尽管《自然·气候变化》刊登的研究指出多年冻土融化会导致北极湖泊的地表水减少，但我们通过卫星高度计提供的观测数据发现，这些湖泊的水位和水量在整体上呈现增加的趋势，因此有必要重新评估该研究的结论。
导
读
近年来，北极地区变暖速度几乎是世界其他地区的四倍，带来了冰川崩塌、野生物种减少、野火频发、温室气体排放增加等一系列生态环境问题。湖泊作为北极生态环境变化的重要指示因子，准确监测其动态变化，对于深化理解北极响应全球变暖的方式至关重要，同时为制定北极生态保护政策提供了科学依据。
图 1 北极湖泊集中地区地表水增加结果：（A）2000-2020年北极湖泊集中地区地表水储量的动态空间分布。（B）湖泊水储量动态变化。（C）湖泊水储量长期趋势。（D）湖泊数量。在图1中，B、C和D对应相同的图例，D中灰色虚线框表示具有显著水储量长期趋势的湖泊（p<0.1）
北极地区广泛分布着大量湖泊，它们不仅是区域水循环、碳循环和能量平衡的关键组成部分，并且在为野生动物提供栖息地、维护生物多样性和供应淡水等方面也发挥着至关重要的作用。然而，在过去几十年全球快速变暖的背景下，北极湖泊对气候变化的响应机制仍不明晰。因此，迫切需要获取北极湖泊变化的准确信息，以便更好地监测区域水资源动态，并评估其对生态和社会经济产生的影响。
此前，已有相关研究利用500米分辨率的MODIS卫星图像时间序列，构建了SWI（Superfine Water Index）水体指数，发现82%的北极湖泊集中地区的湖泊水域呈现减小趋势。然而，由于MODIS影像分辨率较低、对植被变化和浑浊度较为敏感，该研究所得出的北极地表水普遍萎缩的结论仍有待商榷。因此，迫切需要更为有力的证据来揭示北极地表水体的动态变化趋势。
本研究通过卫星高度计为观测北极地表水动态变化提供了新的视角。卫星高度计可以直接测量湖泊的水位，进一步结合湖泊面积估算水储量变化以表征湖泊增减趋势，能够有效避免SWI水体指数易受周边地物光谱干扰的问题。本文通过卫星高度计数据与30米空间分辨率的Landsat光学影像，获取北极湖泊集中地区的湖泊水储量变化，并分析湖泊水储量变化趋势的时空特征。
绘制的研究区湖泊水储量变化趋势的空间分布图（图1A）显示，在北极范围内，北美洲的湖泊水储量变化趋势呈现出相对平衡的增减特征，而欧亚大陆的湖泊则表现出明显的增加。图1B和图1C所示为2000至2020年间，湖泊水储量呈现131.90 km3/yr的增长趋势，水储量增加和减少的湖泊分别呈现413.69 km3/yr和-281.79 km3/yr的变化趋势。其中，54.39%（3094个）的湖泊在此期间水储量增加，只有45.61%（2595个）的湖泊水储量下降（图1D）。总体上，水储量增长的湖泊共增加了8687.45 km3，而缩小的湖泊共减少了5917.64 km3。
总
结
与
展
望
我们通过卫星高度计观测提供了北极湖泊集中地区地表水增加的有力证据。研究表明，卫星高度计可以通过测量湖泊水位来表征地表水的动态变化，能够准确反映湖泊的扩张和萎缩趋势。未来，融合多源卫星数据将有助提升地表水的观测精度。同时，有必要利用现场数据来验证卫星观测结果，以确保相关结论的可靠性。此外，还可以通过整合卫星高度计观测和水文模型，预测不同排放情景下北极湖泊的变化情况。
责任编辑
周 琪 北京理工大学
陈权威 上海第二工业大学
本文内容来自Cell Press 合作期刊The Innovation 第五卷第六期发表的Commentary文章“Satellite altimeter observed surface water increase across lake-rich regions of the Arctic” (投稿: 2024-06-01；接收: 2024-10-10；在线刊出: 2024-10-11)。
DOI：https://doi.org/10.1016/j.xinn.2024.100714
引用格式：Xu N., Li W., Gong P., et al. (2024). Satellite altimeter observed surface water increase across lake-rich regions of the Arctic. The Innovation 5(6):100714.
作者简介
徐 南 河海大学地理与遥感学院副教授，主要从事水资源遥感研究。
李纹宇 多伦多大学地理与规划系博士后，主要从事植被遥感研究。
卢 麾 清华大学地球系统科学系教授，主要从事陆表水循环的遥感观测与模拟、陆面模型及陆面数据同化系统开发，以及全球变化背景下的生态水文研究。
宫 鹏 香港大学地理系与地球科学系讲席教授，主要从事全球环境变化遥感制图和监测，地理环境与健康，及环境媒介传染病的流行传播模拟研究。
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期刊简介
The Innovation是一本由青年科学家与Cell Press于2020年共同创办的综合性英文学术期刊：向科学界展示鼓舞人心的跨学科发现，鼓励研究人员专注于科学的本质和自由探索的初心。作者来自全球58个国家；已被151个国家作者引用；每期1/5-1/3通讯作者来自海外。目前有200位编委会成员，来自22个国家；50%编委来自海外(含39位各国院士)；领域覆盖全部自然科学。The Innovation已被DOAJ，ADS，Scopus，PubMed，ESCI，INSPEC，EI，中科院分区表(1区)等收录。2023年影响因子为33.2，2023年CiteScore为38.3。秉承“好文章，多宣传”理念，The Innovation在海内外各平台推广作者文章。
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