被誉为“水下森林”的沉水植被（SAV）与水上的浮叶/漂浮/挺水植被（FEAV）作为湖泊中不同的水生植被类型，生态效应各异：以SAV主导的湖泊往往具有群落多样性高、水体清澈等特征；而FEAV主导的湖泊，其浓密的叶片具有光遮挡效应，致使水下群落趋于单一化。近几十年来，在人类活动加剧和全球变暖双重影响下，解析全球湖泊两种植被群落分布格局与演变模式，对未来湖泊生态预警与人类应对至关重要。

图 全球湖泊沉水植被衰退，湖泊生态系统由草型清水态转向藻型浊水态

    对此，中国科学院南京地理与湖泊研究所段洪涛研究员课题组研究构建了一套全球湖泊水生植被群落卫星遥感监测方法，基于1989-2021年的140万景Landsat卫星影像，重构了1990s以来全球5587个浅水湖泊水上植被（浮叶/漂浮/挺水植被：FEAV）和水下植被（沉水植被：SAV）时空分布数据集。研究成果以Global trends and regime state shifts of lacustrine aquatic vegetation为题，发表在权威顶刊The Innovation (IF: 33.2)上，罗菊花研究员为第一作者 ，段洪涛和张运林研究员为共同通讯作者。

图 1989—2021年全球湖泊水生植被覆盖度空间格局。（A）水生植被分布及各大洲平均覆盖度；（B）水上的浮叶/挺水植被（FEAV）覆盖度分布；（C）沉水植被（SAV）覆盖度分布

    研究发现，1989-2021年全球湖泊水生植被平均覆盖面积为108,186 km²，占全球湖泊面积的28.9%（浮叶/挺水植被：15.8%和沉水植被：13.1%）。全球95%的水生植被分布在北半球，其中北美洲占比最高为58%，其次为亚洲（19%）和欧洲（18%）。

图 1989—2021年全球湖泊水生植被覆盖度长期演变模式。（A）全球湖泊FEAV不同变化模式空间分布；（B）全球湖泊SAV不同变化模式的空间分布；（C-N）全球及各大洲不同植被群落覆盖度变化趋势

图 2000—2021年SAV呈现减少趋势的湖泊空间分布与不同水生植被群落长期变化趋势。（A）SAV呈现减少趋势的湖泊空间分布；（B）2000年以来全球水生植被及其群落覆盖度变化趋势；（C-F）全球湖泊SAV与FEAV呈现显著变化的湖泊数量及其覆盖度标准化后的总变化模式

    1990年以来，全球湖泊沉水植被（SAV）呈现先增后减趋势，浮叶/挺水植被（FEAV）的变化为先减后增，2000年左右为关键转折点；2000年以来，全球湖泊SAV快速退化，减少了30.4%；而FEAV缓慢增加，增加了15.6%。

图 1989—2021年全球湖泊的稳态转换指数变化特征及主要驱动因子。（A）稳态转换指数的变化模式空间分布；（B-E）全球及各大洲稳态转换指数的长时序变化；（F-I）全球及各大洲主要驱动因子的变化趋势

    本研究创新地提出湖泊稳态转换指数In(FEAV/SAV)，发现2000年左右是全球湖泊稳态转换关键时期。2000年后，SAV的优势度下降，而FEAV的优势度增加，尤其2010年后，这一趋势更为显著。这表明湖泊生态系统正朝向以浮叶类植被主导的阴影态与藻类主导的浊水态转换。在2010年前，人类活动导致的富营养化加剧是这种变化主导因素；2010年后，全球变暖成为湖泊生态变化的主导因素。

    未来，随着全球气候持续变暖，全球湖泊仍将面临严峻的生态退化风险。因此，应该采取合理有效的应对策略来保护湖泊生态可持续发展。