01 数据简介

近日，国家地球系统科学数据中心湖泊-流域分中心暨中国科学院南京地理与湖泊研究所科学数据中心（以下简称“本中心”）发布首套、长时序全球湖泊溶解氧数据集（2003-2023年）。该数据集由中国科学院南京地理与湖泊研究所张运林研究员团队张毅博博士联合南京大学、英国班戈大学等单位的多名学者生产，支撑了国际权威刊物《Science Advances》论文成果发表。该数据集已在本中心在线共享，欢迎相关研究人员下载使用。

溶氧是维持湖泊水体生物多样性、驱动有机物分解与能量流动的核心要素，其浓度变化直接影响着湖泊生态系统健康和水质安全。相关研究表明，在气候变化的影响下海洋和河流等水体普遍出现了溶解氧浓度下降，即水体脱氧现象。全球湖泊是否也有类似现象，未来将如何变化？由于时空大尺度数据的缺失，上述问题依旧是未解之谜。研究团队综合大规模湖泊实测数据集和卫星遥感等数据，结合机器学习算法，构建了适合全球尺度的湖泊水体溶氧浓度量化模型，研制了过去20年来全球超过15,000个湖泊的表层溶解氧数据集，系统分析了全球湖泊溶解氧变化趋势，量化了气候长期变暖和热浪事件对溶氧浓度的影响。首次揭示过去20年全球湖泊普遍出现脱氧现象，且脱氧速率高于海洋和河流水体，未来脱氧将进一步加剧。该成果有助于深入理解气候变化和极端高温事件对湖泊系统的影响，同时为湖泊管理者制定应对策略提供了科学依据。

相关成果“Climate warming and heatwaves accelerate global lake deoxygenation”已发表在《Science Advances》上，中国科学院南京地理与湖泊研究所、湖泊与流域水安全全国重点实验室张毅博助理研究员为第一作者，施坤和张运林研究员为论文共同通讯作者。

02 数据概况

数据集包含了2003-2023年全球15,535个面积10 km2以上湖泊的逐年表层溶解氧浓度估算数据。研究团队基于32,810组原位溶解氧观测数据，结合ERA5再分析数据提供的气候要素、MODIS卫星反演的水质要素以及海拔、纬度等地理要素，采用随机森林（RF）算法构建了溶解氧估算模型，生产了2003-2023年全球15535个湖泊的表层溶解氧含量数据集，训练集（22,967组）和测试集（9,843组）的R2分别达到0.84和0.72。其中，原位溶解氧数据集分别来自长江流域湖泊调查（2007-2009、2018-2019）、太湖长期监测（2002-2019）、青藏高原湖泊考察（2018-2021）、美国国家水生资源调查（2007年，https://epa.gov）和全球淡水水质数据库（https://gemstat.bafg.de/）；湖泊水体提取基于HydroLAKES数据集，结合MODIS有效观测数据筛选出的全球15535个面积大于10 km2的湖泊。

数据集结果表明：过去20年来湖泊表层溶解氧浓度普遍下降（-0.049 mg/L/10年），其中83%的湖泊发生了脱氧现象，平均脱氧速率已超过海洋（-0.022 mg/L/10年）和河流（-0.038 mg/L/10年）。

全球湖泊溶解氧（DO）浓度的时空变化（湖泊面积 ≥10 km²）

03 数据下载

全球湖泊溶解氧数据集（2003-2023年）

https://lake.geodata.cn/data/datadetails.html?dataguid=250234914555765

04 关联论文

Zhang, Y., Shi, K., Woolway, R. I., Wang, X., & Zhang, Y. (2025). Climate warming and heatwaves accelerate global lake deoxygenation. Science Advances, 11(12), eadt5369. https://doi.org/10.1126/sciadv.adt5369