湖泊是北极生态系统的重要组成，为偏远的北极社区供水，为野生动物提供栖息地，并在碳循环和区域能量平衡中发挥着重要作用。卫星观测表明，过去20年间北极地区的地表水域面积呈现干涸的趋势，这与已有的理论模型的模拟结果相悖。已有的研究中，对北极湖泊排水事件的认识存在空间范围局限、时间跨度短、缺乏连续观测和量化分析等问题，导致湖泊排水事件的时空规律及影响因素仍不清楚。为了深入发掘北极干涸趋势背后的湖泊排水事件，陈雅婷副教授等聚焦北极生态环境遥感领域，采用卫星遥感技术对过去35年间在北极多年冻土区发生的3.5万余起湖泊排水事件进行了监测，研究利用多源卫星遥感数据产品与先进的时间序列分割和变化检测算法，生成了当前分布范围最广、时间跨度最长且精度最高的湖泊排水事件数据集，为理解北极湖泊变化背后的驱动因素提供了基础数据支持。

在湖泊排水后，北极植被开始在排水湖盆中定植，使地貌从裸露的湖盆沉积物逐步转变为苔原。由于排水湖盆比周边区域要更加湿润且泥土中富含营养元素，植被在排水湖盆中快速生长，迅速达到周边植被的绿度水平，并且可能会向着更高产群落的方向演替。本研究对排水后的湖盆植被动态进行了量化分析，并揭示了影响湖泊排水和湖盆植被生长的关键环境因子。未来，随着北极的持续变暖，多年冻土区活动层厚度逐渐加深，冻土不连续性增加，预计将导致更频繁的湖泊排水事件。排水湖盆将形成越来越多的处于不同演替阶段的生境镶嵌，从而推动苔原植被中的种间竞争，对苔原生态系统的植被组成、丰度和分布产生深远的影响。该研究拓展了学界对北极湖泊动态和北极变绿现象的理解，对预测未来的北极湖泊变化具有重要意义，并为制定有针对性的北极生态环境保护策略提供了科学基础。

山东省生态学会青年专家陈雅婷副教授为论文的第一作者和通讯作者，山东师范大学青年教师刘奥博和中山大学程晓教授为论文的共同通讯作者。其他合作者包括山东省生态学会理事陈庆锋教授和山东师范大学地理与环境学院王成新教授。本研究得到了国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金、教育部人文社会科学重点研究基地重大项目和山东省自然科学基金等项目的支持。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-43207-0

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-43207-0