被称为“水下森林”的沉水植被（SAV）与位于水面之上的浮叶、漂浮及挺水植被（FEAV）是湖泊中两种不同的水生植被类型，它们各自产生不同的生态影响。通常情况下，以SAV为主的湖泊显示出较高的生物多样性和清澈的水质；相比之下，由FEAV主导的湖泊由于其密集的叶片造成光遮挡效应，导致水下生物群落趋于单一。近几十年来，随着人类活动的加剧和全球变暖的影响，了解全球湖泊这两种植被群落的分布模式及其演变趋势，对于未来的湖泊生态保护预警和人类应对措施至关重要。
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
针对这一问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所的段洪涛研究员及其团队开发了一种用于监测全球湖泊水生植被群落的卫星遥感方法。基于1989年至2021年间收集的140万张Landsat卫星影像，他们重建了从1990年代开始的全球5587个浅水湖泊的水上植被（FEAV）和水下植被（SAV）的时空分布数据集。
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
研究表明，在1989至2021年间，全球湖泊水生植被平均覆盖面积为108,186平方公里，占全球湖泊总面积的28.9%（其中FEAV占比15.8%，SAV占比13.1%）。全球95%的水生植被位于北半球，尤其是北美洲占比最高，达到58%，其次是亚洲（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
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
自1990年以来，全球湖泊中的SAV经历了先增长后减少的过程，而FEAV的变化趋势则相反，转折点出现在2000年左右。自2000年以来，SAV面积显著减少了30.4%，而FEAV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
研究人员创新性地提出了湖泊稳态转换指数In(FEAV/SAV)，指出2000年前后是全球湖泊生态系统发生转变的关键时期。之后，SAV的优势地位逐渐被FEAV取代，尤其是在2010年后这种趋势更加明显，表明湖泊生态系统正朝着浮叶植被为主导的阴影状态或藻类主导的浑浊状态转变。在2010年之前，富营养化加剧是主要诱因；而在2010年后，全球变暖成为驱动湖泊生态系统变化的主要因素。
面对未来持续的全球气候变暖，全球湖泊面临严重的生态退化风险。因此，采取有效的策略保护湖泊生态系统的可持续发展显得尤为重要。
