近日，植被结构功能与建造全国重点实验室/云南大学生态与环境学院周起超课题组在综合性学术期刊Science Bulletin发表题为“Catchment land use shapes lake-atmosphere thermal contrast and synchrony globally”的研究论文（Research article），提出流域土地利用塑造全球湖泊-大气的热对比和热同步性。该研究首次在全球尺度上揭示了流域土地利用对湖泊-大气热关系的调控作用，拓展了对陆地-湖泊-气候反馈机制的认知，并为将土地管理纳入气候适应策略体系提供了科学借鉴。

湖泊通过与大气持续进行热量和水分交换，在调节区域气候和维持生态系统稳定性中扮演关键角色；理解湖泊与大气间的热关系，对于深入认识全球变化下的湖泊响应及反馈具有重要意义。然而，关于土地利用对湖泊与大气热关系的影响，目前仍缺乏全球尺度上的定量刻画，从而限制了将土地管理纳入湖泊韧性提升与气候适应策略中的能力。研究团队利用1992–2020年全球1036个面积大于100 km²湖泊的表层水温、局地气候以及流域土地利用等数据，系统解析了湖泊与大气热对比（Tdiff，即湖泊表层水温与气温间的温度差）和热同步性（Tsens，即湖泊表层水温对气温变化响应的敏感程度）的时空变化规律及调控机制。

研究发现，在过去近30年里，全球79.0%的湖泊的热对比呈下降趋势、66.8%的湖泊的热同步性增强。但这种变化因流域土地利用主导类型而异：在草地/裸地主导型流域中，湖泊与大气间的热对比下降最快；而在森林主导型和草地/裸地主导型流域中，湖泊表层水温对气温变化的响应更强，其增幅明显高于农田主导型流域（图1）。进一步分析发现，土地利用通过“直接影响”和“调节局地气候间接影响”共同调控湖泊与大气间的热对比和热同步性；同时，土地利用多样性增加会削弱湖泊与大气热对比和热同步性的变化趋势，暗示更高的景观异质性能在一定程度上缓冲湖泊与大气的热耦合（图2）。

图1 1992–2020年全球湖泊与大气热对比和热同步性变化趋势的空间分异特征。热对比变化趋势的空间分布（a）及在三类土地利用主导型流域中的差异（b）；热同步性变化趋势的空间分布（c）及在三类土地利用主导型流域中的差异（d）。

图2 土地利用多样性调节湖泊与大气热对比（a）和热同步性（b）的变化趋势。

未来情景预测表明，气候变暖将持续削弱湖泊与大气间的热对比并增强热同步性，且在高排放情景下最为明显；而土地利用会在一定程度上调节这些响应的幅度，甚至在某些情况下改变其方向（图3）。例如，在森林主导型与农田主导型流域中，土地利用变化会加剧湖泊与大气热对比的下降及热同步性的增强；而在草地/裸地主导型流域中，土地利用变化则表现为缓冲作用。这意味着，在制定湖泊保护和流域管理策略时，不仅要关注气候变化本身，还应充分考虑土地利用变化及其差异化影响。

图3 不同排放情景下湖泊与大气热对比（Tdiff）和热同步性（Tsens）的未来变化。（a、c）仅考虑气候变化的影响；（b、d）同时考虑气候与土地利用变化的共同影响；（e、f）在仅考虑气候变化与叠加了土地利用变化下的差异。

文章信息：

Science Bulletin

Catchment land use shapes lake-atmosphere thermal contrast and synchrony globally.

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.08.040

周起超研究员为通讯作者，云南大学2024级生态学专业博士生余志荣和2022级资源与环境专业硕士生李刚为论文的共同第一作者；参与研究的还有英国班戈大学R. Iestyn Woolway教授，云南大学2025级生态学专业博士生杨吉祥、2025级资源与环境专业硕士生胡家铭、国际河流与生态安全研究院陶捐研究员，中国科学院重庆绿色智能技术研究院闪锟研究员，中国科学院南京地理与湖泊研究所施坤研究员、张运林研究员，武汉大学冯炼教授以及丹麦奥胡斯大学Erik Jeppesen教授。该研究得到云南省基础研究计划项目（202501AV070013）、国家自然科学基金项目（42471042、42425102、52379081、U25A20753）、UKRI NERC Independent Research Fellowship（NE/T011246/1）和云南省院士专家工作站（202405AF140006）的联合资助。