湖冰物候反映湖泊封冻、解冻时间及冰封期长度的变化，是气候变化的敏感指示。湖泊冰情变化影响湖泊与大气之间的能量交换，并与寒区水文过程和生态系统功能密切相关。我国湖泊分布跨越多种气候与地理环境，不同湖区的湖冰变化具有明显差异。然而，这些区域差异如何表现，以及湖冰物候与降水、降雪等水文气候条件存在怎样的关联，仍缺乏系统认识。

针对上述问题，中国科学院东北地理与农业生态研究所研究人员联合吉林建筑大学、河海大学和中国科学院西北生态环境资源研究院，基于MODIS遥感数据，重建了2001-2023水文年我国583个面积不小于20平方千米湖泊的逐日表层水温序列，提取了其中376个季节性结冰湖泊的封冻日期、解冻日期和冰期，并结合趋势分析、可解释机器学习和结构方程模型，系统分析了湖冰物候变化及其水文气候关联的区域差异。

研究发现，湖泊表层水温变化与湖冰物候变化呈现不同的区域格局。青藏高原是湖冰物候显著变化最为集中的区域，封冻日期和解冻日期发生显著变化的湖泊分别为72个和33个，均为三个季节性结冰湖区中最多；东北湖区分别为10个和4个。在呈显著变化的湖泊中，青藏高原封冻和解冻日期的变化速率范围也最宽，表现出突出的湖间差异。在区域平均水平上，三个湖区的封冻日期均呈推迟趋势，而解冻日期在青藏高原湖区推迟，在蒙新和东北湖区提前。这些结果表明，仅凭区域平均水温或冰封期长度的变化，难以全面反映湖冰物候变化的空间格局。

对各湖泊多年平均特征的分析显示，湖冰物候与热量、辐射、地理位置及湖泊形态等因素的关联，因湖区和物候指标而异。其中，辐射因素在青藏高原湖区的模型解释中较为突出。结构方程模型进一步表明，东北湖区的总降水相关路径获得较强支持，而蒙新和青藏高原湖区的降雪相关路径更为突出，尤其体现在解冻日期和冰封期长度上（图1）。这些结果提示，理解湖冰物候的区域差异，需要综合考虑热量条件、降水形态及湖泊自身特征。该研究揭示了我国不同湖区湖冰物候变化的空间差异，深化了对湖冰物候与区域水文气候条件关联的认识，为开展分区湖冰监测、完善湖冰模型中降水与积雪过程的描述，以及评估寒区湖泊对气候变化的响应提供了科学参考。

图1不同湖区湖冰物候与水文气候条件的关联路径

相关论文以“Remote sensing of lake surface water temperature reveals divergent hydroclimatic associations with lake ice phenology across China”为题，发表在国际学术期刊International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation上。论文第一作者为东北地理所农业遥感学科组杨倩副研究员，通讯作者为水环境遥感学科组尚盈辛副研究员。河海大学苏红军教授，吉林建筑大学林楠教授，东北地理所刘焕军研究员、宋开山研究员，中国科学院西北生态环境资源研究院郝晓华研究员、李红星高级工程师，以及唱隽逸、王春绪、李锦涛等多名联合培养硕士研究生共同参与了研究。该研究得到国家自然科学基金、吉林省自然科学基金等项目资助。

论文信息：Qian Yang, Junyi Chang, Wendi Luo, Hongjun Su, Jintao Li, Nan Lin, Huanjun Liu, Kaishan Song, Yingxin Shang, Xiaohua Hao, Hongxing Li, Chunxu Wang, Xiaoguang Shi. 2026. Remote sensing of lake surface water temperature reveals divergent hydroclimatic associations with lake ice phenology across China. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 154: 105633.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jag.2026.105633