營養狀態指數是評估湖泊水體營養程度與水質狀況的關鍵指標，能夠表征湖泊生態系統的健康狀態。然而，在全球尺度上，針對湖泊營養狀態指數變化的系統性觀測數據仍顯匱乏，其長期演變趨勢與主要驅動機制尚未得到闡明。特別是，不同地理區域湖泊營養狀態指數響應特征的差異性，以及其與多重自然及人為驅動因素之間的定量關聯，目前仍缺乏全面解析。
中國科學院南京地理與湖泊研究所張運林團隊，收集并整合了3756組實測水質數據與遙感觀測資料，研發了融合半解析算法與機器學習技術的營養狀態指數反演模型。該模型在獨立測試數據集上呈現出高精度與高魯棒性的特點，為在全球尺度上開展湖泊營養狀態的精準評估提供了技術手段。
基于該模型的反演結果，研究定量揭示了2003年至2023年全球14189個湖泊營養狀態指數的時序變化。全球湖泊整體表現為營養化加劇趨勢，其趨勢速率為TSI每十年上升0.19。變化趨勢存在空間分異性：北美、歐洲、俄羅斯及非洲部分地區湖泊營養化加劇顯著，南美、澳大利亞與西亞部分地區呈現相反的改善趨勢。
進一步分析表明，氣候變暖、太陽輻射增強、風速加大及降水強化，是驅動湖泊營養化進程的主導性自然驅動因子。同時，城市化擴張、農業活動強度提升，尤其是磷肥等化肥的施用，構成了湖泊營養狀態指數持續升高的重要人為營養鹽來源。相比之下，流域植被覆蓋則被證實對湖泊水質改善具有緩沖作用，可抑制營養鹽的遷移與負荷，從而緩解湖泊營養水平的上升趨勢。
該研究在全球尺度上，量化了大型湖泊營養狀態的長期演變規律及其主導驅動機制，填補了全球變化背景下該領域的認知空白。研究成果深化了對氣候變暖與人類活動協同影響湖泊富營養化的機制性認識，也為精準預測全球湖泊生態系統的未來演變趨勢、制定有效的水環境管理策略奠定了科學基準。
相關研究成果發表在《全球變化生物學》（Global Change Biology）上。
論文鏈接
本文鏈接：研究揭示全球湖泊營養狀態變化過程與機制http://www.sq15.cn/show-12-1860-0.html
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