中，季节面积净增加了28.66%，但也有2.48%的损失。常年面积净增加了6.39%，损失约为3.22%。流域间对比发现，湖泊常年面积在北极流域总体减少，但在青藏高原地区有所增加（图1）。在湖区尺度（0.1°网格）上，以所包含的湖泊常年面积的变化特征分类，包括无变化、均匀变化（仅扩张或仅收缩）、异质性变化（扩张邻近收缩）和突变（新生或消失）。结果发现，具有异质性变化的湖区占所有湖区的四分之一以上。对比不同分类间的环境条件发现，湖泊面积变化的湖区，特别是异质性变化和突变，分布在地势较低平、水域较密集和多年冻土地温较高的区域（图2和图3）。地表水平衡的变化不能完全解释多年冻土区湖泊常年面积的变化，从数据角度进一步揭示了多年冻土退化对湖泊变化的潜在临界点效应。
该研究以 Remotely sensed lake area changes in permafrost regions of the Arctic and the Tibetan Plateau between 1987 and 2017 为题在国际环境类TOP期刊《Science of the Total Environment》（IF: 10.754）发表。西北研究院博士生苏阳为论文第一作者，冉有华研究员为论文通讯作者，中国科学院青藏高原研究所张国庆研究员和李新研究员为共同作者。该研究得到中国科学院A类战略性先导科技专项（XDA19070204）和国家自然科学基金（42071421）联合资助。
图1 北极和青藏高原的不同大小的湖泊常年面积和个数变化（a:北极五个流域，b:青藏高原两个流域）
图2 七类湖区间的环境条件差异对比。a：湖泊水域密集度，b：地形起伏幅度，c：多年冻土年平均地温。EL-SL：扩张湖泊与萎缩湖泊相邻的湖区；直方图上方的星号表示未变化湖区与其他类型之间差异的显著性，连接线上的星号表示相连类型之间差异的显著性（***为p＜0.001，**为p＜0.01，*为p＜0.05）
图3 不同多年冻土温度带的湖泊常年面积变化
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