湖库承载着全球近90%的地表液态淡水资源，却持续受到城市扩张、农业开发等景观转变的重要影响。流域景观格局变化会改变营养盐等污染物的产生、迁移、转化、滞留等过程，重塑湖泊营养状态。近二十年来，中国快速城镇化与大规模生态修复政策导致了剧烈且不均匀的地表景观变化。然而，不同区域湖泊营养动态响应的空间异质性、潜在机制以及未来趋势仍不明晰，难以满足精准化水土资源管理的需求。

针对上述问题，东北地理所湿地遥感研究团队基于中国443个湖泊、20年的遥感监测数据，构建了湖泊综合富营养化指数（TLI），结合可解释机器学习和未来土地利用情景，揭示了景观格局变化驱动湖泊富营养化的区域差异及未来趋势。

图1 研究图文摘要

研究结果显示，中国湖泊营养状态呈现“整体改善、区域分化”的特征。2000-2020年间，整体上富营养化湖泊比例从69.1%降到44.2%。西北地区裸地面积减少、水体透明度显著提升；东南地区不透水地表面积持续增长，总磷浓度保持上升趋势，局部湖泊依然面临较大的富营养化压力。云贵高原湖泊TLI对流域景观格局变化最为敏感（70.1%），而东部平原湖泊最不敏感（43.9%）。驱动湖泊营养状态变化的主导因素存在显著区域异质性：西北地区，自然景观完整性（如提高林地最大斑块指数）发挥重要的调控作用，能够有效拦截泥沙和营养盐，改善湖泊透明度；东南地区，人为景观复杂化（如不透水面斑块密度和分形维度指数上升）是影响湖泊富营养化的主要因素。湖泊营养动态响应存在明显的非线性阈值效应。到2100年，RCP2.6情景并未带来最优的湖泊水质。需要警惕“土地型”减排方案的气候路径下（例如扩大耕地生产生物质能），给水环境安全带来的风险。

图2 中国大于20km²的湖泊分布和营养状态

该研究强调，未来流域规划不仅要关注土地利用类型，更需要重视空间结构的优化和生态阈值的防控。未来策略制定应综合考虑“水-粮食-能源”协同关系，避免单一目标导向带来的生态权衡。

该成果近期在线发表于国际重要期刊The Innovation Geoscience。研究由东北地理所科研助理石新颖（第一作者）、毛德华研究员（通讯作者）、宋开山研究员、王宗明研究员，联合南京地湖所段洪涛研究员等共同完成。研究受到国家自然科学基金区域联合重点项目(U23A2008)、中国科学院青年创新促进会优秀会员项目(2017277)、中国科学院东北地理所青年科学家小组项目(2022QNXZ03)等共同资助。

论文信息：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.

论文链接: https://doi.org/10.59717/j.xinn-geo.2026.100247