密歇根技术大学凯利·克里斯滕森 这张地图显示了2008年劳伦廷大湖区的平均产量
湖泊生产值按比例从低(蓝色)到高(红色)
荣誉:卡尔·博斯/MTRI 16年的遥感数据显示，在地球上最大的淡水湖中，气候变化影响着固碳趋势
美国国家航空航天局资助的对世界上11个最大淡水湖的研究结合了野外和卫星观测，为更大的水体如何固定碳以及变化的气候和湖泊如何相互作用提供了新的理解
密歇根理工学院(MTRI)的科学家们研究了与美国接壤的五个劳伦森五大湖
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和加拿大；三个非洲大湖，坦噶尼喀、维多利亚和马拉维；俄罗斯贝加尔湖；加拿大的大熊湖和大奴隶湖
这11个湖泊拥有数百万人和无数其他生物所依赖的50%以上的地表淡水，这凸显了了解它们是如何被气候变化和其他因素改变的重要性
加拿大的两个湖泊和坦噶尼喀湖见证了初级生产力的最大变化——水体中藻类的生长
生产率波动表明湖泊生态系统发生了巨大变化
“这些湖泊食物链的基础是藻类生产力
MTRI大学的研究员、最近退休的美国国家海洋和大气管理局大湖环境研究实验室的高级研究科学家加里·法恩斯蒂埃尔说:“这些湖泊是海洋性的，它们与浮游植物——小藻类——结合在一起。”
“我们测量了碳固定率，即藻类在这些湖泊中进行光合作用的速率
随着速度的变化，无论是增加还是减少，这意味着整个湖泊都在变化，这在食物链的所有环节都有影响，从浮游动物到鱼类
" 许多因素影响着这些湖泊
气候变化、不断增加的营养物质(富营养化)和入侵物种共同导致了系统范围的变化——这使得很难确定具体的原因，特别是在现场观察有限的情况下从地面确定原因
用颜色计数浮游植物 但是卫星图像使得噪音分类变得更加容易，并且提供了对时间和空间的洞察
MTRI研究科学家、该研究的主要作者迈克尔·塞耶斯利用海洋颜色遥感——根据水的颜色推断浮游植物的类型和数量——来跟踪淡水浮游植物的动态
坦噶尼喀湖、大熊湖和大奴隶湖16年研究期(2003-2018年)的全湖年产量
在这段时间里，这些湖泊中的每一个都表现出产量的显著变化，在年度数据上绘制了最佳拟合线
荣誉:卡尔·博斯/MTRI “我们一直依赖美国国家航空航天局的资产——自2002年以来一直在飞行的莫迪斯卫星，我们将我们在MTRI开发了十年的算法和模型应用到该卫星上，”塞耶斯说
“当我们开始统计16年来全球11个湖泊的像素数时，这真的非常了不起
“每个湖泊观测到的像素数量“以百万计”，他补充道
这个结果最显著的一个方面就是这些淡水湖发生了多么迅速的变化——在不到20年的时间里，这是一个引人注目的数字
这项研究有助于美国国家航空航天局的碳监测系统确定淡水湖对全球碳循环的贡献
“世界上三个最大的湖泊正显示出与气候变化相关的重大变化，在过去的16年里，整体生物生产力发生了20-25%的变化，”法恩斯蒂埃尔说
不仅仅是藻类 在16年的数据中，加拿大北部的大熊湖和大奴湖的生产力增长最快，而非洲东南部的坦噶尼喀湖的生产力却在下降
这种趋势与水温升高、太阳辐射和风速降低有关
塞耶斯说，观察淡水湖泊的生产力、藻类丰富度、水质清澈度、水温、太阳辐射和风速，可以更全面地了解整个生态系统
“温度和太阳辐射是气候变化的因素，”塞耶斯说
“叶绿素和水透明度的变化不一定是由气候变化引起的，但可能是由富营养化或入侵物种(如贻贝)引起的
" 研究人员利用五大湖研究中心研究船队进行的湖泊测量，对卫星观测进行了地面实况调查，并为模型估算提供了输入
文章《世界十一个最大湖泊的固碳趋势:2003-2018》发表在《水》杂志上
研究人员计划继续他们的研究，将他们目前所学到的知识应用到有害藻类大量繁殖对大气碳通量的影响上
俗话说，水就是生命
更好地理解湖泊生产力的变化是如何影响许多人赖以生存的水体的，这对居住在湖边的社区很重要
当我们深入研究淡水湖在全球碳循环和气候变化中扮演的角色时，这对全球社会也很重要
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