近日，中国科学院空天信息创新研究院（空天院）、可持续发展大数据国际研究中心（SDG中心）水环境遥感研究团队在青藏高原湖泊水环境遥感监测研究方面取得重要进展。
湖泊被称作全球变化的哨兵。青藏高原作为“亚洲水塔”，分布着世界上海拔最高、数量最多的湖泊群。由于受人类活动干扰小，这些湖泊成为监测全球气候变化的“天然实验室”。水体透明度不仅是衡量水质清澈程度的直观指标，更是理解湖泊生态系统能量传递和碳循环的关键。然而，由于高原地形复杂且实地观测匮乏，如何获取跨越数十年且覆盖全高原的高精度动态水质信息，一直是水环境遥感领域的难点。
针对上述问题，研究团队基于多源卫星数据构建了1986年至2024年青藏高原湖泊透明度时间序列监测数据集，深入揭示气候暖湿化背景下高原湖泊光学特性的时空演变规律。
研究团队利用1986年以来的Landsat系列（TM、ETM+、OLI）卫星观测数据，辅助以MODIS卫星观测数据，针对不同传感器的波段设置差异与反射率数据系统性差异，构建了基于多源卫星数据的透明度半解析模型协同反演框架。该研究突破了多源卫星数据的一致性处理与协同反演技术瓶颈，实现了对青藏高原面积大于0.1平方公里的3000余个湖泊透明度的长时间序列反演。
研究结果显示，1986-2024年间，青藏高原湖泊总体呈显著清澈化趋势，平均透明度增长速率达0.019米/年，且高原西部和中部地区的增加尤为明显。研究进一步揭示了气候变化对湖泊光学特性的驱动机制，并识别出三种主要响应模式：一是植被调节型（占比33.0%），气候变暖促进流域植被生长，有效降低了入湖泥沙量；二是稀释效应型（占比31.0%），降水及冰川融水增加导致湖泊扩张，稀释了水中的悬浮物质；三是温度调节型（占比4.9%），主要受气温升高引起的水体物理分层变化驱动。
该研究工作不仅提供了青藏高原湖泊水环境长期演变的高精度数字化“档案”，也为理解高寒湖泊生态系统对全球变暖的响应提供了关键科学证据，对保障“亚洲水塔”水资源安全和生态平衡具有重要意义。
上述研究成果以“Landsat observations reveal increasing trend in lake clarity on the Qinghai-Tibetan Plateau: Insights into the lake optical response to climate change”为题，发表于遥感领域顶级期刊《环境遥感》（Remote Sensing of Environment）。空天院、SDG中心副研究员王胜蕾为论文第一作者，空天院研究员张兵为论文通讯作者，该研究得到了国家自然科学基金、空天院科学与颠覆性基金项目、未来之星人才项目等项目支持。
论文链接： https://doi.org/10.1016/j.rse.2026.115424
图1 Landsat真彩色图像(a)与不同模型反演结果对比: (b) QAAv6反演结果，(c) QAARGB反演结果，(d)QAARGBm反演结果
图2 基于Landsat数据的透明度反演模型对图像空间分辨率敏感性分析
图3 基于多源卫星数据协同反演框架的青藏高原4个典型湖泊透明度时间序列
图4 青藏高原湖泊对气候变化响应模式及其分别主导的湖泊比例示意图
动态新闻